Vai trò và sự phát triển của Layer 2

Layer 2 là gì?

Layer 2 (L2) là một lớp mở rộng quan trọng cho công nghệ blockchain, được xây dựng trên đỉnh của chuỗi chính (Lớp 1). Xử lý hầu hết các giao dịch ngoại chuỗi giảm áp lực lên chuỗi chính. Mục tiêu chính là tăng cường khả năng mở rộng và hiệu quả của blockchain trong khi bảo tồn tính bảo mật và phân cấp của chuỗi chính. Với các giải pháp L2, người dùng có thể hưởng lợi từ chi phí giao dịch thấp hơn và tốc độ xử lý nhanh hơn, khiến cho blockchain trở nên hấp dẫn hơn cho việc sử dụng hàng ngày.

Có nhiều công nghệ L2 khác nhau, mỗi công nghệ phù hợp với các tình huống khác nhau. Ví dụ: Kênh trạng thái cho phép tương tác ngoài chuỗi thường xuyên, chỉ giải quyết trên chuỗi chính ở cuối, do đó giảm tải trên chuỗi. Sidechains hoạt động độc lập nhưng kết nối với chuỗi chính thông qua phương pháp neo kép. Công nghệ plasma tạo ra các chuỗi con để quản lý khối lượng giao dịch lớn trong khi dựa vào chuỗi chính để bảo mật. Công nghệ tổng hợp (bao gồm Optimistic Rollup và ZK-Rollup) tổng hợp nhiều giao dịch trước khi gửi chúng đến chuỗi chính, sử dụng bằng chứng gian lận hoặc không có kiến thức để đảm bảo tính bảo mật và hợp lệ của giao dịch. Cùng với nhau, các công nghệ này tạo thành xương sống của hệ sinh thái L2, phục vụ cho các nhu cầu khả năng mở rộng khác nhau.

Trong khi công nghệ Lớp 2 giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng, nó vẫn phải đối mặt với những thách thức đáng kể. Kênh trạng thái yêu cầu người tham gia phải trực tuyến liên tục, làm phức tạp trải nghiệm người dùng; sidechains đòi hỏi các biện pháp bảo mật riêng của họ, có thể gây ra rủi ro tài sản; Các chuỗi con plasma rất phức tạp để thiết kế, hạn chế tính linh hoạt của các nhà phát triển; và mặc dù các giải pháp Rollup nâng cao hiệu quả giao dịch, chúng vẫn cần cải thiện tính khả dụng của dữ liệu và sự phụ thuộc vào bảo mật chuỗi chính. Hơn nữa, việc thiếu tiêu chuẩn hóa giữa các giải pháp Lớp 2 khác nhau có thể dẫn đến phân mảnh, làm phức tạp sự tích hợp và khả năng tương tác. Những vấn đề này cản trở tiềm năng ứng dụng rộng lớn hơn của Lớp 2.

Sự tiến hóa của Layer 2 là quan trọng đối với sự lan rộng của blockchain, đặc biệt là trong các lĩnh vực như tài chính, trò chơi và mạng xã hội nơi mà tương tác thường xuyên là cần thiết. Sự tiến bộ trong công nghệ sẵn có dữ liệu (như chứng minh tính hợp lệ) và tính tương thích giữa các chuỗi sẽ giảm thiểu rào cản đối với người dùng và tăng khả năng tiếp cận blockchain. Ngoài ra, các cải tiến trong Layer 2 sẽ mở ra những khả năng mới cho các ứng dụng Web3, cho phép các trường hợp sử dụng phức tạp hơn. Cuối cùng, Layer 2 là một yếu tố quan trọng để chuyển đổi công nghệ blockchain từ giai đoạn thử nghiệm sang ứng dụng quy mô lớn.

Sự Phát triển của Layer 2

Công nghệ Layer 2 (L2) đã xuất hiện nhằm đáp ứng các hạn chế về hiệu suất của blockchain, đặc biệt là mạng chính Ethereum (Layer 1), gặp khó khăn với lượng giao dịch lớn. Khi tài chính phi tập trung (DeFi) và token không đổi (NFT) trở nên phổ biến, phí giao dịch và thời gian xác nhận trên mạng chính tăng mạnh, ảnh hưởng tiêu cực đến trải nghiệm người dùng và tính mở rộng. Các giải pháp L2 được phát triển để giảm bớt tải của chuỗi chính bằng cách xử lý một số giao dịch ngoại chuỗi, từ đó cải thiện tốc độ và giảm chi phí.

