Hiểu về Crypto Layer 1: Nền tảng đằng sau tài sản kỹ thuật số của bạn

Khi bạn nghe về Bitcoin hoặc Ethereum, thực chất bạn đang nghe về các blockchain Layer 1—các giao thức nền tảng cơ bản vận hành các loại tiền điện tử này. Nhưng chính xác điều gì khiến chúng quan trọng đến vậy trong hệ sinh thái crypto?

Vai trò cốt lõi của Blockchain Layer 1

Về bản chất, một blockchain Layer 1 (L1) là một giao thức phần mềm phi tập trung đóng vai trò là xương sống quy tắc cho các loại tiền điện tử. Hãy nghĩ nó như vừa là nhà lập pháp vừa là người thi hành luật lệ. Mã code được tích hợp trong một giao thức L1 thiết lập tất cả các tiêu chuẩn mà các máy tính trong mạng—gọi là nút (nodes)—phải tuân theo để phát sóng, xác minh và ghi lại các giao dịch trên sổ cái công cộng một cách an toàn.

Nền tảng này quan trọng đến mức các nhà phát triển thường dùng thuật ngữ “mainnet” thay thế cho L1, vì giao thức chứa tất cả các hướng dẫn cần thiết để một loại tiền điện tử hoạt động độc lập. Nếu không có một L1 mạnh mẽ, các giao dịch crypto đơn giản là không thể thực hiện được.

Cách hoạt động của các Giao thức Layer 1

Bí mật của các blockchain Layer 1 nằm ở cơ chế đồng thuận—các hệ thống thuật toán thiết lập niềm tin giữa các nút phi tập trung mà không cần một trung tâm quyền lực. Các cơ chế này cho phép người lạ trên internet đồng ý về các giao dịch hợp lệ.

Các chuỗi L1 khác nhau sử dụng các phương pháp tiếp cận khác nhau:

Proof-of-Work (PoW) như Bitcoin yêu cầu các nút cạnh tranh bằng cách giải các câu đố toán học phức tạp cứ mỗi 10 phút để có quyền thêm các giao dịch mới vào blockchain. Quá trình tiêu tốn năng lượng này đã giúp Bitcoin trở thành hệ thống an toàn nhất nhưng cũng chậm nhất trong các L1 chính.

Proof-of-Stake (PoS) theo một hướng tiếp cận khác. Thay vì cạnh tranh tính toán, các validator khóa tiền điện tử của họ làm tài sản thế chấp để có quyền xác thực các khối. Ethereum đã chuyển sang mô hình này sau nâng cấp Merge năm 2022, thay thế thiết kế PoW ban đầu.

Ngoài các cơ chế đồng thuận, các blockchain L1 còn thực hiện các biện pháp bảo mật bổ sung. Các mạng PoS thường có các quy tắc “slashing” nhằm trừng phạt các validator có hành vi sai trái bằng cách tịch thu tài sản đã đặt cọc. Trong khi đó, Bitcoin yêu cầu sáu xác nhận riêng biệt trước khi các giao dịch được ghi nhận chính thức trên sổ cái, tạo thêm lớp xác minh nữa.

Các giao thức L1 cũng kiểm soát cách các đồng tiền điện tử bản địa được phát hành. Bitcoin tự động giảm phát mỗi bốn năm qua sự kiện “halving”, còn Ethereum sử dụng cơ chế đốt cháy linh hoạt để điều chỉnh cung ETH dựa trên hoạt động của mạng—hệ thống này được triển khai sau nâng cấp EIP-1559 vào năm 2021.

Các Blockchain Layer 1 chính và đặc điểm nổi bật của chúng

Bitcoin (BTC): Ra mắt năm 2009, Bitcoin vẫn là đồng tiền điện tử lớn nhất và có uy tín nhất. Cơ chế PoW của nó đòi hỏi nỗ lực tính toán lớn, khiến nó trở thành hệ thống an toàn nhất trong các hệ thống Layer 1, dù điều này đi kèm với tốc độ giao dịch chậm hơn và tiêu thụ năng lượng cao hơn.

Ethereum (ETH): Là đồng tiền điện tử lớn thứ hai theo vốn hóa thị trường, Ethereum đã cách mạng hóa thiết kế Layer 1 bằng cách cho phép các nhà phát triển bên thứ ba xây dựng các ứng dụng phi tập trung trực tiếp trên giao thức của nó. Việc chuyển đổi từ PoW sang PoS vào năm 2022 đã giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng và mở ra các sáng kiến mở rộng quy mô mới.

