Tổng quan về layer 1 trong Blockchain – Đây là một khái niệm còn khá mới lạ với nhiều người mới bắt đầu tìm hiểu Blockchain. Tuy nhiên, layer 1 có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái Blockchain. Cùng ITviec tìm hiểu tổng quan về layer 1 trong blockchain là gì? Vai trò của nó trong việc xây dựng Blockchain, sự khác nhau giữa layer 1 và layer 2, một số ví dụ layer 1 nổi bật.
Đọc bài viết này để hiểu rõ:
- Layer 1 trong Blockchain là gì?
- Ưu điểm và Nhược điểm của layer 1 trong Blockchain
- Sự khác nhau giữa các layer 0,1,2
- Một số ví dụ layer 1 nổi bật
Các layer trong Blockchain là gì?
Blockchain đã tồn tại hơn một thập kỷ và tính ứng dụng của nó đã phát triển một cách rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Đây là một loại công nghệ có cấu trúc phức tạp với nhiều layer khác nhau, giống như một cơ sở hạ tầng được chia thành nhiều cấp, phối hợp với nhau vận hành hệ thống một cách mượt mà nhất.
Đọc thêm:
Học Blockchain: Lộ trình học Blockchain đầy đủ cho người mới bắt đầu
Các layer của blockchain bao gồm:
- Layer 0 – Cơ sở hạ tầng cơ bản
- Layer 1 – Blockchain/Mạng lưới
- Layer 2 – Các nhánh mở rộng của blockchain (hoặc nâng cấp phần mềm)
- Layer 3 – Ứng dụng phi tập trung (dApps)
Với nhu cầu sử dụng ngày càng tăng, mạng blockchain sẽ dựa vào các giải pháp mở rộng layer 1 để tăng khả năng xử lý giao dịch một cách ổn định và hiệu quả trong tương lai. Vậy chính xác, layer 1 trong blockchain là gì?
Layer 1 trong Blockchain là gì?
Blockchain layer 1 là nền tảng để phát triển các mạng blockchain, hoạt động như một chain chính và tự trị hỗ trợ thực hiện và xác nhận trực tiếp các giao dịch. Đây được cho là cơ sở hạ tầng thiết yếu để vận hành các ứng dụng phi tập trung và hợp đồng thông minh.
Sở hữu các node riêng biệt, layer 1 hoạt động độc lập và không phụ thuộc vào một blockchain khác. Mỗi node này đều cùng phải tuân theo một lệnh để đồng nhất tính hợp lệ của các giao dịch, như Proof of Work của Bitcoin hoặc Proof of Stake của Ethereum 2.0.
Ethereum đã chính thức chuyển từ Proof of Work (PoW) sang Proof of Stake (PoS) thông qua quá trình nâng cấp được gọi là ‘The Merge’, giảm đáng kể lượng tiêu thụ năng lượng của mạng.
Quá trình này xây dựng nên một blockchain an toàn, minh bạch, và bất biến. Khi một giao dịch được ghi lại trên Blockchain layer 1, việc thay đổi sẽ rất khó khăn với nhiều công đoạn tính toán, tránh những rủi ro từ các bên thứ 3.
Phần lớn các tiền điện tử lớn, chẳng hạn như Bitcoin, Ethereum, Avalanche và Cardano, đều được xây dựng trên layer. Các nền tảng xây dựng trên Layer 1 đều sở hữu một số yếu tố như:
- Sản xuất block: Các đơn vị riêng lẻ của blockchain – các khối – được tạo ra bởi các miner (hoặc các validator) đều được ghi lại trên layer 1 trong blockchain.
- Thời gian cuối cùng của giao dịch (Transaction finality): Là thời điểm mà một giao dịch được ghi lại (không thể huỷ ngang) trên chain, và hoạt động này sẽ xảy ra trong khoảng thời gian không cố định.
- Tài sản gốc: Tiền điện tử được sử dụng để trả phí giao dịch và thưởng cho miner/validator trên blockchain Layer 1 được gọi là coin, cần thiết cho việc vận hành layer này. Ngược lại, những thứ giúp cung cấp năng lượng cho các mạng phi tập trung được xây dựng trên Layer 1 được gọi là token.
- Bảo mật: Blockchain Layer 1 giúp xác định các tham số chịu trách nhiệm về tính bảo mật của mạng, bao gồm cơ chế đồng thuận và các quy định về cách validator hoạt động trên mạng. Mặc dù các layer blockchain khác có thể cung cấp một số biện pháp bảo mật, nhưng Layer 1 là nhân tố quyết định tính bảo mật của hệ sinh thái.
