layer 1 và layer 2

Các mạng Layer 1 là nền tảng blockchain như Bitcoin và Ethereum, chịu trách nhiệm xử lý và xác thực toàn bộ giao dịch, đồng thời đảm bảo an toàn cho hệ thống. Khi số lượng người dùng tiền mã hóa tăng mạnh, các mạng này gặp phải thách thức về mở rộng, dẫn đến phí giao dịch cao và tốc độ xử lý chậm. Layer 2 ra đời như một giải pháp mở rộng xây dựng trên blockchain gốc, giúp tăng đáng kể thông lượng giao dịch và giảm phí bằng cách chuyển một phần xử lý giao dịch ra ngoài chuỗi. Sự phối hợp giữa hai lớp này cho phép hệ sinh thái blockchain mở rộng mà vẫn duy trì tính phi tập trung và bảo mật.

Bối cảnh: Nguồn gốc của Layer 1 và Layer 2

Khái niệm Layer 1 xuất phát từ các thiết kế blockchain ban đầu, đại diện cho các blockchain hoàn chỉnh, vận hành độc lập, đảm nhận xác thực giao dịch, cơ chế đồng thuận và lưu trữ dữ liệu. Bitcoin, với vai trò là hệ thống blockchain đầu tiên, gặp hạn chế về kích thước khối và thời gian tạo khối, dẫn đến tắc nghẽn mạng. “Blockchain trilemma” (không thể đồng thời đạt được mở rộng, bảo mật và phi tập trung) đã thúc đẩy nghiên cứu các giải pháp mở rộng.

Khi tiền mã hóa bùng nổ vào năm 2017-2018, vấn đề tắc nghẽn mạng càng trở nên nghiêm trọng, buộc các nhà phát triển phải tìm kiếm phương án mở rộng mới. Layer 2 xuất hiện trong bối cảnh này, được thiết kế không nhằm thay đổi giao thức gốc mà xây dựng thêm lớp xử lý giao dịch trên blockchain nền tảng. Lightning Network của Bitcoin là một trong những giải pháp Layer 2 đầu tiên, còn Ethereum phát triển nhiều lựa chọn như Optimistic Rollups và ZK-Rollups.

Cơ chế hoạt động: Layer 1 và Layer 2 vận hành ra sao

Layer 1 xử lý toàn bộ giao dịch trực tiếp trên chuỗi thông qua các cơ chế đồng thuận như Proof of Work hoặc Proof of Stake. Mỗi node đều xác thực và lưu trữ toàn bộ sổ cái, đảm bảo bảo mật và phi tập trung nhưng giới hạn tốc độ xử lý. Ví dụ, Bitcoin trung bình xử lý 7 giao dịch/giây, còn Ethereum khoảng 15.

Layer 2 sử dụng nhiều công nghệ để chuyển phần lớn xử lý giao dịch ra ngoài chuỗi:

1. State channels (kênh trạng thái): Các bên thực hiện nhiều giao dịch off-chain và chỉ gửi kết quả cuối cùng lên chuỗi chính, như Lightning Network.
2. Rollups: Gom và nén nhiều giao dịch trước khi gửi lên chuỗi chính, gồm Optimistic Rollups (giả định hợp lệ và thời gian thử thách) và ZK-Rollups (dùng bằng chứng không tiết lộ thông tin để xác minh tính hợp lệ).
3. Sidechains (chuỗi bên): Blockchain độc lập chạy song song với chuỗi chính, có cơ chế khóa hai chiều để chuyển tài sản.
4. Plasma: Tạo hệ thống chuỗi con phân cấp, mỗi chuỗi định kỳ gửi bằng chứng giao dịch về chuỗi chính.

Các giải pháp Layer 2 có thể nâng tốc độ xử lý lên hàng nghìn hoặc hàng chục nghìn TPS, đồng thời kế thừa đảm bảo bảo mật từ chuỗi chính.

Rủi ro và thách thức của Layer 1 và Layer 2

Thách thức chính của Layer 1:

1. Giới hạn mở rộng: Tắc nghẽn giao dịch tăng khi số lượng người dùng lớn.
2. Tiêu thụ năng lượng: Đặc biệt với blockchain sử dụng Proof of Work.
3. Khó nâng cấp: Thay đổi giao thức cần sự đồng thuận rộng, làm chậm đổi mới.
4. Chi phí giao dịch: Phí tăng mạnh khi mạng tắc nghẽn, ảnh hưởng người dùng.

Rủi ro của Layer 2:

1. Mô hình bảo mật phức tạp: Mỗi giải pháp Layer 2 có mức độ bảo mật khác nhau.
2. Thanh khoản bị phân tán trên nhiều Layer 2.
3. Thách thức trải nghiệm: Người dùng cần hiểu quy trình chuyển đổi giữa các giao thức.
4. Rủi ro tập trung hóa: Một số Layer 2 vận hành với trình xác thực được cấp phép.
5. Độ trễ rút tiền: Một số Layer 2 (như Optimistic Rollups) yêu cầu thời gian chờ rút tiền khoảng 7 ngày.

Dù Layer 2 khắc phục nhiều hạn chế của Layer 1, chúng cũng mang đến những yếu tố phức tạp và rủi ro mới, đòi hỏi người dùng phải hiểu rõ ưu nhược điểm từng giải pháp.

Layer 1 và Layer 2 đóng vai trò bổ trợ trong hệ sinh thái blockchain. Layer 1 đảm bảo nền tảng bảo mật và phi tập trung. Layer 2 mang lại khả năng mở rộng và hiệu quả. Khi công nghệ phát triển, sự phối hợp giữa hai lớp sẽ ngày càng liền mạch hơn, như kết hợp sharding của Ethereum với Layer 2 để đạt hàng chục hoặc hàng trăm nghìn giao dịch mỗi giây. Kiến trúc phân tầng giúp blockchain đáp ứng yêu cầu ứng dụng doanh nghiệp, giữ giá trị phi tập trung cốt lõi và tạo nền tảng cho các ứng dụng blockchain mở rộng hơn.