Solana (SOL): Blockchain Layer 1 này nổi bật với tốc độ xử lý cực nhanh, có thể xử lý tới 50.000 giao dịch mỗi giây—vượt xa khả năng của Bitcoin. Nó thu hút các nhà phát triển và người dùng ưu tiên thông lượng giao dịch hơn các yếu tố khác.

Litecoin (LTC): Được tạo ra ngay sau Bitcoin, Litecoin được thiết kế như một phương án nhanh hơn, rẻ hơn cho các giao dịch ngang hàng. Trong khi vẫn sử dụng cơ chế PoW tương tự Bitcoin, thuật toán băm khác (Scrypt thay vì SHA-256) giúp xác nhận khối nhanh hơn.

Cardano (ADA): Được sáng lập bởi Charles Hoskinson, một nhà phát triển Ethereum từ thời kỳ đầu, Cardano nhấn mạnh nghiên cứu đã qua bình duyệt trong quá trình phát triển giao thức. Giống Ethereum, nó trở thành nền tảng cho các ứng dụng phi tập trung, nhưng vẫn duy trì tính học thuật trong các nâng cấp và cải tiến.

Thách thức mở rộng quy mô của các mạng Layer 1

Dù rất quan trọng, các blockchain Layer 1 đối mặt với một mâu thuẫn cơ bản gọi là “bài toán ba lô blockchain” (blockchain trilemma). Khái niệm này, do đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin phổ biến, cho rằng các nhà phát triển phải hy sinh một trong ba đặc tính—phi tập trung, bảo mật hoặc khả năng mở rộng—khi thiết kế giao thức của họ.

Bản chất quyết định của mã L1 đảm bảo tính dự đoán và an toàn, nhưng hạn chế tính linh hoạt và tốc độ. Một số nhà phát triển đang khám phá các giải pháp như “sharding”, chia nhỏ blockchain chính thành các phân vùng dữ liệu nhỏ hơn để giảm tải tính toán cho từng nút. Những người khác xây dựng các L1 hoàn toàn mới, thiết kế từ đầu cho các mục đích sử dụng cụ thể.

Giới hạn về khả năng tương tác (interoperability)

Một hạn chế khác là cách các blockchain Layer 1 tương tác với nhau. Vì mỗi L1 có hệ thống riêng biệt với các tiêu chuẩn mã hóa độc đáo, việc chuyển tài sản giữa các chuỗi khác nhau hoặc sử dụng các ứng dụng xuyên chuỗi vẫn còn nhiều thách thức kỹ thuật. Vấn đề “khả năng tương tác” này đã thúc đẩy các dự án như Cosmos và Polkadot tập trung vào việc tạo ra các cơ chế liên lạc an toàn giữa các blockchain riêng biệt.

Layer 1 và Layer 2: Hiểu rõ về thứ tự

Khi hệ sinh thái tiền điện tử trưởng thành, các nhà phát triển đã xây dựng các giao thức mới dựa trên các Layer 1 đã có. Điều này dẫn đến sự ra đời của các giải pháp Layer 2 (L2)—các mạng phụ dựa trên cơ sở hạ tầng bảo mật của L1, đồng thời bổ sung khả năng mới hoặc nâng cao khả năng mở rộng.

Các mạng L2 như Arbitrum, Optimism và Polygon hoạt động trên nền tảng Ethereum Layer 1, cung cấp cho người dùng thời gian xác nhận nhanh hơn và chi phí giao dịch thấp hơn. Người dùng chuyển tài sản sang các môi trường L2 này để tận dụng hiệu suất cao hơn trước khi thực hiện các giao dịch trở lại mainnet của Ethereum.

Một điểm khác biệt quan trọng là giữa các tài sản trên các lớp: các blockchain L1 phát hành “coin” bản địa (như Bitcoin hoặc Ethereum), còn các mạng L2 thường tạo ra “token” (chẳng hạn như MATIC của Polygon hoặc OP của Optimism). Coin đại diện cho phần không thể thiếu của giao thức L1, còn token là các tính năng bổ sung được xây dựng trong hệ sinh thái của L1.

Hiểu rõ mối quan hệ này giúp giải thích tại sao các blockchain Layer 1 vẫn giữ vai trò thiết yếu—không có sự bảo vệ và ổn định của chúng, toàn bộ hệ sinh thái Layer 2 sẽ thiếu nền tảng vững chắc.