Hiểu về các Blockchain Layer 1: Nền tảng của tiền điện tử hiện đại

Khi Bitcoin ra mắt vào năm 2009, nó đã giới thiệu một khái niệm cách mạng: một hệ thống phi tập trung nơi các giao dịch có thể được xác minh mà không cần trung tâm kiểm soát. Nhưng điều làm cho điều này khả thi không chỉ là ý tưởng về phi tập trung — mà còn là hạ tầng blockchain lớp 1 nền tảng thực thi tầm nhìn này. Ngày nay, các blockchain lớp 1 vẫn là nền tảng cốt lõi của hệ sinh thái tiền điện tử, đóng vai trò là nền tảng an toàn để hàng tỷ đô la tài sản kỹ thuật số hoạt động.

Chính xác Blockchain lớp 1 là gì?

Về bản chất, blockchain lớp 1 là giao thức chính quản lý hoạt động của một loại tiền điện tử từ gốc rễ. Đây là các hệ thống phần mềm phi tập trung vừa làm luật lệ, vừa thực thi, thiết lập các tiêu chuẩn mà tất cả các thành viên mạng phải tuân theo. Các nút — hoặc máy tính — chạy trên mạng lưới lớp 1 phải tuân thủ các đặc điểm kỹ thuật của nó để xử lý giao dịch một cách an toàn và duy trì tính toàn vẹn của sổ cái.

Hãy tưởng tượng blockchain lớp 1 như quy tắc của một loại tiền điện tử. Mọi chi tiết về cách hệ thống hoạt động — từ xác minh giao dịch, cấu trúc phí, đến phát hành token — đều được tích hợp trong mã của nó. Đó là lý do tại sao các nhà phát triển thường dùng thuật ngữ “mainnet” và lớp 1 thay thế cho nhau: mainnet đại diện cho hệ thống blockchain hoàn chỉnh, độc lập, với tất cả các cơ chế cần thiết đã được tích hợp sẵn.

Các loại tiền điện tử khác nhau thực hiện công nghệ lớp 1 như thế nào

Bitcoin tiên phong trong mô hình lớp 1 bằng cách sử dụng bằng chứng công việc (PoW) làm cơ chế đồng thuận. Trong hệ thống này, các nút cạnh tranh mỗi mười phút để giải các bài toán phức tạp, người chiến thắng sẽ có quyền thêm các giao dịch mới vào blockchain và nhận phần thưởng là BTC mới được tạo ra. Phương pháp tiêu tốn năng lượng này ưu tiên an ninh và phi tập trung.

Ethereum ban đầu theo đuổi con đường tương tự, nhưng sau nâng cấp năm 2022 gọi là Merge, nó đã chuyển sang bằng chứng cổ phần (PoS). Trong PoS, các validator khóa đồng tiền điện tử của họ trên mạng để có cơ hội đề xuất các khối, khiến hệ thống này tiết kiệm năng lượng hơn nhiều so với PoW. Các blockchain lớp 1 khác như Solana, Cardano, và Litecoin đều phát triển các phương pháp riêng của mình: Solana tối ưu hóa tốc độ giao dịch (lên tới 50.000 giao dịch mỗi giây), trong khi Cardano nhấn mạnh nghiên cứu đã qua bình duyệt và tính học thuật.

Các cơ chế an ninh và động lực kinh tế trong hệ thống lớp 1

Các blockchain lớp 1 sử dụng nhiều lớp bảo mật để ngăn chặn gian lận và duy trì niềm tin. Ngoài các thuật toán đồng thuận cốt lõi, nhiều mạng còn triển khai các biện pháp phòng ngừa bổ sung. Ví dụ, Ethereum và các hệ thống proof-of-stake khác sử dụng “slashing” — một cơ chế tự động phạt các validator có hành vi sai trái hoặc không hoàn thành nhiệm vụ bằng cách loại bỏ một phần số tiền đã đặt cọc. Trong khi đó, Bitcoin yêu cầu xác nhận sáu giao dịch riêng biệt trước khi xem chuyển khoản là hoàn tất và không thể đảo ngược.

