Layer 1 blockchain là gì? Tổng quan về hệ sinh thái Layer 1 trong crypto

1. Layer 1 blockchain là gì?

Layer 1 blockchain là blockchain nền tảng nơi các mạng lưới blockchain thứ cấp hoặc các ứng dụng xây dựng trên đó. Layer 1 là nơi xảy ra hầu hết các hoạt động quan trọng trong blockchain. Nó bao gồm cơ chế đồng thuận, ngôn ngữ lập trình, thời gian mỗi khối được tạo, giải quyết các tranh chấp, và các quy tắc và thông số quan trọng để duy trì hoạt động của mạng lưới blockchain.

Bitcoin và Ethereum là 2 blockchain Layer 1 lớn nhất hiện nay. Blockchain Layer 1 sẽ xác định cách mạng lưới hoạt động và xử lý giao dịch như thế nào. Ví dụ trong trường hợp của Bitcoin, Layer 1 quy định các quy tắc cho việc xác minh giao dịch, tạo khối mới và thiết lập cơ chế đồng thuận Proof-of-Work. Đối với Ethereum, Layer 1 cung cấp môi trường cho việc triển khai hợp đồng thông minh và thực hiện các giao dịch.

Có thể bạn chưa biết: Layer blockchain là gì? Tất tần tật về Layer 0, Layer 1 Layer 2 và Layer 3

2. Cơ chế hoạt động

2.1. Đặc điểm chung

Layer 1 blockchain mang theo những đặc điểm cơ bản như sau:

• Nơi lưu trữ dữ liệu về các giao dịch diễn ra trên mạng lưới blockchain một cách an toàn và phi tập trung
• Cung cấp cơ sở hạ tầng cơ bản để các blockchain thứ cấp và ứng dụng xây dựng trên đó
• Thường xuyên chậm và đắt hơn các mạng lưới Layer 2 khác.

2.2. Các thành phần trong Layer 1 blockchain

• Quá trình sản xuất block: Blockchain được tạo thành từ các “block” riêng biệt sau đó gắn kết thành các “chain”. Các “block” này sẽ được tạo ra bởi thợ đào (hoặc validators) và được lưu lại trên mạng lưới của Layer 1. Mỗi “block” chứa thông tin về các giao dịch đã được thực hiện trong mạng lưới. Layer 1 blockchain hoạt động giống 1 cuốn sổ cái công khai và minh bạch, ghi chép lại mọi giao dịch diễn ra trên blockchain và ai cũng có thể theo dõi.
• Sự xác định cuối cùng của giao dịch (finality): Sự xác định cuối cùng của giao dịch là sự đảm bảo rằng một giao dịch không thể được thay đổi hoặc hoàn tác. Điểm này chỉ ra rằng một giao dịch được ghi lại trong trạng thái không thể thay đổi on-chain và thời gian để đạt được điều này có thể thay đổi tùy thuộc vào cách thiết kế của blockchain. Mặc dù các giao dịch có thể được xử lý trên các tầng hoặc chuỗi khác, nhưng chỉ có thể hoàn thiện chúng trên Layer 1.
• Tài sản native: Mỗi Layer 1 blockchain sẽ có một loại tiền điện tử của nền tảng dùng để trả phí giao dịch và phần thưởng cho miners và validators, được gọi là “coin”. Ví dụ các đồng coin như BTC, ETH, ADA,… sẽ đóng vai trò quan trọng trong chuỗi L1. Ngoài ra, những mạng lưới blockchain thứ cấp hoặc dApps xây dựng trên Layer 1 blockchain cũng có thể phát hành tiền điện tử của mình, tuy nhiên sẽ được gọi là “token”. Ví dụ như UNI, DAI, LINK,…
• Bảo mật: Layer 1 blockchain sẽ chịu trách nhiệm trong việc bảo mật mạng lưới. Các Layer 1 sẽ có cơ chế đồng thuận và quy định cách mà các validators hoặc các thành phần trong mạng lưới tương tác với nhau.

2.3. Cơ chế đồng thuận

Thuật toán đồng thuận blockchain là một quy tắc hoặc cơ chế để các node tuân theo, nhằm đảm bảo các giao dịch được thực hiện trên blockchain là chính xác, minh bạch và giống nhau trên tất cả các node của mạng.

Trong đó, node là các thiết bị (máy tính, điện thoại…) đảm nhiệm vai trò gửi, nhận, xác thực và ghi giao dịch lên blockchain. Tất cả các node trên một blockchain được kết nối với nhau thông qua mạng lưới ngang hàng, chúng liên tục trao đổi dữ liệu mới nhất để tất cả các node luôn được cập nhật.

