Sự nổi lên của các ký tự Bitcoin đã mang lại sức sống mới cho hệ sinh thái Bitcoin, khiến nhiều người quay lại chú ý đến Bitcoin. Một số người cho rằng điều này đã mở ra chiếc hộp Pandora của hệ sinh thái Bitcoin. Trong nhiều phát triển công nghệ của hệ sinh thái Bitcoin, việc xây dựng lớp thứ hai là vô cùng quan trọng. Bài viết này tổng hợp kiến thức cơ bản về lớp thứ hai của Bitcoin, hy vọng có thể gợi mở ý tưởng, thúc đẩy sự phát triển trong lĩnh vực này.
Thế giới blockchain bắt đầu bằng Bitcoin, và kết thúc bằng hệ sinh thái Bitcoin. Ethereum cũng có thể được coi là một cuộc khám phá công nghệ sidechain của Bitcoin.
Trong bài viết này, khái niệm "xây dựng lớp hai" và "xây dựng mạng lớp hai" được sử dụng chung. Xây dựng lớp hai bao gồm nhiều khía cạnh hơn, nhưng để phù hợp với cách diễn đạt thường dùng trong ngành, cũng sẽ sử dụng thuật ngữ "xây dựng mạng lớp hai".
1. Sứ mệnh của Layer2
Để hiểu các vấn đề cơ bản cần giải quyết trong việc xây dựng lớp hai, trước tiên chúng ta cần hiểu những đặc điểm cơ bản của hệ thống blockchain.
1.1 Các đặc tính cơ bản và nhu cầu của blockchain
Dựa trên khái niệm "chuỗi khối là một máy tính thế giới" mà Vitalik đã đưa ra, việc hiểu các đặc tính đa dạng của chuỗi khối từ góc độ này sẽ rõ ràng hơn. Phía sau, chúng tôi cũng sẽ phân tích khả năng phát triển của "máy tính thế giới" dựa trên cấu trúc Von Neumann.
Tóm tắt các đặc tính cơ bản:
Công khai và minh bạch: Đặc điểm lưu trữ dữ liệu và thực hiện chỉ thị của "máy tính toàn cầu" blockchain, cũng là đặc tính nhu cầu nội bộ của nhiều nút phân tán tham gia tính toán. Đáp ứng quyền biết của người dùng về dữ liệu, là kết quả chung của yêu cầu hợp tác nội bộ và nhu cầu bên ngoài.
Phi tập trung: Đây là đặc tính kiến trúc của "máy tính thế giới", mức độ phi tập trung và tính khả năng chịu lỗi lý thuyết được hỗ trợ bởi lý thuyết quân đội Byzantine. Hệ thống không phải Byzantine lý thuyết không phải là hệ thống blockchain, sau này sẽ thấy tình hình hệ thống không phải blockchain trong xây dựng lớp hai. Mức độ phi tập trung là chỉ số quan trọng về tính an toàn của blockchain, cũng là cơ sở của một số đặc tính.
An toàn: Được hình thành từ nhu cầu nội tại do đặc điểm kiến trúc và nhu cầu bên ngoài của người sử dụng. Ở cấp độ vi mô, được đảm bảo bởi công nghệ mật mã, ở cấp độ vĩ mô, được đảm bảo bởi kiến trúc phi tập trung, nhằm tránh việc an toàn bị ảnh hưởng do giả mạo dữ liệu vi mô hoặc phá hoại kiến trúc vĩ mô.
Khả năng tính toán: "Máy tính thế giới" là một trong những chức năng chính. Thường được đo bằng khả năng hoàn chỉnh của Turing. Một số chuỗi được thiết kế cố ý không hoàn chỉnh Turing để giữ các đặc điểm chính. Ví dụ, trong mạng Bitcoin, Satoshi không chỉ làm cho tập lệnh của nó không hoàn chỉnh Turing mà còn loại bỏ một số lệnh để duy trì tính ổn định và an toàn. Tất cả các công nghệ hoàn chỉnh Turing đều nhằm mở rộng khả năng tính toán. Từ góc độ thiết kế phân lớp, hệ thống đơn giản hơn phù hợp hơn để làm nền tảng.
Hiệu suất: Trong trường hợp có cùng khả năng tính toán, hiệu suất là một khả năng chính khác để đánh giá "máy tính thế giới". Thường được đo bằng TPS( số giao dịch được xử lý mỗi giây).
Lưu trữ: "Máy tính thế giới" chắc chắn phải có chức năng lưu trữ, tức là khả năng ghi lại dữ liệu. Hiện tại, hầu hết đều lưu trữ trong khối, còn lưu trữ trên chuỗi bên ngoài chuyên nghiệp hơn vẫn đang trong quá trình phát triển.
Quyền riêng tư: nhu cầu giữ phạm vi quyền của nhà sản xuất và người sử dụng dữ liệu trong quá trình tính toán và lưu trữ ( bao gồm khả năng chống kiểm duyệt ). Chủ yếu được thúc đẩy bởi nhu cầu bên ngoài của người sử dụng.