Trong những năm gần đây, công nghệ L2 đã tiến bộ đáng kể, với các giải pháp như Kênh Trạng Thái, sidechains, Plasma, Optimistic Rollup và ZK-Rollup trở nên nổi bật. Công nghệ Rollup, đặc biệt là đã thu hút sự chú ý với khả năng đóng gói nhiều giao dịch và gửi chúng đến mainnet, đảm bảo tính hợp lệ và an toàn thông qua các chứng minh gian lận hoặc không chứng minh. Các giải pháp này cải thiện khả năng xử lý giao dịch trong khi duy trì tính an toàn và phân tán của mainnet.

Trong thị trường tăng trưởng cuối cùng, Layer 2 nhanh chóng thu hút sự chú ý và trở thành một nhân tố then chốt trong không gian blockchain công cộng. Dưới đây là một số ví dụ đáng chú ý:

1. Arbitrum
   Arbitrum, được phát triển bởi Offchain Labs, là một giải pháp Layer 2 dựa trên Optimistic Rollup nhằm tăng tốc giao dịch và giảm chi phí trên mạng Ethereum. Tính năng chính của nó là xử lý hầu hết dữ liệu giao dịch ngoại tuyến, tăng đáng kể thông lượng và giảm phí.
   Đến năm 2024, dữ liệu từ DeFiLlama cho thấy Arbitrum có khoảng 2 tỷ đô la trong tổng giá trị khóa (TVL), chiếm 60,62% thị trường Layer 2, vượt xa các đối thủ của nó. Trong quá trình airdrop vào tháng 3 năm 2024, Arbitrum ghi nhận 3 triệu giao dịch hàng ngày, thể hiện sự tương tác mạnh mẽ của người dùng. Arbitrum cũng đã ra mắt dự án Arbitrum Orbit, cho phép các nhà phát triển tạo ra các giải pháp tùy chỉnh Layer 3, làm phong phú thêm hệ sinh thái của nó.

2. Optimism
   Optimism là một giải pháp Layer 2 đáng kể khác dựa trên Optimistic Rollup, tập trung vào giảm phí giao dịch và tăng khả năng xử lý trên Ethereum. Nó tập hợp dữ liệu giao dịch để gửi lên chuỗi chính, sử dụng cơ chế chứng minh gian lận trì hoãn để đảm bảo tính hợp lệ của dữ liệu.
   Báo cáo cho thấy doanh thu của Optimism Collective đã đạt 15.700 ETH (khoảng 40,82 triệu đô la) vào tháng 10 năm 2024, với OP Mainnet đóng góp khoảng 81,5%. Hệ sinh thái Superchain của nó chiếm khoảng 37% tổng khối lượng giao dịch trên thị trường Layer 2, nhấn mạnh lợi thế cạnh tranh của nó. Optimism khuyến khích sự tham gia của các nhà phát triển và cộng đồng bằng cách thúc đẩy quản trị phi tập trung, đồng thời thúc đẩy sự phát triển thị trường của mình.

3. zkSync
   zkSync, được phát triển bởi Matter Labs, là một giải pháp Layer 2 dựa trên ZK-Rollup sử dụng công nghệ chứng minh không biết để xử lý giao dịch một cách hiệu quả và an toàn. Khác với Optimistic Rollup, zkSync xác minh tính hợp lệ của giao dịch trực tiếp thông qua chứng minh không biết, loại bỏ sự trì hoãn liên quan đến chứng minh gian lận và cho phép xác nhận nhanh hơn.
   Báo cáo cho thấy rằng zkSync Era mainnet đã mở cửa cho người dùng vào tháng 3 năm 2024, đạt tổng giá trị khóa (TVL) là 480 triệu đô la trong vòng hai tháng, với tỷ lệ tăng trưởng hàng tuần gần 20%. Số lượng địa chỉ duy nhất trên zkSync cũng đã tăng đột biến, vượt qua 920.000 địa chỉ vào tháng 5 cùng năm, vượt trội hơn cả Arbitrum và Optimism, cho thấy đà tăng trưởng người dùng mạnh mẽ. Kiến ​​trúc hiệu quả và phí thấp của zkSync làm cho nó trở thành nền tảng ưa thích của các nhà phát triển và người dùng DeFi.

So sánh các giải pháp Lớp 2 hiện tại

So sánh các giải pháp Layer 2 (Nguồn: Cộng đồng DChain)

Hiện tại, có bốn loại giải pháp Layer 2 chính: Optimistic Rollups, ZK-Rollups, State Channels và sidechains. Mỗi giải pháp đều có các tính năng, lợi ích, hạn chế và trường hợp sử dụng riêng biệt. Dưới đây là một bảng so sánh chi tiết về bốn công nghệ chính này.

