Vấn đề tam tư của blockchain được đưa ra lần đầu tiên bởi nhà sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin. Tam tư của blockchain là khả năng không thể nhanh chóng, bảo mật và phân quyền cùng một lúc. Với sự phổ biến ngày càng tăng của tiền điện tử, có một sự gia tăng liên tục về số lượng người dùng và giao dịch diễn ra trên blockchain hàng ngày. Vì vậy cần có các blockchain hiệu quả và có khả năng mở rộng hơn để đáp ứng tất cả quá trình xử lý giao dịch và sản phẩm được xây dựng trên chúng.

Các giải pháp mở rộng Layer 2 đã giúp rất nhiều trong việc giải quyết vấn đề này. Các chuỗi khối Layer 1 như Bitcoin và Ethereum được bảo vệ và phân quyền nhưng rất chậm. Ví dụ, Ethereum chỉ có thể xử lý khoảng 30 giao dịch mỗi giây (TPS). Với hàng triệu giao dịch diễn ra hàng ngày, cần có một giải pháp nhanh hơn mà không ảnh hưởng đến sự an toàn của chuỗi khối. Hãy hiểu thêm về cách đạt được điều này với sự trợ giúp của các giải pháp mở rộng Layer 2.

Layer 2 là gì?

Layer 2 là một giao thức được xây dựng trên cơ sở của một chuỗi khối hiện có (Layer 1) để tăng hiệu suất và đầu ra. Layer 1 chia sẻ gánh nặng giao dịch của mình với lớp bổ sung này, lớp này sau đó thực hiện các giao dịch và gửi kết quả trở lại lớp cơ sở để ghi lại vĩnh viễn. Mục tiêu của giải pháp mở rộng Layer 2 là giảm tải trên chuỗi khối cơ sở, cải thiện tốc độ xử lý và quan trọng nhất là giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng mà chuỗi khối đang đối diện. Với sự tương tác giữa Layer 1 và Layer 2, chuỗi khối có thể đạt được khả năng mở rộng mà không ảnh hưởng đến bảo mật.

Layer 2 cũng có thể được gọi là các giải pháp ngoại chuỗi. Điều này là do chúng cung cấp một cấu trúc cho việc xử lý giao dịch độc lập với chuỗi khối cơ bản. Arbitrum, Polygon và Optimism là các giải pháp mở rộng lớp 2 của chuỗi khối Ethereum. Chúng xử lý các giao dịch Ethereum và gửi dữ liệu giao dịch trở lại chuỗi khối chính. Giao dịch trên lớp 2 rẻ hơn và nhanh hơn. Ví dụ, thời gian khối trên mạng polygon khoảng 2 giây trong khi trên Ethereum là khoảng 10 giây. Chi phí của một giao dịch sử dụng Polygon dao động từ $0.0005 đến $0.2 trong khi trên Ethereum có thể lên tới $10 và thậm chí cao hơn.

Tại sao các giải pháp mở rộng Layer 2 cần thiết?

Blockchain được ước lượng là nhanh chóng, an toàn và phi tập trung. Nhưng với vấn đề ba khía cạnh của blockchain, chỉ có thể đạt được hai trong số ba tính năng này cùng một lúc. Cần có các Giải pháp Mở rộng để giải quyết vấn đề này. Với sự tăng lên của số lượng người dùng và giao dịch trên các blockchain tầng 1 như Bitcoin và Ethereum, cần có khả năng xử lý tăng cường mà không ảnh hưởng đến bảo mật và tính phi tập trung. Do đó cần thiết những giải pháp mở rộng tầng 2.

Layer 2 làm việc như thế nào?

Layer 2s bao gồm tất cả các giải pháp mở rộng được thiết kế để mang lại tính mở rộng của blockchain cơ sở. Chúng được thiết kế để tăng tốc giao dịch trên tầng 1 mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật và phân cấp. Các giao dịch trên tầng 1 được chuyển sang tầng 2 để xử lý. Điều này giúp tầng 2 giảm bớt gánh nặng giao dịch cho tầng cơ sở.

