lớp 1

Layer 1 là tầng hạ tầng cốt lõi trong công nghệ blockchain, đóng vai trò nền móng cho toàn bộ hệ sinh thái blockchain. Tầng này chịu trách nhiệm xử lý và xác thực giao dịch, thực thi cơ chế đồng thuận, đảm bảo an ninh mạng lưới. Là chuỗi chính hoặc lớp nền của blockchain, các giao thức Layer 1 như Bitcoin, Ethereum, Solana thực hiện toàn bộ thao tác trực tiếp trên chính mạng lưới gốc và bảo vệ tính bất biến, an toàn dữ liệu thông qua hệ thống node và cơ chế đồng thuận riêng biệt. Hiệu suất, mức độ an toàn và phi tập trung của Layer 1 quyết định bản sắc cũng như giới hạn nền tảng của toàn bộ hệ sinh thái xây dựng phía trên.

Nguồn gốc của Layer 1

Khái niệm blockchain Layer 1 xuất phát từ sự ra đời của mạng Bitcoin. Khi Satoshi Nakamoto công bố whitepaper Bitcoin năm 2008, ông đã thiết kế giao thức lớp nền blockchain hoàn chỉnh đầu tiên, cho phép chuyển giá trị ngang hàng mà không cần cơ quan trung gian.

Theo quá trình phát triển của công nghệ blockchain, nhiều giải pháp Layer 1 khác nhau đã xuất hiện, mỗi giải pháp tìm cách giải quyết Bài toán Ba Trọng (Blockchain Trilemma)—cân bằng giữa bảo mật, phi tập trung và khả năng mở rộng—bằng các phương pháp khác nhau:

1. Bitcoin: Tập trung lưu trữ giá trị và chuyển giao, ưu tiên bảo mật và phi tập trung.
2. Ethereum: Đưa ra chức năng hợp đồng thông minh, tạo ra khái niệm blockchain có thể lập trình.
3. Solana: Kết hợp Proof of History cùng Proof of Stake để đạt thông lượng cao.
4. Polkadot: Thiết kế kiến trúc đa chuỗi có thể tương tác lẫn nhau.
5. Cardano: Phát triển dựa trên nghiên cứu khoa học và thẩm định ngang hàng.

Mỗi giải pháp Layer 1 là một nỗ lực đổi mới nhằm đáp ứng các nhu cầu, thách thức khác nhau trong quá trình phát triển của blockchain.

Cơ chế hoạt động của Layer 1

Cơ chế vận hành cốt lõi của blockchain Layer 1 gồm các thành phần chủ đạo:

1. Cơ chế đồng thuận: Thuật toán giúp các thành viên mạng thống nhất về tính hợp lệ giao dịch, bao gồm:

   • Proof of Work (PoW): Xác thực giao dịch, tạo khối mới bằng việc giải các bài toán phức tạp
   • Proof of Stake (PoS): Validator tạo khối dựa trên lượng token sở hữu
   • Delegated Proof of Stake (DPoS): Chủ sở hữu token bầu chọn đại diện xác thực giao dịch
   • Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT): Các node đồng thuận thông qua bỏ phiếu

2. Cấu trúc dữ liệu: Phần lớn Layer 1 sử dụng cấu trúc blockchain—giao dịch đóng gói thành khối liên kết tuần tự; một số dự án tiên phong ứng dụng cấu trúc thay thế như DAG.

3. Giao thức mạng: Xác định cách các node trao đổi dữ liệu, truyền tải giao dịch, phân phối khối mới.

4. Máy ảo và môi trường thực thi: Layer 1 hỗ trợ hợp đồng thông minh cần máy ảo thực thi mã lệnh, ví dụ EVM của Ethereum, Sealevel của Solana.

5. Quản lý trạng thái: Theo dõi số dư tài khoản, trạng thái hợp đồng và thông tin trọng yếu của mạng.

6. Nguyên thủy mật mã: Đảm bảo an ninh qua mã hóa khóa công khai, hàm băm, v.v.

Các thành phần này phối hợp giúp Layer 1 tự chủ trong xác thực, thực thi, lưu trữ giao dịch một cách độc lập và an toàn.

Những rủi ro và thách thức của Layer 1

Các blockchain Layer 1 đối diện nhiều thách thức, rủi ro:

1. Thách thức kỹ thuật:

   • Hạn chế khả năng mở rộng: Phần lớn Layer 1 khó duy trì đồng thời thông lượng cao, độ trễ thấp và phi tập trung
   • Lỗ hổng bảo mật: Lỗi ở giao thức cốt lõi có thể gây rủi ro cho toàn mạng
   • Điểm yếu cơ chế đồng thuận: Như tiêu tốn năng lượng ở PoW hoặc tấn công "nothing-at-stake" ở PoS

2. Thách thức quản trị:

   • Rủi ro hard fork: Mâu thuẫn cộng đồng có thể dẫn tới chia tách chuỗi
   • Cân bằng phi tập trung và hiệu quả: Số thành viên lớn thường làm chậm quá trình ra quyết định
   • Thiết kế khuyến khích: Đảm bảo validator, operator node có động lực duy trì mạng lâu dài

3. Rủi ro về chấp nhận và cạnh tranh:

   • Thách thức hiệu ứng mạng: Layer 1 mới phải xây dựng được cộng đồng người dùng, hệ sinh thái nhà phát triển
   • Vấn đề tương thích: Khả năng tương tác giữa các Layer 1 còn giới hạn
   • Biến động pháp lý: Khung pháp lý thay đổi tại các khu vực có thể ảnh hưởng đến phát triển Layer 1

4. Rủi ro kinh tế:

   • Biến động giá token ảnh hưởng an ninh mạng (đặc biệt ở PoS)
   • Tập trung miner/validator đe dọa phi tập trung hệ thống

Những thách thức này thúc đẩy sự phát triển giải pháp mở rộng Layer 2, công nghệ cầu nối cross-chain nhằm khắc phục hạn chế nội tại, đồng thời bảo toàn an ninh Layer 1.

Cùng với sự tiến hóa của công nghệ blockchain, các giao thức Layer 1 liên tục đổi mới, nâng cấp để xử lý các thách thức đồng thời giữ vai trò nền tảng của toàn bộ hệ sinh thái. Nhiều dự án Layer 1 mới nổi cũng đang thử nghiệm kiến trúc, cơ chế đồng thuận mới nhằm tìm kiếm điểm cân bằng tối ưu cho bài toán Ba Trọng.