Optimistic Rollups

Giải pháp kỹ thuật Rollups lạc quan (Nguồn: Chainlink)

Optimistic Rollups là một giải pháp mở rộng quy mô Lớp 2 dựa trên Ethereum được thiết kế để nâng cao thông lượng giao dịch và giảm chi phí. Cơ chế cốt lõi liên quan đến việc phân lô nhiều giao dịch và gửi kết quả đến chuỗi chính thay vì xác minh từng giao dịch riêng lẻ. Điều này làm giảm đáng kể tải cho chuỗi chính, dẫn đến hiệu quả và thông lượng tốt hơn. Do cách tiếp cận "lạc quan" của nó, hệ thống giả định rằng tất cả các giao dịch được gửi đều hợp lệ trừ khi bị thách thức. Điều này làm giảm đáng kể chi phí tính toán và lưu trữ, làm cho Optimistic Rollups trở thành một tùy chọn mở rộng quy mô hiệu quả.

Trong mô hình này, dữ liệu giao dịch và cập nhật trạng thái được xử lý ngoài chuỗi, với kết quả cuối cùng được gửi đến chuỗi chính Ethereum bằng cách sử dụng “chứng minh gian lận”. Người tham gia có thể khiếu nại giao dịch đáng ngờ trong một khoảng thời gian nhất định; nếu thành công, giao dịch sẽ bị thu hồi và áp đặt mức phạt cho người dùng độc hại. Mặc dù điều này gây ra một số độ trễ, nhưng đảm bảo an ninh và phân tán trong khi giảm sự phụ thuộc vào chuỗi chính. Chi phí giao dịch cũng đáng kể giảm đi vì không cần phải gửi toàn bộ dữ liệu lên chuỗi chính.

Một lợi thế lớn của Optimistic Rollups là khả năng tương thích với các hợp đồng thông minh Ethereum hiện có. Vì chúng chỉ thay đổi cách giao dịch được xác minh mà không thay đổi cách chúng được thực thi, nhà phát triển có thể di chuyển mã hợp đồng thông minh hiện tại của họ sang Optimistic Rollups mà không cần chỉnh sửa gì. Điều này giúp việc chuyển đổi trở nên dễ dàng và cho phép nhà phát triển nhanh chóng thích ứng và tận dụng hiệu suất của Layer 2 cho các dịch vụ cạnh tranh hơn.

Tuy nhiên, cũng có những thách thức. Hạn chế chính là thời gian xác nhận lâu hơn, vì giao dịch phải chờ xác minh trong thời gian “chứng minh gian lận”, có thể mất vài ngày. Điều này khiến cho Optimistic Rollups không phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi xác nhận giao dịch nhanh chóng. Ngoài ra, cơ chế chứng minh gian lận dựa vào người tham gia mạng để xác định và thách thức các giao dịch không hợp lệ, điều này có thể dẫn đến sự không hiệu quả.

Các chuỗi công khai đáng chú ý sử dụng Optimistic Rollups bao gồm Optimism và Arbitrum, cả hai đều dẫn đầu trong các giải pháp Lớp 2. Optimism tối ưu hóa quá trình xử lý giao dịch của Ethereum bằng cách gửi hàng loạt và sử dụng bằng chứng gian lận để đảm bảo tính chính xác. Mục tiêu của nó là hỗ trợ các ứng dụng phi tập trung (dApps) hiệu quả hơn bằng cách giảm chi phí và tăng thông lượng. Một số dự án DeFi, như Uniswap và Synthetix, hoạt động trên Optimism, được hưởng lợi từ việc giảm phí và xử lý nhanh hơn.

Arbitrum, cũng dựa trên Optimistic Rollup, áp dụng một thiết kế tương tự nhưng có các cải tiến về hiệu suất và tối ưu hóa, cho phép xử lý giao dịch hiệu quả hơn và duy trì khả năng tương thích cao với các hợp đồng thông minh Ethereum. Nó được sử dụng rộng rãi trong không gian DeFi và là nền tảng Layer 2 được ưa chuộng cho nhiều giao thức tài chính phi tập trung, với một hệ sinh thái đang mở rộng nhanh chóng. Cả hai nền tảng đóng góp vào sự phát triển của hệ sinh thái Ethereum bằng cách cung cấp phí thấp hơn và tốc độ cao hơn.

Những chuỗi Optimistic Rollups này không chỉ hỗ trợ khối lượng giao dịch lớn mà còn duy trì khả năng tương thích cao với các ứng dụng trên chuỗi chính, cho phép các dự án Ethereum hiện có dễ dàng chuyển đổi và tận hưởng những lợi ích của Layer 2.