Proof-of-work (PoW) và Proof-of-stake (PoS) là hai cơ chế đồng thuận phổ biến nhất hiện nay. Bitcoin sử dụng cơ chế đồng thuận PoW, yêu cầu các thợ đào (miners) phải sử dụng sức mạnh tính toán của máy tính để xác thực và thêm khối mới vào giao dịch.

Trong khi đó, Ethereum sử dụng cơ chế đồng thuận PoS, yêu cầu các nhà xác thực phải khóa 1 lượng $ETH như một tài sản thế chấp để được xác thực giao dịch, thêm khối mới và kiếm phần thưởng khối. Cơ chế PoS của Ethereum không yêu cầu thiết bị phần cứng và tài nguyên máy tính cao như cơ chế PoW của Bitcoin.

Ngoài ra, còn có một số cơ chế đồng thuận khác được các Layer 1 blockchain ứng dụng như delegated proof-of-stake (DPoS), proof-of-authority (PoA), proof-of-history (PoH), hybrid PoW/PoS consensus (HPoW/HPoS), proof-of-burn (PoB).

3. Các giải pháp mở rộng của Layer 1

Tính phi tập trung, khả năng mở rộng và sự bảo mật là ba mục tiêu chính của bất kỳ blockchain nào. Như Vitalik Buterin, người sáng lập của Ethereum đã nhấn mạnh, trong cùng một lúc các blockchain chỉ có thể cung cấp hai trong ba tính năng này. Đây được gọi là Bộ ba bất khả thi của blockchain (hay Blockchain trilemma).

Trong đó, khả năng mở rộng có vẻ mang tính thách thức nhất và là mối quan tâm lớn đối với các blockchain Layer 1.

Nhiều phương thức đã được thử nghiệm để tăng khả năng mở rộng của Layer 1 blockchain, giúp blockchain đạt được thông lượng cao hơn, bao gồm:

• Tăng kích thước block, cho phép xử lý nhiều giao dịch hơn trong mỗi block.

• Thay đổi cơ chế đồng thuận, chẳng hạn chuyển từ Proof of Work sang Proof of Stake.

• Thực hiện sharding, một dạng phân vùng cơ sở dữ liệu.

• Cơ chế Zero-knowledge proofs (ZKP) hay còn được gọi là bằng chứng không có kiến thức là một tùy chọn phổ biến để mở rộng các ứng dụng phi tập trung (DApps) dựa trên Layer 1. Công nghệ này dựa trên ý tưởng xác nhận dữ liệu là chính xác mà không cần phải chứng minh nó.

4. Mối quan hệ giữa các Layer

4.1. Phân biệt Layer 0 và Layer 1

Layer 0 là cơ sở hạ tầng cơ bản mà trên đó có thể xây dựng nhiều blockchain Layer 1. Không chỉ vậy, Layer 0 còn cho phép các blockchain khác nhau có thể giao tiếp với nhau, tính năng này hiện không có trên các Layer 1 hiện tại.

4.2. Phân biệt Layer 1 và Layer 2

Layer 2 được xây dựng bên trên blockchain nền tảng là Layer 1. Layer 2 dựa vào Layer 1 blockchain để được hưởng sự bảo mật và dữ liệu sẵn có trên blockchain chính. Quan trọng nhất, mục đích chính của Layer 2 luôn là gia tăng khả năng mở rộng của Layer 1 blockchain.

5. Các dự án Layer 1 blockchain nổi bật

5.1. Bitcoin

Bitcoin là mạng lưới Layer 1 blockchain nổi tiếng, phổ biến và xuất hiện sớm nhất trong lĩnh vực crypto. Blockchain của Bitcoin hoạt động theo cơ chế đồng thuận PoW, nơi mà các thợ đào sẽ được trả thưởng thông qua việc xác minh giao dịch và tạo ra khối (block) mới.

Blockchain của Bitcoin có một đơn vị tiền điện tử chính thức là Bitcoin (ký hiệu là BTC). BTC là đồng tiền điện tử ngang hàng và phi tập trung được sử dụng để làm công cụ thanh toán và lưu trữ giá trị. Blockchain của Bitcoin giống như một cuốn sổ cái lưu trữ toàn bộ dữ liệu giao dịch liên quan đến BTC và hoàn toàn phi tập trung, bất kỳ ai cũng có thể theo dõi và kiểm tra.

