Hiểu về các Blockchain Layer 1 Crypto: Nền tảng đằng sau mọi loại tiền điện tử lớn

Bitcoin ra đời vào năm 2009 như một hệ thống thanh toán phi tập trung, nhưng bên dưới thiết kế cách mạng của nó là một nguyên tắc kiến trúc cơ bản hỗ trợ hầu như mọi dự án blockchain hiện đại: giao thức layer 1 (L1). Trong khi phi tập trung thu hút sự tưởng tượng phổ biến, đổi mới thực sự nằm ở cách các mạng này duy trì trật tự mà không cần quyền trung ương—thông qua các cơ chế đồng thuận được thiết kế tinh tế và các lớp bảo mật mã hóa xác minh mọi giao dịch.

Động cơ cốt lõi: Cách hoạt động của các Blockchain Layer 1

Các blockchain crypto layer 1 hoạt động như lớp phần mềm nền tảng nơi tất cả xác thực giao dịch diễn ra. Hãy nghĩ layer 1 như cả quy tắc và trọng tài—nó thiết lập các giao thức mà các nút mạng (nodes) phải tuân theo, rồi thực thi các quy tắc đó theo thuật toán. Cơ chế đồng thuận là nhịp đập của hệ thống này, xác định cách các nút đồng ý về các giao dịch hợp lệ.

Bitcoin tiên phong trong mô hình chứng minh công việc (PoW), nơi các nút cạnh tranh mỗi 10 phút để giải các câu đố toán học phức tạp và giành quyền đăng các giao dịch mới lên sổ cái. Phương pháp tiêu tốn năng lượng này ưu tiên an ninh và phi tập trung. Ethereum và Solana chọn con đường khác với chứng minh cổ phần (PoS), trong đó các nhà vận hành nút khóa tiền điện tử như tài sản thế chấp để có quyền xác thực. Thiết kế này tiêu thụ ít năng lượng hơn nhiều trong khi duy trì tính toàn vẹn của mạng qua các khuyến khích kinh tế—những người xác thực hành vi độc hại sẽ mất tài sản đã đặt cọc qua các hình phạt “slashing”.

Blockchain L1 cũng quản lý chính sách tiền tệ của đồng tiền điện tử bản địa của nó. Bitcoin tự động giảm phần thưởng khối mỗi bốn năm, tạo ra sự khan hiếm dự đoán được. Ethereum, ngược lại, sử dụng phát hành linh hoạt và cơ chế đốt cháy thay đổi theo nhu cầu mạng. Kể từ nâng cấp EIP-1559 năm 2021, một phần phí giao dịch mỗi lần bị loại bỏ vĩnh viễn khỏi lưu thông, tạo áp lực giảm phát cho ETH.

Phân tích bối cảnh L1: Thiết kế đa dạng, Thỏa hiệp khác nhau

Bitcoin vẫn là mạng crypto layer 1 lớn nhất theo vốn hóa thị trường. Đồng thuận PoW của nó đòi hỏi sức mạnh tính toán lớn, khiến nó chậm (khoảng 7 giao dịch mỗi giây) nhưng cực kỳ an toàn và chống kiểm duyệt. Ra mắt bởi người sáng tạo bí danh Satoshi Nakamoto, tính bất biến của BTC đến từ sự bảo thủ kỹ thuật có chủ ý.

Ethereum phát triển từ mô hình PoW của Bitcoin để trở thành nền tảng hợp đồng thông minh thống trị, cho phép các nhà phát triển xây dựng các ứng dụng phi tập trung trên nền tảng L1 của nó. “Merge” năm 2022 đã chuyển Ethereum sang mô hình chứng minh cổ phần, giảm tiêu thụ năng lượng tới 99.95% trong khi duy trì an ninh. Ethereum xử lý nhiều giao dịch hơn đáng kể so với Bitcoin, mặc dù vẫn gặp tắc nghẽn trong các thời điểm cao điểm.

Solana đại diện cho chiến lược tối ưu hóa khác, ưu tiên thông lượng hơn các yếu tố khác. Blockchain PoS của nó đạt tốc độ giao dịch lên tới 50.000 TPS trong điều kiện lý tưởng, thu hút các nhà phát triển tìm kiếm tốc độ cao. Kiến trúc này phải chấp nhận các thỏa hiệp về phi tập trung của các nhà xác thực và phân bổ địa lý.

Litecoin xuất hiện như anh em nhanh hơn của Bitcoin, sử dụng thuật toán băm khác (Scrypt) để tạo khối khoảng mỗi 2.5 phút thay vì 10 phút của Bitcoin. Mặc dù có lợi thế về tốc độ này, Litecoin vẫn duy trì cơ chế PoW và các đặc tính kinh tế giống Bitcoin.