ZK-Rollups

Giải pháp công nghệ ZK-Rollups (Nguồn: Tài liệu giáo dục Chainlink)

ZK-Rollups là một giải pháp Layer 2 khác dựa trên Ethereum nhằm cải thiện công suất và giảm chi phí sử dụng công nghệ chứng minh không chứng minh (ZKP). Khác với Optimistic Rollups, ZK-Rollups tạo ra các chứng minh toán học trong quá trình giao dịch để đảm bảo tính hợp lệ của dữ liệu. Chúng gói nhiều giao dịch vào một lô duy nhất và gửi kết quả đến chuỗi chính bằng cách sử dụng chứng minh không chứng minh, loại bỏ nhu cầu xác minh cá nhân. Điều này cho phép ZK-Rollups tăng đáng kể công suất giao dịch trong khi cung cấp bảo mật nâng cao và thời gian xác nhận thấp hơn.

Trong ZK-Rollups, dữ liệu giao dịch và cập nhật trạng thái được xử lý ngoài chuỗi, nhưng tính chính xác của các giao dịch được xác nhận trên chuỗi thông qua bằng chứng không có kiến thức. Mặc dù những bằng chứng này đòi hỏi tính toán chuyên sâu, nhưng chúng cho phép chuỗi chính Ethereum nhanh chóng xác minh tính hợp lệ của giao dịch mà không phải chờ đợi lâu để có bằng chứng gian lận. Do hiệu quả của bằng chứng không có kiến thức, ZK-Rollups có thể xử lý khối lượng lớn giao dịch gần như trong thời gian thực, giảm đáng kể sự chậm trễ xác nhận. Điều này làm cho chúng đặc biệt phù hợp với các ứng dụng cần độ trễ thấp, chẳng hạn như thanh toán theo thời gian thực, chơi game và giao dịch tần suất cao.

Một trong những lợi thế chính của ZK-Rollups là khả năng bảo mật và khả năng mở rộng mạnh mẽ. Không giống như Optimistic Rollups, ZK-Rollups không phụ thuộc vào bằng chứng gian lận; Họ trực tiếp xác minh tính đúng đắn của giao dịch bằng cách sử dụng bằng chứng không có kiến thức. Điều này không chỉ làm cho quá trình xác minh hiệu quả hơn mà còn tăng cường bảo mật hệ thống tổng thể. Hơn nữa, bằng cách xử lý một lượng lớn dữ liệu ngoài chuỗi, ZK-Rollups giảm tải hiệu quả cho chuỗi chính Ethereum trong khi giảm đáng kể chi phí giao dịch, vượt trội trong các kịch bản giao dịch tần suất cao, thông lượng cao.

Tuy nhiên, ZK-Rollups đối mặt với một số thách thức. Thứ nhất, công nghệ chứng minh không có hiểu biết phức tạp, đòi hỏi các nhà phát triển có kỹ năng kỹ thuật cao hơn để xây dựng và triển khai ứng dụng dựa trên ZK-Rollups. Thứ hai, trong khi ZK-Rollups cung cấp tính bảo mật và tính mở rộng cao hơn, vẫn còn hạn chế về khả năng tương thích với các hợp đồng thông minh hiện có. Việc thích nghi các hợp đồng thông minh Ethereum hiện tại cho ZK-Rollups có thể đòi hỏi sự chỉnh sửa bổ sung, làm phức tạp quá trình phát triển và chuyển đổi.

Các chuỗi công cộng nổi bật sử dụng ZK-Rollups bao gồm zkSync và StarkWare, hiện đang là các nền tảng hàng đầu trên thị trường. zkSync tối ưu hóa quá trình tính toán cho chứng minh không chứng, cung cấp xác nhận giao dịch nhanh chóng và chi phí thấp và được áp dụng bởi các giao protocô DeFi khác nhau như Curve và Aave. StarkWare thúc đẩy việc xác minh dữ liệu hiệu quả trên chuỗi thông qua nền tảng ZK-Rollups dựa trên công nghệ STARK, được sử dụng rộng rãi trong các sàn giao dịch phi tập trung (DEXs) và các ứng dụng DeFi khác. Cả hai nền tảng đều tăng tốc sự phát triển hệ sinh thái của Ethereum bằng cách cung cấp môi trường giao dịch an toàn, thời gian chờ thấp, đẩy mạnh việc sử dụng các giải pháp Layer 2.