Đây là những yếu tố góp phần mở rộng quy mô Layer 1 để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của blockchain. Bên cạnh đó, còn có một số giải pháp được đề cập đến như:
- Tăng kích thước khối
Một số blockchain tiền điện tử Layer 1 đã cập nhật code của họ để tăng kích thước block, cho phép xác minh đồng thời nhiều giao dịch cùng một lúc để mở rộng khả năng xử lý tổng thể của mạng.
Ví dụ như Bitcoin Cash (BCH) đã nâng cấp kích thước block từ 1 MB lên 32 MB để xử lý hơn 100 giao dịch mỗi giây, tăng khả năng mở rộng và hiệu suất.
- Cập nhật cơ chế đồng thuận
Cơ chế đồng thuận của blockchain là phương pháp xác thực các giao dịch để đảm bảo tính chính xác và bảo mật của mạng.
Ví dụ: Bitcoin, để được phép ghi lại block tiếp theo trong blockchain, sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Work đòi hỏi công suất xử lý cực lớn cho một phương trình phức tạp.
Ethereum ban đầu cũng sử dụng PoW, nhưng sau đó đã nâng cấp lên cơ chế đồng thuận Proof of Stake (PoS), yêu cầu các nhà khai thác nodes cọc một khoản tiền gửi Ether (ETH) lớn để được phép xử lý các giao dịch.
- Phân mảnh (Sharding)
Đây là quá trình phân vùng dữ liệu, cho phép chia nhỏ các dữ liệu blockchain để các giao dịch có thể được xử lý đồng thời, giúp tăng năng suất tổng thể của layer 1 trong blockchain.
Ưu điểm và Nhược điểm của layer 1 trong Blockchain
Công nghệ nào cũng sẽ có những mặt trái và mặt phải, và layer 1 cũng không ngoại lệ. Cùng điểm qua những ưu và nhược điểm khi tìm hiểu tổng quan về layer 1 trong blockchain:
Ưu điểm layer 1 trong Blockchain
- Tính bảo mật cao
Một trong những ưu điểm chính của blockchain 1 là các tính năng bảo mật nâng cao.
Bằng cách ghi lại các giao dịch trực tiếp trên blockchain, layer 1 loại bỏ các rủi ro gây ra từ bên trung gian, như thao túng dữ liệu hoặc truy cập trái phép. Bản chất phi tập trung của layer 1 cũng trang bị khả năng chống hack cho hệ thống blockchain, không cho phép một thực thể đơn lẻ nào có thể kiểm soát mạng.
- Khả năng mở rộng và hiệu suất
Các giải pháp mở rộng của blockchain layer 1 được thiết kế để xử lý khối lượng giao dịch lớn hơn so với blockchain layer 2.
Với layer 1, các giao dịch được xử lý trực tiếp trên blockchain, hỗ trợ rút ngắn thời gian xác nhận và tăng khả năng mở rộng. Do đó, blockchain layer 1 được dùng chủ yếu để xử lý các giao dịch phức tạp ở phạm vi toàn cầu, phù hợp với các ứng dụng yêu cầu thông lượng và hiệu suất cao.
- Phân tầng và minh bạch
Các tính chất của công nghệ blockchain layer 1 đảm bảo các nguyên tắc cốt lõi của tính phân quyền và minh bạch. Layer này không có sự kiểm soát của bất kỳ cơ quan trung ương nào. Thay vào đó, chúng cho phép các cá nhân và tổ chức tham gia vào quá trình xác thực giao dịch và ra quyết định. Điều này thúc đẩy sự tin tưởng và sự minh bạch cho các ngành cần tính xác thực cao.
Nhược điểm layer 1 trong Blockchain
Mặc dù blockchain layer 1 mang lại những lợi ích đáng kể nhưng nó cũng phải đối mặt với những thách thức và hạn chế cần được giải quyết, chẳng hạn như:
- Tắc nghẽn mạng:
Dù các giải pháp mở rộng đều chú trọng vào khả năng xử lý khối lượng giao dịch lớn, tuy nhiên, điều này có thể dẫn đến tắc nghẽn mạng, khiến thời gian xử lý giao dịch chậm hơn. Vì vậy, phương pháp phân mảng (tức chia nhỏ khối lượng dữ liệu cần xử lý sang các sidechain hoặc layer khác) được kỳ vọng sẽ giải quyết vấn đề này.
- Tốn nhiều năng lượng
Blockchain layer 1, đặc biệt là các mạng sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW), có thể tiêu tốn nhiều năng lượng. Cơ chế này yêu cầu công suất tính toán đáng kể để khai thác và xác thực giao dịch, gây ra những lo ngại về năng lượng thải ra môi trường.