Khả năng mở rộng là một chỉ số tổng hợp, thường chỉ khả năng mở rộng của toàn bộ kiến trúc, ảnh hưởng đến hầu hết các đặc tính cơ bản. Ở cấp độ kiến trúc, khả năng mở rộng của hệ thống là một chỉ số rất quan trọng. Còn có một số khả năng kết nối hoặc khả năng trong các tình huống cụ thể, không đề cập ở đây, sẽ phân tích chi tiết khi gặp tình huống đặc biệt.
Những đặc tính cơ bản này chủ yếu bị ràng buộc bởi "tam giác không thể". Ví dụ như giả thuyết DSS, tức là phi tập trung (Decentralization, D), tính an toàn (Security, S) và khả năng mở rộng (Scalability, S).
Trong hệ thống phân tán, tam giác không thể tương tự là nguyên lý CAP, tức là tính nhất quán (Consistency), khả năng sử dụng (Availability), và khả năng chịu lỗi phân vùng (Partition tolerance) không thể đạt được đồng thời. Hệ thống blockchain là hệ thống phân tán có vấn đề tướng Byzantine, cũng áp dụng nguyên lý CAP.
1.2 Vai trò của xây dựng lớp hai
Xây dựng lớp hai cần hoàn thành những vai trò nào? Cung cấp những chức năng gì? Xây dựng lớp hai chắc chắn là để mở rộng những thiếu sót của hệ thống lớp một, thực hiện những việc không phù hợp để hoàn thành trên hệ thống lớp một tại lớp hai.
Từ các đặc điểm của blockchain ở trên, có thể rút ra kết luận ban đầu là nhất định phải mở rộng các khả năng cơ bản này: công khai minh bạch, phi tập trung, an toàn, khả năng tính toán, hiệu suất ( lưu lượng ), lưu trữ, quyền riêng tư, v.v. Ngoài các khả năng cơ bản về mặt kỹ thuật, còn có một vấn đề kinh tế quan trọng cần giải quyết, đó là giảm chi phí. Tổng chi phí giao dịch của mạng lớp một thường khá cao, cần sử dụng mạng lớp hai để giảm những chi phí này.
Tóm lại là: Để tăng dung lượng, giảm chi phí và tùy chỉnh các đặc tính, tất cả các giải pháp đều là xây dựng lớp thứ hai. Đối với các đặc tính tùy chỉnh, hiện tại vẫn chưa rõ ràng, hoặc thường bị ẩn trong hai đặc tính đầu tiên. Chúng ta có thể hiểu rằng, các đặc tính của mạng lớp một có mức độ nhu cầu khác nhau đối với nhiều ứng dụng, có thể điều chỉnh lại các mức độ thực hiện của các đặc tính khác nhau trên lớp thứ hai cho một số ứng dụng nhất định.
Trong việc xây dựng lớp hai, khả năng cơ bản của blockchain sẽ có sự lựa chọn khác nhau, có thể giảm hoặc thậm chí bỏ qua một số đặc điểm để đổi lấy sự cải thiện đáng kể của một số đặc điểm khác. Ví dụ: một số lớp hai để nâng cao hiệu suất sẽ giảm mức độ phi tập trung và an toàn; một số lớp hai để tăng khả năng thông lượng, như mạng Lightning, sẽ thay đổi cấu trúc hệ thống và phương thức thanh toán. Còn một số khác không làm giảm đặc điểm cơ bản mà tăng cường một số đặc điểm, chẳng hạn như cách xử lý RGB đã rõ ràng tăng cường tính riêng tư và khả năng chống kiểm duyệt, nhưng làm tăng độ khó trong việc thực hiện kỹ thuật. Trong các trường hợp sau, chúng ta sẽ thấy việc xây dựng lớp hai đồng thời giảm hoặc thay đổi một vài đặc điểm.
Trong đó, giảm chi phí nên là nhu cầu cơ bản của tất cả các xây dựng lớp hai.
1.3 Tại sao phải thực hiện thiết kế phân lớp?
Thiết kế phân lớp là phương tiện và phương pháp để xử lý các hệ thống phức tạp, thông qua việc chia nhỏ hệ thống thành nhiều cấu trúc lớp và định nghĩa mối quan hệ và chức năng của từng lớp, đạt được sự mô-đun hóa, khả năng bảo trì và khả năng mở rộng của hệ thống, từ đó nâng cao hiệu quả và độ tin cậy trong thiết kế hệ thống.
Đối với hệ thống giao thức rộng lớn và đồ sộ, việc sử dụng phân lớp có lợi rõ ràng. Cách làm này giúp mọi người dễ hiểu, dễ phân công thực hiện và cải tiến theo từng mô-đun, chẳng hạn như thiết kế mô hình bảy lớp ISO/OSI trong mạng máy tính, nhưng trong thực tế, có thể gộp một số lớp lại, chẳng hạn như TCP/IP là giao thức bốn lớp.