Layer 2 sau khi xử lý các giao dịch này, trả chúng về tầng cơ bản. Có sự giao tiếp đều đặn giữa cả hai tầng, điều này nhằm đảm bảo rằng sự phi tập trung và bảo mật không bị đe dọa ở tầng 2. Với gánh nặng giao dịch được giảm ở tầng 1, tầng cơ bản trở nên ít tắc nghẽn và có thể mở rộng.

Các Loại Giải Pháp Mở Rộng Layer 2

Hãy cùng xem xét các giải pháp mở rộng Layer 2 khác nhau và cách hoạt động của chúng.

Rollups

Rollups kết hợp một số giao dịch thành một dữ liệu giao dịch duy nhất và đẩy nó qua chuỗi khối chính. Giao thức này tiết kiệm rất nhiều không gian trên chuỗi khối cũng như làm cho giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn. Có hai loại rollups: Zero Knowledge và Optimistic rollups.

Zero Knowledge Rollups

Còn được biết đến với tên gọi ZK-rollups, chạy một phép tính ngoại chuỗi và gửi kết quả đến chuỗi chính. Kết quả được biết đến với tên gọi bằng chứng tính hợp lệ. Bằng chứng tính hợp lệ có nghĩa là tất cả các giao dịch đã được kiểm tra và chúng an toàn để gửi đến chuỗi khối cơ sở. Zero Knowledge rollups là Bằng chứng Công việc (PoW) diễn ra ngoại chuỗi. Điều này giảm công việc trên chuỗi chính và do đó giao dịch được xử lý nhanh hơn.

Optimistic Rollups

Họ giả định giao dịch là tốt mặc định và đẩy chúng sang chuỗi chính. Khi hệ thống đối mặt với một thách thức, hệ thống sẽ được kiểm tra và bất kỳ giao dịch gian lận nào được tìm thấy sẽ bị thu hồi và người xác nhận khối chịu trách nhiệm sẽ bị trừng phạt. Giao dịch ở đây chậm hơn so với ZK-rollups nhưng Optimistic rollups cung cấp nhiều hơn về an ninh và phân quyền.

Sidechains

Chúng là các chuỗi khối riêng biệt chạy song song với chuỗi khối chính. Chúng sử dụng các tài nguyên tích hợp trong chúng để giảm công việc trên chuỗi chính. Chúng sử dụng thông tin từ chuỗi cơ sở kết hợp với máy ảo của họ để thực hiện Hợp đồng Thông minh hoặc xác minh giao dịch và sau đó gửi kết quả cuối cùng trở lại chuỗi chính. Sidechains là độc lập với chuỗi chính và có các bộ xác minh riêng của họ. Sidechains cung cấp giao dịch rẻ hơn và nhanh hơn so với chuỗi cha mẹ của họ. Một ví dụ tốt về một sidechain là mạng Polygon, một giải pháp mở rộng cho chuỗi khối Ethereum. Các giao dịch trên Polygon nhanh hơn và rẻ hơn so với chuỗi cha mẹ, Ethereum.

Kênh Trạng Thái

Như tên gọi, kênh phục vụ như một liên kết giữa hai bên thực hiện giao dịch. Các kênh cho phép bạn khóa quỹ của mình và giao dịch hình thức ảo trên mạng lưới nhanh hơn và rẻ hơn ngoài chuỗi. Cuối cùng, các giao dịch được chuyển tiếp đến chuỗi chính. Giải pháp này khả thi bằng cách sử dụng hợp đồng thông minh hoặc đa chữ ký và tương tự như việc sử dụng thẻ visa. Bạn gửi và nhận một số ảo đại diện cho tiền thật. Một ví dụ tốt về giải pháp mở rộng này là mạng lưới Bitcoin lightning. BTC của bạn bị khóa với ai đó kết nối với chuỗi chính. Sau đó, bạn có thể thực hiện các giao dịch bình thường của mình mà sẽ rẻ hơn và nhanh hơn so với mạng Bitcoin, cuối cùng mọi thứ đều được chuyển tiếp đến chuỗi chính. Mạng lưới lightning đã được sử dụng để mở rộng Bitcoin và tránh chi phí giao dịch cao.