Những chuỗi ZK-Rollups này tăng cường khả năng xử lý giao dịch và cung cấp tính bảo mật cao hơn và chi phí thấp hơn, khiến chúng trở thành những người sáng tạo quan trọng trong việc mở rộng quy mô blockchain. Khi công nghệ ZK-Rollups tiến triển, dự kiến sẽ có nhiều ứng dụng DeFi và các nền tảng phi tập trung sẽ áp dụng chúng để cải thiện khả năng mở rộng và hiệu suất.

Kênh Trạng Thái

Giải pháp kỹ thuật của Celer: Triển khai thực tế các kênh trạng thái (Nguồn: tokeninsight)

State Channels là một giải pháp mở rộng Layer 2 khác được thiết kế để tăng cường thông lượng blockchain và giảm chi phí giao dịch bằng cách xử lý giao dịch ngoài chuỗi. Khái niệm cốt lõi là chuyển đổi tương tác giữa các bên ngoài chuỗi chính và chỉ gửi trạng thái cuối cùng đến blockchain sau khi giao dịch hoàn thành. Điều này cho phép các bên tham gia thực hiện nhiều tương tác tức thì ngoài chuỗi, tránh việc phải gửi mỗi giao dịch đến chuỗi chính, từ đó giảm thiểu độ trễ và chi phí.

Trong các Kênh Trạng thái, các thành viên trước tiên khóa một số tiền nhất định trên chuỗi chính để tạo kênh. Sau đó, các giao dịch có thể xảy ra thường xuyên ngoài chuỗi, với tất cả các cập nhật trạng thái và trao đổi dữ liệu xảy ra ngoài chuỗi. Chỉ có trạng thái cuối cùng được gửi đến chuỗi chính để giải quyết sau khi các giao dịch hoàn tất. Vì giao dịch xảy ra ngoài chuỗi, Kênh Trạng thái có thể tăng tốc độ giao dịch đáng kể và giảm chi phí, làm cho chúng đặc biệt phù hợp với các ứng dụng yêu cầu giao dịch thường xuyên và độ trễ thấp, chẳng hạn như thanh toán trực tuyến, chơi game và thanh toán lightning.

Một trong những lợi ích chính của State Channels là tính hiệu quả cao và chi phí giao dịch thấp. Vì các giao dịch giữa các bên không cần được gửi lên chuỗi chính mỗi lần, tải mạng được giảm đáng kể, giảm chi phí của mỗi giao dịch và tăng khả năng xử lý. Ngoài ra, State Channels cung cấp một mức độ bảo đảm an ninh cao với chuỗi chính, vì các cập nhật trạng thái cuối cùng được gửi để xác minh thông qua chữ ký mật mã. Chúng cung cấp cho người dùng một cách tương tác hiệu quả, chi phí thấp đồng thời đảm bảo tính phi tập trung và bảo mật.

Tuy nhiên, State Channels cũng có những thách thức. Thứ nhất, chúng yêu cầu các bên tham gia phải trực tuyến theo thời gian thực vì giao dịch xảy ra ngoài chuỗi và phải xảy ra khi cả hai bên đều có sẵn. Thứ hai, State Channels hoạt động tốt nhất trong các kịch bản có tương tác thường xuyên và ít người tham gia; các ứng dụng lớn hơn có thể không phù hợp. Một thách thức khác là State Channels yêu cầu các bên tham gia phải khóa quỹ, điều này có thể gây khó khăn cho một số người dùng, đặc biệt là những người có nhu cầu thanh khoản cao.

Các hiện thực điển hình của State Channels bao gồm Raiden Network và Connext. Raiden Network là một mạng thanh toán dựa trên State Channels trên Ethereum, được thiết kế để cung cấp xử lý thanh toán có khả năng thông qua cao. Nó cho phép người dùng thực hiện giao dịch thanh toán tức thì ngoài chuỗi, chỉ gửi trạng thái cuối cùng đến chuỗi chính Ethereum khi thanh toán, từ đó tạo điều kiện cho việc thanh toán nhỏ gọn với chi phí thấp. Connext mở rộng DeFi và ứng dụng thanh toán thông qua State Channels, cung cấp một giải pháp thanh toán hiệu quả, chi phí thấp. Cả hai đã đóng góp đáng kể để giảm chi phí giao dịch và tăng tốc độ giao dịch, thúc đẩy việc áp dụng các giải pháp Layer 2.

Những giải pháp Kênh Trạng thái này cải thiện đáng kể năng suất bằng cách tiến hành giao dịch ngoại chuỗi và giảm áp lực lên chuỗi chính, khiến chúng đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng thanh toán nhanh, chi phí thấp. Khi công nghệ trưởng thành, Kênh Trạng thái sẽ cung cấp giải pháp cho nhiều ứng dụng cần giao dịch nhanh và thường xuyên hơn, trở thành một phần quan trọng của tính mở rộng Layer 2.