Một số giải pháp được đề ra để giúp tiết kiệm năng lượng có thể kể đến như sự nâng cấp lên cơ chế đồng thuận Proof of Stake (PoS).
- Sự đánh đổi giữa phân cấp và khả năng mở rộng:
Các giải pháp mở rộng thường yêu cầu đánh đổi khả năng phân tầng đối với blockchain layer 1.
Việc triển khai các ý tưởng kỹ thuật như phân mảnh (sharding) hoặc tăng cường sự phụ thuộc vào các node đáng tin cậy có thể ảnh hưởng đến tính thỏa hiệp của mạng phân tầng.
Vì vậy, tìm ra giải pháp hợp lý giúp cân bằng giữa mạng phân tầng và khả năng mở rộng là một thách thức với các Blockchain Developer.
Sự khác nhau giữa layer 1 và layer 2 trong Blockchain
| Layer 1 | Layer 2 | |
| Định nghĩa |
Blockchain layer 1 là cơ sở nền tảng cho mạng tiền điện tử phi tập trung, ví dụ như Bitcoin, Ethereum, hay Cardano. Các blockchain này xử lý giao dịch và bảo mật nền tảng thông qua cơ chế đồng thuận chung, chẳng hạn Proof of Work (PoW) hoặc Proof of Stake (PoS). |
Blockchain layer 2 đề cập đến các giao thức mạng được xếp chồng lên trên giải pháp layer 1. Các giao thức layer 2 sử dụng layer 1 như cơ sở hạ tầng mạng và bảo mật, nhưng chúng có phần linh hoạt hơn về khả năng mở rộng quy mô xử lý giao dịch và thông lượng tổng thể trên mạng. Ví dụ như Polygon (layer trên Ethereum) và Lightning Network của Bitcoin. |
| Giải pháp mở rộng quy mô |
Cập nhật về kích thước khối, cơ chế đồng thuận, phân mảnh cơ sở dữ liệu. |
Các rollup, kênh trạng thái, xử lý các giao dịch side chain. |
| Ưu điểm |
|
|
| Nhược điểm |
|
|
Một số ví dụ layer 1 trong Blockchain
Khi tìm hiểu tổng quan về layer 1 trong blockchain, bạn sẽ thấy có rất nhiều ứng dụng phi tập trung hoặc dApps quen thuộc được layer này cung cấp năng lượng, bao gồm:
- Bitcoin:
Layer 1 của Bitcoin là cấu trúc cơ bản giúp bảo mật loại tiền điện tử lớn nhất thế giới.
Nó hoạt động trên cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW), tức xác minh các block mới thông qua sử dụng thuật toán phức tạp, yêu cầu năng suất tính toán cao.
Mặc dù Bitcoin hiện được coi là nền tảng phi tập trung, an toàn nhất, nhưng thời gian xử lý một giao dịch có thể mất đến một giờ đã gây không ít khó khăn cho người dùng.
- Ethereum:
Loại tiền điện tử lớn thứ 2 toàn cầu sử dụng blockchain layer 1 cho các hợp đồng thông minh, giúp mở rộng tính ứng dụng của nó, ngoài ra còn là một nền tảng thanh toán và khai thác tiền điện tử.
Ban đầu, Ethereum hoạt động dựa trên cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW) như Bitcoin.
Nhưng gần đây, nền tảng này đã chuyển sang phương pháp xác minh Proof of Stake (PoS) và đã giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng của Ethereum đến khoảng 99,95%.
Algorand là giải pháp thay thế cho blockchain layer bằng cách sử dụng hợp đồng thông minh. Nền tảng này hoạt động bằng cách sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Stake thuần tuý. Phương pháp này sẽ chọn ngẫu nhiên các miner hoặc chặn các validator, để trực tiếp phân tầng quá trình xác minh.
- Cardano:
Cardano là một trong những blockchain layer 1 đầu tiên triển khai thành công mô hình Proof of Stake (PoS). Nền tảng này được biết đến với phí gas rẻ, mức độ phân quyền cao, và khả năng tạo thu nhập thụ động bằng đồng tiền gốc ADA cho người dùng.
Cardano có thể xác thực lên đến 250 giao dịch mỗi giây, vượt trội hoàn toàn so với 15 giao dịch mỗi giây của Ethereum.
- BNB:
BNB Chain bao gồm phiên bản Binance Chain được ra mắt vào năm 2019 và phiên bản nâng cấp, Binance Smart Chain, ra mắt vào năm 2020.