Cấu trúc kinh tế của một blockchain lớp 1 cũng điều chỉnh cung và phân phối token. Bitcoin tự động giảm một nửa lượng BTC mới tạo ra sau mỗi bốn năm, tạo ra mô hình khan hiếm dự đoán được. Ethereum áp dụng cách tiếp cận khác: sau nâng cấp EIP-1559 năm 2021, mạng này bắt đầu đốt một phần phí giao dịch, điều chỉnh cung token dựa trên hoạt động của mạng một cách linh hoạt. Các cơ chế này hoàn toàn tự thực thi, do chính giao thức lớp 1 xử lý mà không cần can thiệp từ bên ngoài.

Các đối thủ chính của lớp 1: Bitcoin, Ethereum và hơn thế nữa

Bitcoin vẫn giữ vị trí là tiêu chuẩn vàng của các blockchain lớp 1, duy trì vị trí là đồng tiền điện tử lớn nhất theo vốn hóa thị trường mặc dù có bộ tính năng khá đơn giản. Cơ chế PoW của nó ưu tiên an toàn tuyệt đối và phi tập trung, ngay cả khi điều đó ảnh hưởng đến tốc độ giao dịch.

Ngược lại, Ethereum mở ra cánh cửa cho các ứng dụng phi tập trung (dApps) xây dựng trên nền tảng lớp 1 của nó. Điều này cho phép các nhà phát triển bên thứ ba tạo ra một hệ sinh thái dịch vụ, từ các giao thức tài chính phi tập trung (DeFi) đến thị trường NFT, tất cả đều dựa trên độ an toàn và cộng đồng người dùng của Ethereum.

Solana nổi lên như một “đối thủ cạnh tranh của Ethereum,” cung cấp khả năng tương tự nhưng với lợi thế riêng: tốc độ xác nhận giao dịch nhanh hơn và phí thấp hơn đáng kể. Cardano, do cựu nhà phát triển Ethereum Charles Hoskinson sáng lập, theo đuổi cách tiếp cận có hệ thống hơn, nhấn mạnh nghiên cứu đã qua bình duyệt và nâng cấp dần dần. Litecoin, dù ít được nhắc đến trong những năm gần đây, đã tạo dựng chỗ đứng như một phương án nhanh hơn và rẻ hơn để thanh toán P2P so với Bitcoin.

Thử thách về khả năng mở rộng: Tại sao các lớp 1 gặp khó khăn trong phát triển

Dù rất quan trọng, các blockchain lớp 1 đối mặt với một mâu thuẫn nội tại mà đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin gọi là “bài toán blockchain” (blockchain trilemma). Lý thuyết này cho rằng các giao thức lớp 1 phải hy sinh trong ba ưu tiên cạnh tranh: phi tập trung, an ninh và khả năng mở rộng. Việc tối đa hóa cả ba cùng lúc dường như là điều không thể với công nghệ hiện tại.

Một blockchain lớp 1 phải có mã code khá cứng nhắc để đảm bảo mọi nút đều tuân theo các quy tắc giống nhau. Trong khi sự cứng nhắc này mang lại tính dự đoán và an toàn, nó cũng hạn chế tính linh hoạt và đổi mới. Bitcoin và Ethereum, dù chiếm ưu thế, vẫn xử lý giao dịch chậm hơn so với các hệ thống tập trung — một giới hạn căn bản đã được tích hợp trong thiết kế của chúng.

Để giải quyết khả năng mở rộng mà không làm tổn hại đến các nguyên tắc cốt lõi của lớp 1, các nhà phát triển đang khám phá các giải pháp như “sharding,” phân mảnh blockchain thành các phần nhỏ hơn, dễ quản lý hơn. Bằng cách giảm lượng dữ liệu mỗi nút phải xử lý, sharding có thể tăng khả năng xử lý của mạng lưới mà không làm giảm tính bảo mật.