Sidechains

Sơ đồ Nguyên tắc Kỹ thuật Polygon (Nguồn: CSDN)

Sidechain là một loại giải pháp mở rộng Layer 2 giúp tăng cường tính năng của chuỗi chính bằng cách tạo ra các blockchain độc lập. Điều này cho phép tăng khả năng xử lý giao dịch và linh hoạt hơn. Khác với các giải pháp Layer 2 khác, sidechain hoạt động với cơ chế đồng thuận và cấu trúc blockchain riêng, cho phép người dùng chuyển tài sản từ chuỗi chính sang sidechain để thực hiện giao dịch và xử lý. Các cầu nối giao thoa giữa các chuỗi thường tạo điều kiện cho việc chuyển này, cho phép người dùng chuyển tài sản của mình trở lại chuỗi chính bất cứ khi nào họ muốn.

Một lợi ích chính của sidechains là tính linh hoạt của chúng. Bởi vì chúng có cơ chế đồng thuận độc lập, các nhà phát triển có thể điều chỉnh các thông số của sidechain, chẳng hạn như thời gian khối và phí giao dịch, dựa trên nhu cầu cụ thể. Tính linh hoạt này làm cho sidechains đặc biệt phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi khả năng xử lý cao, độ trễ thấp hoặc các tính năng chuyên biệt. Ví dụ, một số sidechains có thể được tối ưu hóa đặc biệt cho trò chơi, NFT hoặc các ngành công nghiệp khác để đáp ứng tốt hơn các yêu cầu đa dạng.

Một lợi ích chính khác là tính mở rộng của các Sidechain. Vì chúng hoạt động độc lập với chuỗi chính, chúng không tiêu thụ trực tiếp tài nguyên của chuỗi chính, cho phép chúng xử lý một lượng lớn giao dịch hoặc tác vụ tính toán. Điều này làm cho các Sidechain trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng phi tập trung lớn (dApps) và các nền tảng giao dịch có tần suất cao, vì chúng có thể cung cấp hiệu suất nâng cao mà không ảnh hưởng đến chuỗi chính. So với các giải pháp Layer 2 khác, Sidechain nói chung cung cấp nhiều tính linh hoạt và tính mở rộng hơn do thiết kế của chúng không bị hạn chế bởi chuỗi chính.

Tuy nhiên, các sidechain cũng gặp một số thách thức nhất định. Thứ nhất, tính bảo mật của chúng khác với main chain; sidechain phụ thuộc vào cơ chế đồng thuận và các thành viên mạng riêng của chúng để đảm bảo an toàn, điều này có thể làm cho chúng dễ bị tấn công hoặc gặp vấn đề hơn so với main chain. Để bảo vệ tính an toàn của tài sản, sidechain cần có cầu nối và cơ chế xác minh chuỗi chéo mạnh mẽ. Thứ hai, mặc dù sidechain có thể cung cấp khả năng xử lý tốt hơn và linh hoạt hơn, nhưng các hoạt động chuỗi chéo đôi khi có thể gây ra độ trễ và phức tạp, đặc biệt là khi chuyển tài sản giữa nhiều sidechain khác nhau.

Các ví dụ về sidechain điển hình bao gồm Polygon (trước đây là Matic Network) và Liquid Network. Polygon là một mạng sidechain tương thích với Ethereum, nâng cao việc phát triển của DeFi, NFTs và các ứng dụng phi tập trung khác bằng cách cung cấp khả năng xử lý giao dịch cao hơn và phí thấp hơn cho Ethereum. Điều này được đạt được thông qua cơ chế đồng thuận PoS (Proof of Stake) và khung Plasma, hỗ trợ một lượng lớn giao dịch và xử lý dữ liệu. Liquid Network, được phát triển bởi Blockstream, là một mạng sidechain được thiết kế để cung cấp xác nhận giao dịch nhanh hơn và bảo mật tốt hơn cho Bitcoin. Nó cho phép xác nhận ngay lập tức của giao dịch Bitcoin thông qua mạng lưới sidechain và cơ chế đồng thuận độc lập, mang lại sự bảo vệ bảo mật tốt hơn cho người dùng và làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng cấp doanh nghiệp và giao dịch tần suất cao.