Cardano theo hướng nghiên cứu trước, xây dựng blockchain layer 1 của mình qua các giao thức học thuật đã được phản biện. Được sáng lập bởi Charles Hoskinson, đồng phát triển Ethereum, Cardano nhấn mạnh xác minh chính thức và các nâng cấp có phương pháp hơn là triển khai tính năng nhanh.

Cosmos và Polkadot đại diện cho một loại khác—các blockchain layer 1 được thiết kế đặc biệt để giải quyết vấn đề khả năng tương tác, cho phép giao tiếp và chuyển đổi tài sản giữa các hệ sinh thái blockchain khác nhau.

Thử thách về khả năng mở rộng: Tại sao các Blockchain Layer 1 đối mặt với các thỏa hiệp khó khăn

Đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin đã diễn đạt một giới hạn cơ bản: các nhà phát triển blockchain phải hy sinh một trong ba thuộc tính—phi tập trung, an ninh hoặc khả năng mở rộng. Mỗi thiết kế crypto layer 1 đều thể hiện sự thỏa hiệp này.

Bitcoin tối đa hóa an ninh và phi tập trung, cố ý chấp nhận tốc độ giao dịch chậm. Solana tăng tốc độ nhưng yêu cầu hoạt động của các nhà xác thực tập trung hơn. Con đường trung gian của Ethereum cung cấp an ninh mạnh mẽ và phi tập trung hợp lý trong khi quản lý khả năng mở rộng qua các nâng cấp dự kiến như “sharding”, chia nhỏ blockchain thành các phân đoạn dữ liệu xử lý song song.

Mã cố định và xác định cứng nhắc cần thiết cho các blockchain layer 1 đảm bảo tính dự đoán và ngăn chặn thay đổi quy tắc, nhưng tính bất biến này hạn chế đổi mới và linh hoạt kỹ thuật. Khi các nhà phát triển Bitcoin hoặc Ethereum đề xuất thay đổi giao thức, họ phải đối mặt với các thách thức phối hợp lớn trên hàng triệu nút độc lập.

Một hạn chế khác của L1 là khả năng giao tiếp chéo chuỗi kém. Vì mỗi blockchain crypto layer 1 hoạt động như một hệ sinh thái tự chứa với các tiêu chuẩn mã hóa riêng biệt, việc chuyển tài sản giữa Bitcoin và Ethereum, hoặc giữa Ethereum và Solana, đòi hỏi các cầu nối tin cậy hoặc các sàn tập trung—điều này mang lại rủi ro về an ninh và tạo ra ma sát làm suy yếu lời hứa cốt lõi của phi tập trung.

Layer 1 so với Layer 2: Tại sao các giải pháp mở rộng xây dựng phía trên

Khi các blockchain crypto layer 1 trở nên tắc nghẽn, các nhà phát triển đã tạo ra một loại mới: các giao thức layer 2 (L2). Các giải pháp L2 hoạt động trên nền tảng các blockchain hiện có, thừa hưởng tính bảo mật của chúng trong khi tăng tốc và hiệu quả. Arbitrum, Optimism và Polygon xây dựng dựa trên hạ tầng L1 của Ethereum, gom các giao dịch của người dùng trước khi thanh toán chúng trên mainnet Ethereum định kỳ. Cách tiếp cận này giảm đáng kể chi phí—giao dịch L2 của Polygon chỉ mất vài phần trăm cent so với đô la trên Ethereum L1.

Phân biệt kỹ thuật quan trọng: các mạng L2 phát hành “token” (tài sản kỹ thuật số tạo ra trong hệ sinh thái L2), trong khi các blockchain L1 phát hành “coin” (tiền mã hóa là phần không thể thiếu của giao thức). MATIC của Polygon, ARB của Arbitrum, và OP của Optimism là các token L2, khác biệt với ETH của Ethereum hoặc BTC của Bitcoin.

Nền tảng vẫn là yếu tố then chốt

Dù có các giải pháp mở rộng mới nổi và mạng L2, các blockchain crypto layer 1 vẫn là lớp hạ tầng quan trọng. Mọi tính bảo mật của L2 cuối cùng đều phụ thuộc vào L1 nền tảng của nó; mọi token đều có giá trị dựa trên đồng coin mà nó xây dựng trên đó. Khi hệ sinh thái blockchain trưởng thành, các blockchain layer 1 như Bitcoin, Ethereum và Solana có khả năng sẽ tập trung vào điểm mạnh cốt lõi—cung cấp các lớp thanh toán an toàn, phi tập trung—trong khi các giải pháp L2 xử lý phần lớn khối lượng giao dịch hàng ngày. Hiểu rõ kiến trúc phân lớp này là nền tảng để hiểu cách các mạng tiền mã hóa hiện đại hoạt động.