Do mạng lưới blockchain chính của Bitcoin hoạt động khá chậm nên Bitcoin có một số mạng lưới Layer 2 xây dựng trên đó. Trong số đó, nổi tiếng nhất là Layer 2 blockchain có tên Lightning Network.

5.2. Ethereum

Ethereum là Layer 1 blockchain phổ biến thứ hai sau Bitcoin. Mạng lưới blockchain của Ethereum cho phép phát triển các hợp đồng thông minh (smart contract) để xây dựng các ứng dụng phi tập trung (dApps), NFT và các token chuẩn ERC-20.

So sánh với Bitcoin, Ethereum nổi bật hơn nhờ tính năng trên khi cho phép các nhà phát triển có thể dễ dàng xây dựng hệ thống tiền điện tử, NFT,.. của riêng họ trên Ethereum. Ngoài ra, cơ chế đồng thuận PoS mà Ethereum sử dụng cũng giúp cho khả năng mở rộng của Ethereum trở nên dễ dàng hơn và đỡ tốn tài nguyên hơn.

Tuy nhiên, một vấn đề thường thấy và khó tránh khỏi của các Layer 1 blockchain đó chính là khả năng mở rộng và tốc độ xử lý giao dịch. Ethereum cũng không phải ngoại lệ. Từ đó, xuất hiện khá nhiều giải pháp mở rộng Layer 2 trên Ethereum.

5.3. Một số Layer 1 blockchain khác

Sự phát triển của lĩnh vực crypto dẫn đến sự ra đời của nhiều giải pháp Layer 1 blockchain khác ngoài Bitcoin và Ethereum. Một số Layer 1 đã thành công như Solana, Cardano đã xây dựng được hệ thống smart contract với các tính năng và quy mô tương tự như Ethereum. Các Layer 1 blockchain khác thường tập trung vào khía cạnh phi tập trung và khả năng mở rộng. Ví dụ, Solana cho phép các giao dịch được thực hiện nhanh và phí rẻ hơn so với Ethereum. Tuy nhiên, để làm được điều đó thì blockchain của Solana phải chấp nhận hy sinh sự “phi tập trung”.

Ngoài ra, còn có một số Layer 1 blockchain khác khá nổi bật và cạnh tranh trong tương lai như Sui, BNB Chain, Aptos, Celestia, Solana, Avalanche,...

6. Các Layer 1 blockchain tiềm năng trong 2024

Bên cạnh Bitcoin và Ethereum, có một số blockchain Layer 1 có đầy đủ nguồn lực và tiềm năng để tăng trưởng mạnh mẽ trong thời gian tới dưới đây.

6.1. Solana

Solana là một nền tảng blockchain đột phá, được thiết kế để cung cấp hiệu suất cao và chi phí thấp cho các ứng dụng phi tập trung. Sử dụng công nghệ consensus Proof of History (PoH), Solana có khả năng xác minh thời gian một cách chính xác và hiệu quả, giúp tăng cường tốc độ giao dịch đồng thời và giảm thiểu độ trễ.

Với khả năng xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây, Solana không chỉ làm thay đổi bức tranh của các ứng dụng DeFi và NFT mà còn mở ra nhiều cơ hội mới cho các dự án blockchain. Điều này giúp Solana trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho các nhà phát triển và doanh nghiệp mong muốn xây dựng các ứng dụng phi tập trung mà không gặp phải các hạn chế về hiệu suất và chi phí giao dịch.

6.2. Sui

Sui là một nền tảng blockchain layer 1 tập trung vào giải quyết vấn đề khả năng mở rộng và độ trễ thấp trong blockchain. Để đạt được điều này, Sui sử dụng việc xử lý các giao dịch song song để tối ưu hóa tài nguyên và mở rộng thông lượng hệ thống. Nền tảng này được xây dựng trên ngôn ngữ lập trình Move, được phát triển ban đầu bởi Facebook cho dự án Diem.

Sui tiến xa trong việc mở rộng khả năng mở rộng bằng cách triển khai Parallel Agreement trong các giao dịch độc lập. Validators của Sui thực hiện giao dịch này thông qua Byzantine Consistent Broadcast, giảm chi phí toàn cầu của thuật toán đồng thuận mà vẫn duy trì tính bảo mật. Trong các thử nghiệm, Sui đã đạt được đỉnh điểm 160,000 TPS với độ trễ chỉ là 3 giây và duy trì được thông lượng ngay cả khi xảy ra lỗi. Điều này làm cho Sui trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho những ứng dụng đòi hỏi hiệu suất và khả năng mở rộng cao trên nền tảng blockchain.