Các giải pháp sidechain này cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng bằng cách giảm tải giao dịch và xử lý dữ liệu từ chuỗi chính, đồng thời cung cấp linh hoạt cao hơn cho nhà phát triển và người dùng. Khi công nghệ sidechain tiếp tục tiến bộ, nó sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong hệ sinh thái blockchain, đặc biệt là trong các ứng dụng yêu cầu khả năng xử lý cao và linh hoạt.

Giới Hạn Cốt Lõi của Layer 2

Trong khi công nghệ Layer 2 đáng kể cải thiện hiệu suất blockchain và giảm chi phí giao dịch, nó cũng có một số hạn chế cốt lõi. Dưới đây là một số ràng buộc chính liên quan đến các dự án Layer 2:

Vấn đề bảo mật

Các giải pháp lớp 2 thường dựa vào chuỗi chính để bảo mật cơ bản, nhưng có thể có sự khác biệt trong thiết kế bảo mật của chúng. Ví dụ: Optimistic Rollups và các kênh trạng thái phụ thuộc vào những người tham gia mạng để thách thức các giao dịch đáng ngờ thông qua cơ chế chống gian lận sau khi các giao dịch được gửi đến chuỗi chính. Tuy nhiên, cơ chế này không phải lúc nào cũng ngăn chặn hiệu quả các cuộc tấn công độc hại. Những kẻ tấn công có thể khai thác lỗ hổng hệ thống để thực hiện "giao dịch độc hại" và nhanh chóng rút lui, trong khi quá trình gửi bằng chứng gian lận có thể mất thời gian, dẫn đến sự chậm trễ trong việc giải quyết các cuộc tấn công thời gian thực. Ngoài ra, tính bảo mật của các giải pháp Lớp 2 thường dựa vào một mạng lưới các nút xác thực nhỏ hơn, có nghĩa là nếu các nút này bị xâm phạm, nó có thể gây nguy hiểm cho bảo mật của toàn bộ mạng. Do đó, trong khi công nghệ Lớp 2 cung cấp các giải pháp mở rộng quy mô hiệu quả, bảo mật của nó đôi khi có thể kém mạnh mẽ hơn so với chuỗi chính.

Vấn đề Tương thích và Tương tác Mạng lưới Chéo

Các giải pháp Layer 2 hiện tại thông thường được xây dựng xung quanh một chuỗi chính duy nhất, đặc biệt là các giải pháp Layer 2 của Ethereum như Optimism và Arbitrum, tập trung chủ yếu vào việc tối ưu hóa hiệu suất của Ethereum. Tuy nhiên, các hoạt động chéo chuỗi đặt ra những thách thức nghiêm trọng về tương tác. Các blockchain khác nhau sử dụng các cơ chế và giao thức nhất định, làm phức tạp việc chuyển tài sản và trao đổi thông tin. Công nghệ cầu nối chéo chuỗi vẫn đang tiếp tục phát triển; trong khi các dự án như Cosmos và Polkadot cố gắng cung cấp hỗ trợ chéo chuỗi, chúng không tương tác trực tiếp với hầu hết các công nghệ Layer 2. Tình hình này buộc người dùng phải phụ thuộc vào giao thức cầu nối của bên thứ ba cho các hoạt động chéo chuỗi, có thể mang theo các rủi ro về bảo mật tiềm năng. Hơn nữa, sự khác biệt về khả năng tương thích giữa các giải pháp Layer 2 khác nhau có thể gây ra độ trễ và sự phức tạp trong việc di chuyển tài sản và thông tin qua các chuỗi khác nhau, làm cho các hoạt động trở nên khó khăn hơn đối với người dùng.

Trải nghiệm người dùng và rào cản kỹ thuật

Sự phức tạp của công nghệ Layer 2 là một rào cản đáng kể đối với việc áp dụng rộng rãi của nó. Trong khi các giải pháp này có thể cung cấp khả năng chuyển giao dịch cao hơn và phí thấp hơn, việc chuyển tài sản từ chuỗi chính sang Layer 2 có thể liên quan đến nhiều bước cho người dùng. Ví dụ, người dùng phải trước tiên cầu nối tài sản từ chuỗi chính sang Layer 2 trước khi giao dịch hoặc hoạt động trong mạng Layer 2. Ngoài ra, các giao diện và phương pháp sử dụng của các mạng Layer 2 thường khác với mạng chính, yêu cầu người dùng hoạt động thông qua ví hoặc nền tảng cụ thể, điều này có thể khó khăn đối với người dùng không chuyên. Đối với nhà phát triển, việc chuyển đổi các ứng dụng hiện có sang Layer 2 cũng đòi hỏi chỉnh sửa mã để đảm bảo tính tương thích và hoạt động hiệu quả trong môi trường mới. Để tận dụng các lợi ích của Layer 2, nhà phát triển cần hiểu kiến trúc cơ bản của từng công nghệ Layer 2, điều này làm tăng rào cản kỹ thuật đối với việc phát triển.