Lợi ích của việc phân lớp giao thức:
Các cấp độ độc lập với nhau. Cấp trên không cần biết chi tiết triển khai của cấp dưới, chỉ cần biết dịch vụ được cung cấp thông qua giao diện của cấp đó. Điều này làm giảm độ phức tạp của vấn đề.
Tính linh hoạt tốt. Khi có sự thay đổi ở bất kỳ lớp nào, chỉ cần mối quan hệ giữa các giao diện lớp không thay đổi, các lớp khác đều không bị ảnh hưởng.
Cấu trúc có thể phân tách. Mỗi tầng có thể áp dụng công nghệ phù hợp nhất. Sự phát triển công nghệ thường không đối xứng, phân chia theo tầng hiệu quả tránh được hiệu ứng xô gỗ.
Dễ dàng thực hiện và duy trì. Cấu trúc này giúp việc thực hiện và gỡ lỗi các hệ thống phức tạp lớn trở nên dễ dàng hơn, vì toàn bộ hệ thống đã được phân thành nhiều hệ thống con tương đối độc lập.
Thúc đẩy tiêu chuẩn hóa. Bởi vì mỗi lớp chức năng và dịch vụ được cung cấp đều có mô tả chính xác. Tiêu chuẩn hóa giúp dễ dàng thay thế một lớp nào đó, có lợi cho việc sử dụng và nghiên cứu.
Ý tưởng thiết kế mô-đun phân lớp là phương pháp xử lý phổ biến trong lĩnh vực công nghệ đối với các dự án kỹ thuật lớn, cần nhiều người hợp tác và không ngừng cải tiến, đã được kiểm nghiệm qua thực tiễn.
2. Một số ý tưởng xây dựng Layer2 của Bitcoin
Phân tích dựa trên việc xây dựng lớp hai của Bitcoin. Có ba hướng xây dựng nổi bật cho lớp hai của Bitcoin:
(1) Đường mở rộng dựa trên chuỗi, tương tự như lớp hai EVM, là cấu trúc blockchain;
(2) Dựa trên lộ trình phân phối, với mạng lưới ánh sáng làm đại diện, là cấu trúc phân phối;
(3) Dựa trên hệ thống tập trung, với chỉ mục tập trung làm đại diện, là cấu trúc tập trung.
Hai cách đầu tiên rất đặc trưng, đã có một số sản phẩm đang sử dụng và một số sản phẩm đang khám phá. Cách đầu tiên do sự phát triển mạnh mẽ của Ethereum và các chuỗi mô phỏng Bitcoin khác, việc mở rộng lớp thứ hai dựa trên chuỗi tương đối dễ dàng hơn, có nhiều trường hợp tham khảo hơn. Cách thứ hai dựa trên phân phối thường khó khăn hơn, phát triển cũng chậm hơn, với mạng Lightning là đại diện. Cách thứ ba rất gây tranh cãi, nhìn có vẻ không giống như xây dựng lớp thứ hai, nhưng dường như lại hoàn thành chức năng xây dựng lớp thứ hai.
Giải pháp xây dựng lớp hai nào tốt hơn? Chúng tôi sử dụng kết quả kiểm tra thị trường làm tiêu chí đánh giá, mạng lớp hai nào có tổng giá trị khóa TVL( Total Value Locked) cao hơn, thì đó là giải pháp tối ưu. Theo thời gian và sự phát triển của công nghệ, giải pháp tối ưu sẽ là một quá trình thay đổi.
Đối với định nghĩa mạng lớp hai của Bitcoin, chỉ cần dựa vào mạng Bitcoin, thiết lập mối liên hệ kỹ thuật với mạng Bitcoin, một số đặc điểm vượt trội hơn mạng lớp một của Bitcoin, đều được coi là xây dựng mạng lớp hai của Bitcoin. Nói cách khác: chỉ cần tiêu tốn BTC làm gas, với BTC là tài sản nền tảng, mở rộng hiệu suất của Bitcoin thì hệ thống đó đều được coi là xây dựng lớp hai. Dựa trên phán đoán này, chúng ta nên công nhận loại hình xây dựng mạng lớp hai thứ ba, tức là xây dựng lớp hai có cấu trúc tập trung.
Công nghệ phát triển của Bitcoin, như sửa đổi OP_RETURN, Taproot, chữ ký Schnorr, MAST, Tapscript, đều nên được thiết kế với mục đích kết nối lớp một và lớp hai, không nên sử dụng quá nhiều các công nghệ này để phát triển chức năng, vì mạng lớp một dù có mở rộng thế nào cũng sẽ không có bước đột phá về chất, cần phải tiến hành xây dựng lớp hai. Nhưng trong trường hợp chưa có sản phẩm lớp hai Bitcoin tốt hơn, khả năng kỹ thuật kết nối lớp một và lớp hai này sẽ bị sử dụng quá mức trong một khoảng thời gian.