Blockchain Lớp 2

Đây là một chuỗi khối phụ mà đặt trên đỉnh của chuỗi chính. Chuỗi chính không tham gia vào việc xử lý giao dịch mà thay vào đó ủy quyền công việc và điều kiện cho chuỗi con mà trả lại kết quả sau khi hoàn thành công việc. Chuỗi chính có nhiệm vụ đảm bảo an ninh cho toàn bộ hệ thống. Điều này giảm bớt gánh nặng cho chuỗi chính và cải thiện hoạt động của chuỗi khối.

Giải pháp mở rộng Layer 2 cho Bitcoin

Mạng Lightning Bitcoin

The Mạng Lightningđã hiệu quả trong việc mở rộng mạng lưới Bitcoin. Giống như các giải pháp mở rộng khác, các giao dịch được xử lý ngoại chuỗi và được trả về chuỗi chính. Điều này giảm bớt gánh nặng giao dịch của chuỗi cơ sở làm cho mạng lưới có thể mở rộng. Thời gian giao dịch trung bình trên mạng Bitcoin khoảng 10 nhưng với mạng lưới sét, điều này diễn ra trong vài mili giây. Người dùng có thể trải nghiệm chi phí giao dịch thấp và thanh toán nhanh hơn.

Giải pháp mở rộng Layer 2 cho Ethereum

Với khả năng triển khai hợp đồng thông minh, rất nhiều dự án cho rằng việc xây dựng trên blockchain Ethereum là phù hợp. Điều này đã gây ra các phí giao dịch cao và giao dịch chậm hơn khi mạng trở nên đông đúc hơn, do đó cần có một giải pháp mở rộng. Kể từ đó, nhiều giải pháp mở rộng đã trỗi dậy. Có 2 nhóm chính của Giải pháp Mở rộng Layer 2 trên blockchain Ethereum, đó là: Giải pháp mở rộng Layer 2 tổng quát và Giải pháp mở rộng Layer 2 đặc biệt cho ứng dụng.

Các giải pháp mở rộng tổng quát tương tự như chuỗi chính nhưng cung cấp giao dịch rẻ hơn và nhanh hơn. Tất cả các tính năng có sẵn trong Lớp 1 cũng có mặt trong chúng. DApps có thể triển khai trên các giải pháp mở rộng này vì chúng phục vụ cùng một mục đích như chuỗi chính. Các ví dụ về các giải pháp mở rộng tổng quát bao gồm Arbitrum One, Optimism, Boba Network, StarkNet, v.v.

Giải pháp mở rộng cụ thể cho ứng dụng được thiết kế cho các ứng dụng cụ thể trên mạng. Chúng được thiết kế để tối ưu hóa và cải thiện hiệu suất. Một ví dụ tốt là sàn giao dịch phi tập trung, dydx để giao dịch tài sản mã hóa. Các ví dụ khác bao gồm Loopring, zKSync, ZKSpace, Aztec, vv.

Kết luận

Blockchain trilemma đã là vấn đề lớn mà tiếp tục phải đối mặt với sự phát triển và sự chấp nhận của tiền điện tử. Các chuỗi khối Layer 1 thường chậm trong việc xử lý giao dịch. Cố gắng tăng tốc chúng sẽ làm thay đổi một trong những yếu tố quan trọng, do đó cần có các giải pháp mở rộng Layer 2. Những giao thức này ngăn chuỗi khối Layer 1 trở nên quá nặng nề và quá tải, do đó giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn. Việc xây dựng một giải pháp Layer 2 không đòi hỏi phải thay đổi chuỗi cha, vì vậy an ninh của toàn bộ blockchain không bị đe dọa trong quá trình này.