Khi Binance ra mắt vào năm 2019, mục đích chính của nó là thay thế giao diện người dùng kém của DEX bằng nhiều giải pháp giao dịch nhanh và phi tập trung thông qua blockchain layer 1. Sau một năm thành công, Binance Chain đã nâng cấp thành Binance Smart Chain để cạnh tranh với Ethereum và cải thiện chức năng lưu trữ các ứng dụng phi tập trung (dApps).
Các câu hỏi về layer 1 trong Blockchain thường gặp
Mục đích chính của các giao thức layer-1 về mặt đồng thuận blockchain
Giao thức của blockchain layer 1 giúp xác thực các phương pháp giao dịch được và thêm vào blockchain. Các cơ chế đồng thuận khác nhau, chẳng hạn như Proof of Work (PoW) hoặc Proof of Stake (PoS), được đồng nhất tính hợp lệ của các giao dịch và giữa những người tham gia mạng và bảo mật mạng.
Layer-1 trong Blockchain là gì?
Blockchain layer 1 là nền tảng để phát triển các mạng blockchain, hoạt động như một chain chính và tự trị hỗ trợ thực hiện và xác nhận trực tiếp các giao dịch. Đây được cho là cơ sở hạ tầng thiết yếu để vận hành các ứng dụng phi tập trung và hợp đồng thông minh.
Layer-1, layer-2, layer-3 là gì?
- Lớp 1: Blockchain layer 1 là cơ sở nền tảng để xây dựng mạng blockchain, giúp vận hành hợp đồng thông minh và các ứng dụng phi tập trung. Tuy nhiên, khả năng mở rộng là một hạn chế trong layer 1. Hơn nữa, nó còn được gọi là layer triển khai các loại tiền điện tử lớn như Bitcoin, Ethereum, Cardano và Ripple, cùng với các blockchain khác.
- Lớp 2: Đối với các blockchain cụ thể, layer 2 là giải pháp mở rộng quy mô hiệu quả nhất. Đây là phương pháp phổ biến để giải quyết các vấn đề hay xuất hiện trong mạng POW. Nhờ đó, nhiều ngành công nghiệp gần đây đã bắt đầu triển khai công nghệ layer 2 này.
- Lớp 3: Layer 3 có trách nhiệm lưu trữ dAapps và nhiều giao thức khác hỗ trợ các ứng dụng. Với layer này, giao thức blockchain được chia thành hai lớp con quan trọng, ứng dụng và thực thi.
Ưu điểm và Khuyết điểm của Layer 1 trong Blockchain là gì?
Ưu điểm:
- Bảo mật và phân cấp: Các layer 1 như Bitcoin và Ethereum nổi tiếng vì tính bảo mật mạnh mẽ và độ phân tầng cao. Chúng là những mạng không đáng tin cậy dựa trên các thuật toán đồng thuận như Proof of Work (PoW) hoặc Proof of Stake (PoS), đảm bảo tính toàn vẹn của mạng.
- Tính độc lập: Layer 1 hoạt động độc lập, chúng có token riêng và cơ chế đồng thuận, mang lại khả năng tự kiểm soát và bảo mật tốt hơn cho người dùng.
- Được áp dụng toàn cầu: Layer 1 luôn được công nhận và áp dụng rộng rãi, lý tưởng cho các ứng dụng cần tiếp cận và xây dựng độ tin cậy toàn cầu.
Nhược điểm:
- Thách thức về khả năng mở rộng: Layer 1 thường gặp phải các vấn đề về khả năng mở rộng, dẫn đến tốc độ giao dịch chậm và phí cao nếu xảy ra tắc nghẽn mạng.
- Sử dụng nhiều tài nguyên: Việc khai thác hoặc skate trên Layer 1 có thể tiêu tốn nhiều tài nguyên, là rào cản lớn cho những người tham gia nhỏ và góp phần tập trung hóa.
Tổng kết layer 1 trong Blockchain
Bài viết này đã mang đến cho bạn cái nhìn tổng quan về layer 1 trong blockchain, bao gồm định nghĩa, ưu nhược điểm, so sánh giữa layer 1 và layer 2, cũng như một số ví dụ nổi bật.
Như đã trình bày trong bài viết, mỗi layer của blockchain đóng vai trò quan trọng giúp hoàn thiện cấu trúc blockchain nhằm bảo mật và tăng cường khả năng xử lý giao dịch. Nhờ đó, góp phần cải thiện công nghệ này thêm lớn mạnh và mở rộng tính ứng dụng của blockchain.
Bạn thấy bài viết hay và hữu ích? Đừng ngại Share với bạn bè và đồng nghiệp nhé.
Và nhanh tay tham khảo việc làm IT “chất” trên ITviec!