2.1 Xây dựng lớp thứ hai dựa trên chuỗi
Các chuỗi giả lập Bitcoin trong giai đoạn đầu đã thực hiện nhiều khám phá, như "Colorcoin"( tiền màu), "CovertCoins" và "MasterCoin"; các chuỗi giả lập Bitcoin mở rộng khác nhau, như BCH(Bitcoin Cash), BSV(Bitcoin SV), BTG(Bitcoin Gold); các công nghệ sidechain khác nhau đều dựa trên các trường hợp xây dựng mở rộng chuỗi, có thể nói là lớp thứ hai theo nghĩa rộng.
Bao gồm Ethereum, cũng là sự khám phá cải tiến dựa trên Bitcoin. Vitalik đã chỉ ra những điểm chưa hoàn hảo của Bitcoin: hệ thống không tài khoản của UTXO, ngôn ngữ thực thi không đầy đủ Turing, khả năng mở rộng kém và những vấn đề khác, tự mình thành lập đội ngũ để phát hành sách trắng, phát triển hệ thống blockchain thế hệ mới. Sự khám phá của Ethereum, mặc dù không phải là xây dựng lớp thứ hai trực tiếp trên Bitcoin, nhưng từ góc độ rộng hơn là sự khám phá xây dựng dựa trên chuỗi.
Khám phá cải tiến không hoàn hảo của Ethereum so với Bitcoin, cùng với sự phát triển và xác minh của các lớp thứ hai trên Ethereum, đã cung cấp các trường hợp tham khảo cho sự phát triển của mạng lưới lớp thứ hai dựa trên chuỗi trên Bitcoin. Các giải pháp Rollup khác nhau, các giải pháp liên chuỗi, công nghệ kênh tin nhắn, cùng với công nghệ phân đoạn của chính Ethereum, đã khiến hệ sinh thái công nghệ Ethereum phát triển mạnh mẽ, khiến nhiều người từng nghĩ rằng hướng phát triển và tương lai của chuỗi công cộng đã được xác định, hệ sinh thái đại diện cho Ethereum đã chiến thắng. Thực tế thì đây là biểu hiện của việc xây dựng lớp thứ hai dựa trên chuỗi tương đối trưởng thành. Tuy nhiên, việc xây dựng lớp thứ hai dựa trên chuỗi chỉ là một cách xây dựng lớp thứ hai, nó có những ưu nhược điểm riêng, và cần các công nghệ lớp thứ hai khác để hoàn thiện toàn bộ hệ sinh thái lớp thứ hai.
Xây dựng lớp hai dựa trên chuỗi trong Bitcoin chủ yếu bao gồm hai loại chuỗi điển hình, một loại là mô hình tài khoản tương thích EVM, một loại là mô hình UTXO tương tự Bitcoin. Các trường hợp đã có ( chúng tôi định nghĩa lớp hai rộng rãi ) bao gồm: như Ethereum, Polygon, Bsc, Arbitrum, v.v. đều là mô hình tài khoản EVM, như CKB(Nervos), Chia đều là mô hình UTXO.
Ngoài ra, các dự án lớp hai đã thành công trên Ethereum cũng sẽ được thêm vào việc xây dựng lớp hai Bitcoin dựa trên chuỗi. Đối với những bên dự án lớp hai trên Ethereum này, việc chuyển đổi thành lớp hai trên Bitcoin sẽ tốn ít công sức và thách thức hơn. Với sự trưởng thành của rollup trên Ethereum và sự phát triển lý thuyết cũng như thành quả của nó, hình thức xây dựng lớp hai này sẽ trở thành xu hướng chính trong các cuộc thảo luận về mở rộng và cũng là giải pháp mang lại hiệu quả nhanh nhất.
Sự cải tạo này sẽ thành công đến mức nào? Vẫn cần phải phát triển và kiểm nghiệm. Có thể đưa ra một số đánh giá ban đầu về ưu và nhược điểm của việc xây dựng lớp hai dựa trên chuỗi này.
Ưu nhược điểm của việc xây dựng lớp hai dựa trên chuỗi:
Nhược điểm của các lớp thứ hai dựa trên chuỗi thường bị giới hạn bởi những hạn chế của blockchain, việc cải thiện hiệu suất là hạn chế, hoặc là làm cho hệ thống trở nên trung tâm hơn, hoặc là giảm khoảng thời gian tạo khối, tăng dung lượng khối, và an ninh thường sẽ giảm. Do đó, đã xuất hiện các kiến trúc lớp thứ hai trên lớp thứ hai, tức là những gì được gọi là Layer3 hoặc Layer4.
Ưu điểm là: giải pháp này giữ lại phần lớn của blockchain
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
18 thích
Phần thưởng
18
6
Chia sẻ
Bình luận
0/400
BearMarketNoodler
· 07-17 19:38
Thị trường Bear挺香的 吃面才是正道
Xem bản gốcTrả lời0
rugpull_ptsd
· 07-17 16:24
Cuối cùng cũng có người nói về L2, btc cũng nên theo kịp.
Xem bản gốcTrả lời0
fren.eth
· 07-16 12:24
Hai ba tầng không có sự khác biệt, đều là xen chơi đùa với mọi người đồ ngốc.