Vấn đề khóa tài nguyên và quỹ

Một số giải pháp tầng 2, chẳng hạn như kênh trạng thái, yêu cầu người dùng khóa một số tiền nhất định làm tài sản thế chấp. Trong khi cơ chế này giúp đảm bảo tính toàn vẹn của cả hai bên trong giao dịch, nó cũng đặt ra những thách thức. Trước tiên, người dùng không thể tự do truy cập vào các tài sản bị khóa này, hạn chế tính thanh khoản của họ. Chi phí cơ hội của các tài sản bị khóa có thể đáng kể đối với một số người dùng, đặc biệt là khi họ muốn sử dụng các tài sản này cho các khoản đầu tư hoặc giao dịch khác. Ngoài ra, số lượng người tham gia có thể bị giới hạn bởi hoạt động của các kênh trạng thái; có quá nhiều người tham gia có thể làm chậm di chuyển tài sản và làm phức tạp quản lý. Mặc dù các hợp đồng thông minh và công cụ tự động hóa có thể cải thiện hiệu quả quản lý tài sản, việc khóa tài sản vẫn là một gánh nặng không thể bỏ qua trong một số giải pháp Tầng 2.

Sự đánh đổi giữa tính phi tập trung và khả năng mở rộng

Trong việc thiết kế các giải pháp Lớp 2, cân bằng giữa phân cấp và khả năng mở rộng là một vấn đề quan trọng. Để cải thiện khả năng mở rộng, một số giải pháp (như Optimistic Rollups) áp dụng thiết kế tập trung hơn, đặc biệt là trong việc thực hiện các bằng chứng gian lận và cơ chế thách thức, thường dựa vào một tập hợp con các nút cốt lõi để xác nhận hiệu quả giao dịch, có thể ảnh hưởng đến phân cấp. Các giải pháp khác (như ZK-Rollups) duy trì mức độ phân cấp cao hơn bằng cách sử dụng công nghệ bằng chứng không có kiến thức, nhưng độ phức tạp tính toán của chúng cao hơn và đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán hơn. Điều này có nghĩa là trong khi ZK-Rollups về mặt lý thuyết cung cấp bảo mật và phân cấp tốt hơn, khả năng mở rộng của chúng bị hạn chế bởi các tắc nghẽn tính toán của bằng chứng không có kiến thức. Do đó, việc tìm kiếm sự cân bằng giữa phân cấp, bảo mật và khả năng mở rộng vẫn là một thách thức quan trọng đối với công nghệ Lớp 2, đòi hỏi phải đổi mới và tối ưu hóa hơn nữa để đạt được khả năng mở rộng cao hơn trong khi vẫn đảm bảo an ninh mạng và phân cấp.

Kết luận

Mặc dù Công nghệ Layer 2 cung cấp các giải pháp hiệu quả để nâng cao khả năng mở rộng của blockchain, nhưng vẫn đối mặt với nhiều hạn chế. Mặc dù nó có thể cải thiện khả năng xử lý giao dịch và giảm chi phí, nhưng sự phức tạp và sự phụ thuộc của mạng Layer 2 vẫn là vấn đề đáng kể, đặc biệt là về tương thích giữa các chuỗi và an toàn dữ liệu.

Ngoài ra, thời gian xác nhận giao dịch và cơ chế xác minh có thể giới hạn yêu cầu thời gian thực của một số ứng dụng cụ thể. Mặc dù đã có những tiến bộ như Optimistic Rollups và ZK-Rollups nhằm cải thiện hiệu suất, nhưng việc trễ hẹn và cơ chế chứng minh gian lận vẫn ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống, làm cho việc Layer 2 khó thể thay thế hoàn toàn Layer 1 trong giao dịch tần suất cao hoặc các tình huống yêu cầu xác nhận tức thì.

Trong tương lai, khi công nghệ tiếp tục phát triển và cải thiện, dự kiến rằng những hạn chế của các giải pháp Layer 2 sẽ được giảm bớt. Các giao thức cross-chain hiệu quả hơn, thiết kế trải nghiệm người dùng được cải tiến, và các biện pháp bảo mật được tăng cường sẽ thúc đẩy việc áp dụng Layer 2 một cách sâu rộng hơn. Chúng có thể đóng vai trò quan trọng hơn trong hệ sinh thái blockchain.