6.3. Aptos

Aptos là một blockchain Layer 1, tương tự như Ethereum, Near, Solana, với mục tiêu tạo ra khả năng tiếp cận toàn cầu và công bằng tài sản phi tập trung. Dự án này hoạt động độc lập và hứa hẹn trở thành một blockchain Layer 1 đầy tiềm năng trong tương lai, nhằm phục vụ hàng tỷ người.

Aptos có nguồn gốc từ dự án Diem của Meta (trước đây là Facebook), nhưng do vấn đề pháp lý, Diem Stablecoin đã phải ngừng hoạt động. Một số cựu nhân viên của Meta đã chọn nhận mã nguồn mở của Diem, chuyển giao tầm nhìn về một mạng lưới phi tập trung. Họ đã tách ra và xây dựng hai dự án Layer 1 đầu tiên sử dụng ngôn ngữ Move là Aptos và Sui.

Ngôn ngữ lập trình Move của Aptos đóng vai trò quan trọng, được thiết kế để quản lý an toàn các tài nguyên và xác minh trên blockchain. So với các ngôn ngữ khác, Move có khả năng quản lý và xác minh nguồn tài nguyên trên blockchain để đảm bảo tính an toàn. Điều này làm cho Aptos trở thành một lựa chọn đáng chú ý trong cộng đồng blockchain với cam kết về công bằng và khả năng tiếp cận toàn cầu.

6.4. Avalanche

Avalanche C-Chain là một thành phần quan trọng trong hệ sinh thái Avalanche, là một nền tảng blockchain độc lập và mở rộng, tập trung vào việc cung cấp hiệu suất cao và khả năng mở rộng linh hoạt. Avalanche C-Chain đặc biệt được thiết kế để xử lý các giao dịch tập trung vào việc chuyển đổi tài sản và tạo ra các ứng dụng phi tập trung (dApps) đa dạng.

Một trong những đặc điểm nổi bật của Avalanche C-Chain là thuật toán Avalanche Consensus. Đây là một hình thức đồng thuận nhóm (committee consensus) linh hoạt, cho phép mạng lưới thích ứng nhanh chóng với mức độ tải công việc cụ thể và duy trì tính linh hoạt trong quy trình đồng thuận. Trong khi nhiều blockchains bằng chứng về cổ phần (PoS) chỉ cho phép một số validator đủ điều kiện để đạt được sự đồng thuận, Avalanche cho phép tất cả các đối tượng đều có thể tham gia mà chỉ cần staking 2000 AVAX.

Với khả năng xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây và thời gian xác nhận ngắn, Avalanche C-Chain tạo ra một môi trường giao dịch nhanh chóng và hiệu quả cho cả người dùng và nhà phát triển. Nền tảng này không chỉ hỗ trợ tạo ra các ứng dụng blockchain mà còn là cơ sở cho các tiện ích như tài chính phi tập trung (DeFi), non-fungible tokens (NFTs), và nhiều ứng dụng khác trên mạng lưới blockchain của mình.

6.5. BNB Chain

BNB Chain là một blockchain của Binance, một trong những sàn giao dịch cryptocurrency lớn nhất thế giới. Được phát triển để hỗ trợ nền tảng Binance Smart Chain (BSC), BNB Chain tập trung vào việc cung cấp môi trường giao dịch phi tập trung và hiệu quả cho các dApp (ứng dụng phi tập trung) và hợp đồng thông minh. BNB Chain sử dụng thuật toán Proof of Staked Authority (PoSA) để đảm bảo tính an toàn và tăng cường khả năng mở rộng, cho phép xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây.

Nền tảng này cũng hỗ trợ việc phát triển và triển khai các ứng dụng DeFi (tài chính phi tập trung), NFT (token phi tập trung) và các dạng ứng dụng khác trên mạng lưới blockchain của mình. BNB Chain giúp giảm chi phí giao dịch và thời gian xác nhận, tạo điều kiện thuận lợi cho cộng đồng phát triển và người sử dụng. Đồng thời, BNB Chain cũng chơi một vai trò quan trọng trong việc tích hợp và tương tác với các sản phẩm và dịch vụ khác của hệ sinh thái Binance.

Đọc thêm:

• Layer 2 là gì? Top 5 dự án layer 2 trên Ethereum bạn nên biết
• DApp là gì? Tìm hiểu toàn tập về ứng dụng phi tập trung (DApp)
• Smart Contract là gì? Ứng dụng của hợp đồng thông minh trong Blockchain