Xem bản gốcTrả lời0
GasFeeCrybaby
· 07-15 04:46
Càng thơm hơn vẫn là btc của tổ tiên.
Xem bản gốcTrả lời0
ser_we_are_early
· 07-15 04:39
Người chơi sớm mới hiểu được bản chất của btc
Xem bản gốcTrả lời0
RetiredMiner
· 07-15 04:38
Việc xây dựng L2 thực sự cũng là một cái hố.. hãy nhớ bài học xương máu
Phân tích toàn diện mạng lớp hai Bitcoin: loại, chức năng và triển vọng phát triển
Kiến thức cơ bản về mạng lớp hai của Bitcoin
Sự nổi lên của các ký tự Bitcoin đã mang lại sức sống mới cho hệ sinh thái Bitcoin, khiến nhiều người quay lại chú ý đến Bitcoin. Một số người cho rằng điều này đã mở ra chiếc hộp Pandora của hệ sinh thái Bitcoin. Trong nhiều phát triển công nghệ của hệ sinh thái Bitcoin, việc xây dựng lớp thứ hai là vô cùng quan trọng. Bài viết này tổng hợp kiến thức cơ bản về lớp thứ hai của Bitcoin, hy vọng có thể gợi mở ý tưởng, thúc đẩy sự phát triển trong lĩnh vực này.
Thế giới blockchain bắt đầu bằng Bitcoin, và kết thúc bằng hệ sinh thái Bitcoin. Ethereum cũng có thể được coi là một cuộc khám phá công nghệ sidechain của Bitcoin.
Trong bài viết này, khái niệm "xây dựng lớp hai" và "xây dựng mạng lớp hai" được sử dụng chung. Xây dựng lớp hai bao gồm nhiều khía cạnh hơn, nhưng để phù hợp với cách diễn đạt thường dùng trong ngành, cũng sẽ sử dụng thuật ngữ "xây dựng mạng lớp hai".
1. Sứ mệnh của Layer2
Để hiểu các vấn đề cơ bản cần giải quyết trong việc xây dựng lớp hai, trước tiên chúng ta cần hiểu những đặc điểm cơ bản của hệ thống blockchain.
1.1 Các đặc tính cơ bản và nhu cầu của blockchain
Dựa trên khái niệm "chuỗi khối là một máy tính thế giới" mà Vitalik đã đưa ra, việc hiểu các đặc tính đa dạng của chuỗi khối từ góc độ này sẽ rõ ràng hơn. Phía sau, chúng tôi cũng sẽ phân tích khả năng phát triển của "máy tính thế giới" dựa trên cấu trúc Von Neumann.
Tóm tắt các đặc tính cơ bản:
Công khai và minh bạch: Đặc điểm lưu trữ dữ liệu và thực hiện chỉ thị của "máy tính toàn cầu" blockchain, cũng là đặc tính nhu cầu nội bộ của nhiều nút phân tán tham gia tính toán. Đáp ứng quyền biết của người dùng về dữ liệu, là kết quả chung của yêu cầu hợp tác nội bộ và nhu cầu bên ngoài.
Phi tập trung: Đây là đặc tính kiến trúc của "máy tính thế giới", mức độ phi tập trung và tính khả năng chịu lỗi lý thuyết được hỗ trợ bởi lý thuyết quân đội Byzantine. Hệ thống không phải Byzantine lý thuyết không phải là hệ thống blockchain, sau này sẽ thấy tình hình hệ thống không phải blockchain trong xây dựng lớp hai. Mức độ phi tập trung là chỉ số quan trọng về tính an toàn của blockchain, cũng là cơ sở của một số đặc tính.
An toàn: Được hình thành từ nhu cầu nội tại do đặc điểm kiến trúc và nhu cầu bên ngoài của người sử dụng. Ở cấp độ vi mô, được đảm bảo bởi công nghệ mật mã, ở cấp độ vĩ mô, được đảm bảo bởi kiến trúc phi tập trung, nhằm tránh việc an toàn bị ảnh hưởng do giả mạo dữ liệu vi mô hoặc phá hoại kiến trúc vĩ mô.
Khả năng tính toán: "Máy tính thế giới" là một trong những chức năng chính. Thường được đo bằng khả năng hoàn chỉnh của Turing. Một số chuỗi được thiết kế cố ý không hoàn chỉnh Turing để giữ các đặc điểm chính. Ví dụ, trong mạng Bitcoin, Satoshi không chỉ làm cho tập lệnh của nó không hoàn chỉnh Turing mà còn loại bỏ một số lệnh để duy trì tính ổn định và an toàn. Tất cả các công nghệ hoàn chỉnh Turing đều nhằm mở rộng khả năng tính toán. Từ góc độ thiết kế phân lớp, hệ thống đơn giản hơn phù hợp hơn để làm nền tảng.
Hiệu suất: Trong trường hợp có cùng khả năng tính toán, hiệu suất là một khả năng chính khác để đánh giá "máy tính thế giới". Thường được đo bằng TPS( số giao dịch được xử lý mỗi giây).