Tương tác giữa các blockchain lớp 1: Thách thức giao tiếp

Một hạn chế khác là vấn đề gọi là “khả năng tương tác” (interoperability). Mỗi blockchain lớp 1 là một hệ thống độc lập với các tiêu chuẩn kỹ thuật và mã hóa riêng biệt. Việc chuyển tài sản giữa các lớp 1 — chẳng hạn, chuyển coin từ Bitcoin sang Ethereum hoặc ngược lại — vẫn còn nhiều thách thức và rủi ro về mặt kỹ thuật.

Một số dự án đã đặt mục tiêu chính là khả năng tương tác. Cosmos và Polkadot, ví dụ, được thiết kế đặc biệt để thúc đẩy giao tiếp giữa các blockchain (IBC), giúp các mạng lưới blockchain khác nhau tương tác dễ dàng hơn. Những giải pháp này đại diện cho một lớp hạ tầng mới nhằm kết nối các thế giới riêng biệt của các giao thức lớp 1.

Sự trỗi dậy của Layer 2: Xây dựng trên nền tảng của Layer 1

Khi các blockchain lớp 1 chứng minh được tính hữu dụng nhưng cũng bộc lộ giới hạn về khả năng mở rộng, các nhà phát triển đã tạo ra một loại giải pháp mới: các giao thức lớp 2 (L2). Đây là các hệ thống phụ hoạt động trên nền tảng các blockchain lớp 1 đã thiết lập, thừa hưởng độ an toàn của chúng trong khi cung cấp chức năng hoặc hiệu suất nâng cao.

Ethereum trở thành đối tượng chính của xu hướng này. Các giao thức như Arbitrum, Optimism và Polygon hiện chạy “trên” lớp 1 của Ethereum, cho phép người dùng thực hiện các giao dịch nhanh hơn nhiều và với chi phí thấp hơn. Khi bạn sử dụng các lớp 2 dựa trên Ethereum này, bạn tạm thời chuyển tài sản của mình sang mạng lưới L2, sử dụng dịch vụ của nó, rồi sau đó quay trở lại mainnet của Ethereum khi xong việc.

Kiến trúc phân lớp này đã giới thiệu một thuật ngữ mới trong tiền điện tử: coin và token. Coin như Bitcoin và Ethereum là các tài sản gốc của hệ thống lớp 1 — chúng là tài sản nội tại của hệ thống đó. Trong khi đó, token là các tài sản phụ trên các blockchain lớp 1. Polygon MATIC, Arbitrum ARB, và OP của Optimism đều là các token lớp 2, cung cấp chức năng quản trị và khuyến khích trong hệ sinh thái của chúng.

Tại sao các blockchain lớp 1 vẫn giữ vai trò thiết yếu

Dù đã xuất hiện các giải pháp lớp 2, các blockchain lớp 1 vẫn không trở nên lỗi thời — ngược lại, chúng ngày càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Mỗi mạng lưới lớp 2 cuối cùng đều phụ thuộc vào blockchain lớp 1 nền tảng của nó để đảm bảo các cam kết về độ an toàn và tính cuối cùng của các giao dịch. Khi hệ sinh thái tiền điện tử trưởng thành, tầm quan trọng của hạ tầng lớp 1 như là nền móng của mọi hoạt động blockchain ngày càng tăng.

Sự đa dạng của các blockchain lớp 1 — từ mô hình an ninh nghiêm ngặt của Bitcoin, nền tảng linh hoạt của Ethereum, thiết kế tốc độ cao của Solana, đến cách tiếp cận dựa trên nghiên cứu của Cardano — phản ánh các thử nghiệm liên tục trong việc tối ưu hóa hệ thống phi tập trung. Mỗi hệ thống có những đánh đổi riêng, và mỗi hệ thống phục vụ các mục đích khác nhau trong bức tranh rộng lớn của thị trường tiền điện tử. Hiểu rõ về các blockchain lớp 1 là nền tảng để hiểu cách toàn bộ hệ sinh thái tiền điện tử hoạt động và tiếp tục phát triển.