Lưu trữ: "Máy tính thế giới" chắc chắn phải có chức năng lưu trữ, tức là khả năng ghi lại dữ liệu. Hiện tại, hầu hết đều lưu trữ trong khối, còn lưu trữ trên chuỗi bên ngoài chuyên nghiệp hơn vẫn đang trong quá trình phát triển.
Quyền riêng tư: nhu cầu giữ phạm vi quyền của nhà sản xuất và người sử dụng dữ liệu trong quá trình tính toán và lưu trữ ( bao gồm khả năng chống kiểm duyệt ). Chủ yếu được thúc đẩy bởi nhu cầu bên ngoài của người sử dụng.
Khả năng mở rộng là một chỉ số tổng hợp, thường chỉ khả năng mở rộng của toàn bộ kiến trúc, ảnh hưởng đến hầu hết các đặc tính cơ bản. Ở cấp độ kiến trúc, khả năng mở rộng của hệ thống là một chỉ số rất quan trọng. Còn có một số khả năng kết nối hoặc khả năng trong các tình huống cụ thể, không đề cập ở đây, sẽ phân tích chi tiết khi gặp tình huống đặc biệt.
Những đặc tính cơ bản này chủ yếu bị ràng buộc bởi "tam giác không thể". Ví dụ như giả thuyết DSS, tức là phi tập trung (Decentralization, D), tính an toàn (Security, S) và khả năng mở rộng (Scalability, S).
Trong hệ thống phân tán, tam giác không thể tương tự là nguyên lý CAP, tức là tính nhất quán (Consistency), khả năng sử dụng (Availability), và khả năng chịu lỗi phân vùng (Partition tolerance) không thể đạt được đồng thời. Hệ thống blockchain là hệ thống phân tán có vấn đề tướng Byzantine, cũng áp dụng nguyên lý CAP.
1.2 Vai trò của xây dựng lớp hai
Xây dựng lớp hai cần hoàn thành những vai trò nào? Cung cấp những chức năng gì? Xây dựng lớp hai chắc chắn là để mở rộng những thiếu sót của hệ thống lớp một, thực hiện những việc không phù hợp để hoàn thành trên hệ thống lớp một tại lớp hai.
Từ các đặc điểm của blockchain ở trên, có thể rút ra kết luận ban đầu là nhất định phải mở rộng các khả năng cơ bản này: công khai minh bạch, phi tập trung, an toàn, khả năng tính toán, hiệu suất ( lưu lượng ), lưu trữ, quyền riêng tư, v.v. Ngoài các khả năng cơ bản về mặt kỹ thuật, còn có một vấn đề kinh tế quan trọng cần giải quyết, đó là giảm chi phí. Tổng chi phí giao dịch của mạng lớp một thường khá cao, cần sử dụng mạng lớp hai để giảm những chi phí này.
Tóm lại là: Để tăng dung lượng, giảm chi phí và tùy chỉnh các đặc tính, tất cả các giải pháp đều là xây dựng lớp thứ hai. Đối với các đặc tính tùy chỉnh, hiện tại vẫn chưa rõ ràng, hoặc thường bị ẩn trong hai đặc tính đầu tiên. Chúng ta có thể hiểu rằng, các đặc tính của mạng lớp một có mức độ nhu cầu khác nhau đối với nhiều ứng dụng, có thể điều chỉnh lại các mức độ thực hiện của các đặc tính khác nhau trên lớp thứ hai cho một số ứng dụng nhất định.
Trong việc xây dựng lớp hai, khả năng cơ bản của blockchain sẽ có sự lựa chọn khác nhau, có thể giảm hoặc thậm chí bỏ qua một số đặc điểm để đổi lấy sự cải thiện đáng kể của một số đặc điểm khác. Ví dụ: một số lớp hai để nâng cao hiệu suất sẽ giảm mức độ phi tập trung và an toàn; một số lớp hai để tăng khả năng thông lượng, như mạng Lightning, sẽ thay đổi cấu trúc hệ thống và phương thức thanh toán. Còn một số khác không làm giảm đặc điểm cơ bản mà tăng cường một số đặc điểm, chẳng hạn như cách xử lý RGB đã rõ ràng tăng cường tính riêng tư và khả năng chống kiểm duyệt, nhưng làm tăng độ khó trong việc thực hiện kỹ thuật. Trong các trường hợp sau, chúng ta sẽ thấy việc xây dựng lớp hai đồng thời giảm hoặc thay đổi một vài đặc điểm.
Trong đó, giảm chi phí nên là nhu cầu cơ bản của tất cả các xây dựng lớp hai.
1.3 Tại sao phải thực hiện thiết kế phân lớp?
Thiết kế phân lớp là phương tiện và phương pháp để xử lý các hệ thống phức tạp, thông qua việc chia nhỏ hệ thống thành nhiều cấu trúc lớp và định nghĩa mối quan hệ và chức năng của từng lớp, đạt được sự mô-đun hóa, khả năng bảo trì và khả năng mở rộng của hệ thống, từ đó nâng cao hiệu quả và độ tin cậy trong thiết kế hệ thống.
Đối với hệ thống giao thức rộng lớn và đồ sộ, việc sử dụng phân lớp có lợi rõ ràng. Cách làm này giúp mọi người dễ hiểu, dễ phân công thực hiện và cải tiến theo từng mô-đun, chẳng hạn như thiết kế mô hình bảy lớp ISO/OSI trong mạng máy tính, nhưng trong thực tế, có thể gộp một số lớp lại, chẳng hạn như TCP/IP là giao thức bốn lớp.
Lợi ích của việc phân lớp giao thức:
Các cấp độ độc lập với nhau. Cấp trên không cần biết chi tiết triển khai của cấp dưới, chỉ cần biết dịch vụ được cung cấp thông qua giao diện của cấp đó. Điều này làm giảm độ phức tạp của vấn đề.
Tính linh hoạt tốt. Khi có sự thay đổi ở bất kỳ lớp nào, chỉ cần mối quan hệ giữa các giao diện lớp không thay đổi, các lớp khác đều không bị ảnh hưởng.
Cấu trúc có thể phân tách. Mỗi tầng có thể áp dụng công nghệ phù hợp nhất. Sự phát triển công nghệ thường không đối xứng, phân chia theo tầng hiệu quả tránh được hiệu ứng xô gỗ.
Dễ dàng thực hiện và duy trì. Cấu trúc này giúp việc thực hiện và gỡ lỗi các hệ thống phức tạp lớn trở nên dễ dàng hơn, vì toàn bộ hệ thống đã được phân thành nhiều hệ thống con tương đối độc lập.
Thúc đẩy tiêu chuẩn hóa. Bởi vì mỗi lớp chức năng và dịch vụ được cung cấp đều có mô tả chính xác. Tiêu chuẩn hóa giúp dễ dàng thay thế một lớp nào đó, có lợi cho việc sử dụng và nghiên cứu.
Ý tưởng thiết kế mô-đun phân lớp là phương pháp xử lý phổ biến trong lĩnh vực công nghệ đối với các dự án kỹ thuật lớn, cần nhiều người hợp tác và không ngừng cải tiến, đã được kiểm nghiệm qua thực tiễn.
2. Một số ý tưởng xây dựng Layer2 của Bitcoin
Phân tích dựa trên việc xây dựng lớp hai của Bitcoin. Có ba hướng xây dựng nổi bật cho lớp hai của Bitcoin:
(1) Đường mở rộng dựa trên chuỗi, tương tự như lớp hai EVM, là cấu trúc blockchain;
(2) Dựa trên lộ trình phân phối, với mạng lưới ánh sáng làm đại diện, là cấu trúc phân phối;
(3) Dựa trên hệ thống tập trung, với chỉ mục tập trung làm đại diện, là cấu trúc tập trung.
Hai cách đầu tiên rất đặc trưng, đã có một số sản phẩm đang sử dụng và một số sản phẩm đang khám phá. Cách đầu tiên do sự phát triển mạnh mẽ của Ethereum và các chuỗi mô phỏng Bitcoin khác, việc mở rộng lớp thứ hai dựa trên chuỗi tương đối dễ dàng hơn, có nhiều trường hợp tham khảo hơn. Cách thứ hai dựa trên phân phối thường khó khăn hơn, phát triển cũng chậm hơn, với mạng Lightning là đại diện. Cách thứ ba rất gây tranh cãi, nhìn có vẻ không giống như xây dựng lớp thứ hai, nhưng dường như lại hoàn thành chức năng xây dựng lớp thứ hai.
Giải pháp xây dựng lớp hai nào tốt hơn? Chúng tôi sử dụng kết quả kiểm tra thị trường làm tiêu chí đánh giá, mạng lớp hai nào có tổng giá trị khóa TVL( Total Value Locked) cao hơn, thì đó là giải pháp tối ưu. Theo thời gian và sự phát triển của công nghệ, giải pháp tối ưu sẽ là một quá trình thay đổi.
Đối với định nghĩa mạng lớp hai của Bitcoin, chỉ cần dựa vào mạng Bitcoin, thiết lập mối liên hệ kỹ thuật với mạng Bitcoin, một số đặc điểm vượt trội hơn mạng lớp một của Bitcoin, đều được coi là xây dựng mạng lớp hai của Bitcoin. Nói cách khác: chỉ cần tiêu tốn BTC làm gas, với BTC là tài sản nền tảng, mở rộng hiệu suất của Bitcoin thì hệ thống đó đều được coi là xây dựng lớp hai. Dựa trên phán đoán này, chúng ta nên công nhận loại hình xây dựng mạng lớp hai thứ ba, tức là xây dựng lớp hai có cấu trúc tập trung.
Công nghệ phát triển của Bitcoin, như sửa đổi OP_RETURN, Taproot, chữ ký Schnorr, MAST, Tapscript, đều nên được thiết kế với mục đích kết nối lớp một và lớp hai, không nên sử dụng quá nhiều các công nghệ này để phát triển chức năng, vì mạng lớp một dù có mở rộng thế nào cũng sẽ không có bước đột phá về chất, cần phải tiến hành xây dựng lớp hai. Nhưng trong trường hợp chưa có sản phẩm lớp hai Bitcoin tốt hơn, khả năng kỹ thuật kết nối lớp một và lớp hai này sẽ bị sử dụng quá mức trong một khoảng thời gian.
2.1 Xây dựng lớp thứ hai dựa trên chuỗi
Các chuỗi giả lập Bitcoin trong giai đoạn đầu đã thực hiện nhiều khám phá, như "Colorcoin"( tiền màu), "CovertCoins" và "MasterCoin"; các chuỗi giả lập Bitcoin mở rộng khác nhau, như BCH(Bitcoin Cash), BSV(Bitcoin SV), BTG(Bitcoin Gold); các công nghệ sidechain khác nhau đều dựa trên các trường hợp xây dựng mở rộng chuỗi, có thể nói là lớp thứ hai theo nghĩa rộng.
Bao gồm Ethereum, cũng là sự khám phá cải tiến dựa trên Bitcoin. Vitalik đã chỉ ra những điểm chưa hoàn hảo của Bitcoin: hệ thống không tài khoản của UTXO, ngôn ngữ thực thi không đầy đủ Turing, khả năng mở rộng kém và những vấn đề khác, tự mình thành lập đội ngũ để phát hành sách trắng, phát triển hệ thống blockchain thế hệ mới. Sự khám phá của Ethereum, mặc dù không phải là xây dựng lớp thứ hai trực tiếp trên Bitcoin, nhưng từ góc độ rộng hơn là sự khám phá xây dựng dựa trên chuỗi.
Khám phá cải tiến không hoàn hảo của Ethereum so với Bitcoin, cùng với sự phát triển và xác minh của các lớp thứ hai trên Ethereum, đã cung cấp các trường hợp tham khảo cho sự phát triển của mạng lưới lớp thứ hai dựa trên chuỗi trên Bitcoin. Các giải pháp Rollup khác nhau, các giải pháp liên chuỗi, công nghệ kênh tin nhắn, cùng với công nghệ phân đoạn của chính Ethereum, đã khiến hệ sinh thái công nghệ Ethereum phát triển mạnh mẽ, khiến nhiều người từng nghĩ rằng hướng phát triển và tương lai của chuỗi công cộng đã được xác định, hệ sinh thái đại diện cho Ethereum đã chiến thắng. Thực tế thì đây là biểu hiện của việc xây dựng lớp thứ hai dựa trên chuỗi tương đối trưởng thành. Tuy nhiên, việc xây dựng lớp thứ hai dựa trên chuỗi chỉ là một cách xây dựng lớp thứ hai, nó có những ưu nhược điểm riêng, và cần các công nghệ lớp thứ hai khác để hoàn thiện toàn bộ hệ sinh thái lớp thứ hai.
Xây dựng lớp hai dựa trên chuỗi trong Bitcoin chủ yếu bao gồm hai loại chuỗi điển hình, một loại là mô hình tài khoản tương thích EVM, một loại là mô hình UTXO tương tự Bitcoin. Các trường hợp đã có ( chúng tôi định nghĩa lớp hai rộng rãi ) bao gồm: như Ethereum, Polygon, Bsc, Arbitrum, v.v. đều là mô hình tài khoản EVM, như CKB(Nervos), Chia đều là mô hình UTXO.
Ngoài ra, các dự án lớp hai đã thành công trên Ethereum cũng sẽ được thêm vào việc xây dựng lớp hai Bitcoin dựa trên chuỗi. Đối với những bên dự án lớp hai trên Ethereum này, việc chuyển đổi thành lớp hai trên Bitcoin sẽ tốn ít công sức và thách thức hơn. Với sự trưởng thành của rollup trên Ethereum và sự phát triển lý thuyết cũng như thành quả của nó, hình thức xây dựng lớp hai này sẽ trở thành xu hướng chính trong các cuộc thảo luận về mở rộng và cũng là giải pháp mang lại hiệu quả nhanh nhất.
Sự cải tạo này sẽ thành công đến mức nào? Vẫn cần phải phát triển và kiểm nghiệm. Có thể đưa ra một số đánh giá ban đầu về ưu và nhược điểm của việc xây dựng lớp hai dựa trên chuỗi này.
Ưu nhược điểm của việc xây dựng lớp hai dựa trên chuỗi:
Nhược điểm của các lớp thứ hai dựa trên chuỗi thường bị giới hạn bởi những hạn chế của blockchain, việc cải thiện hiệu suất là hạn chế, hoặc là làm cho hệ thống trở nên trung tâm hơn, hoặc là giảm khoảng thời gian tạo khối, tăng dung lượng khối, và an ninh thường sẽ giảm. Do đó, đã xuất hiện các kiến trúc lớp thứ hai trên lớp thứ hai, tức là những gì được gọi là Layer3 hoặc Layer4.
Ưu điểm là: giải pháp này giữ lại phần lớn của blockchain