Phá vỡ "Tam giác bất khả thi": Tổng quan về các giải pháp Layer 2

【TL; NS】
1. Mối quan hệ giữa Layer 1 và Layer 2 có thể gần giống với ngân hàng trung ương và các ngân hàng thương mại khác.
2. Các giải pháp Layer 2 được nhiều người coi là tương lai của các chuỗi công cộng lớn, đặc biệt là Ethereum.
3. Mỗi chuỗi bên là một chuỗi khối độc lập có Layer cơ bản và cơ chế đồng thuận riêng và có thể chuyển tài sản với chuỗi chính một cách an toàn thông qua một cầu nối xuyên chuỗi.
4. Plasma cũng là một chuỗi bên đặc biệt. Nó tính toán các giá trị băm của các khối chứa các giao dịch và tải các giá trị băm của các khối này lên chuỗi chính thông qua các hợp đồng thông minh.
5. Rollups có nhiều tính năng tuyệt vời. Vì vậy, nó nổi bật trong số các giải pháp Layer 2 và đã trở thành một giải pháp mới được yêu thích trên thị trường hiện nay.
6. Rollup thiết lập dữ liệu ban đầu trong chuỗi, chủ yếu theo hướng ZK-rollup và Optimistic-rollup.

Trong bài viết trước “Những điều cần thiết cho Crypto Newbie: Layer 0, Layer 1 và Layer 2 là gì?” và “Crack“ Tam giác bất khả thi ”: Tổng quan về giải pháp Layer 1”, chúng tôi đã giới thiệu sáu Layer của hệ thống blockchain, chủ đề mở rộng được thảo luận rộng rãi: Layer 0/1/2 và các giải pháp Layer 1 quan trọng trong lịch sử. Trong bài viết, chúng tôi sẽ tiếp tục giới thiệu tổng quan ngắn gọn về các giải pháp Layer 2 của blockchain.
Layer 2 tương ứng với Layer hợp đồng và Layer ứng dụng trong sáu Layer của blockchain. Trong lĩnh vực mở rộng quy mô, Layer 2, còn được gọi là mở rộng quy mô ngoài chuỗi, đề cập đến các giải pháp hiệu suất để mở rộng quy mô bên ngoài chuỗi chính. Nói chung, Layer 2 nhằm mục đích di chuyển quá trình tính toán xuống chuỗi. So với các giải pháp Layer 1 với nhiều hạn chế, các giải pháp Layer 2 được nhiều người coi là tương lai của các chuỗi công cộng lớn, đặc biệt là Ethereum.

Mối quan hệ giữa Layer 1 và Layer 2 có thể gần giống với ngân hàng trung ương và các ngân hàng thương mại khác. Nếu tất cả các giao dịch cần được xác nhận trong ngân hàng trung ương, hệ thống của ngân hàng trung ương sẽ tuyệt đối quá tải, thậm chí tắc nghẽn. Nếu các ngân hàng thương mại khác có thể được thành lập để giúp xử lý các xác nhận giao dịch nhất định, thì ngân hàng trung ương chỉ cần tiến hành quyết toán các giao dịch cuối cùng, điều này có thể giảm bớt gánh nặng hoạt động của ngân hàng trung ương. Theo mối quan hệ này, các giải pháp Layer 1 tương tự như cải thiện ngân hàng trung ương, mua phần cứng mới và cải thiện sức mạnh tính toán của chính nó. Các giải pháp Layer 2 đề cập đến phương pháp thiết lập một hệ thống ngân hàng thương mại có thể hoạt động hiệu quả.

Các giải pháp Layer 2 phổ biến bao gồm Chuỗi bên, Plasma, Kênh trạng thái, Bản tổng hợp, v.v.

01 / Các kênh trạng thái
Các kênh nhà nước là giải pháp Layer 2 rất sớm.
Chúng ta biết rằng toàn bộ mạng Ethereum là một máy trạng thái dựa trên giao dịch, bao gồm các trạng thái của nhiều tài khoản. Mỗi khi giao dịch trên khối được thực hiện, máy trạng thái sẽ được sửa đổi thành trạng thái mới nhất. Trong khi đó, vì mỗi nút của toàn bộ mạng Ethereum cần được cập nhật trạng thái mới nhất, năng lực xử lý của chuỗi chính của Ethereum tương đối yếu.


Trong mô hình trên, mỗi hoạt động cần thay đổi trạng thái máy để tạo ra một trạng thái mới. Ý tưởng của các kênh trạng thái là chuyển quá trình duy trì máy trạng thái ra khỏi dây chuyền. Kênh trạng thái thực sự là các nút trên mạng, tạo thành các kênh kết nối trực tiếp giữa những người dùng khác nhau hoặc giữa người dùng và dịch vụ. Cụ thể, Mạng chiếu sáng của Bitcoin và Mạng lưới Raiden của Ethereum là các ứng dụng cụ thể của công nghệ kênh trạng thái.

Trong số đó, Lighting Network của Bitcoin cũng có thể được gọi là một "kênh thanh toán". Giả định rằng một số lượng lớn các giao dịch (hoặc "giao dịch vi mô") sẽ thường xuyên xảy ra giữa các bên giao dịch. Nếu mỗi thương mại vi mô như vậy cần được ghi lại và đưa vào chuỗi, nó sẽ mang lại gánh nặng xử lý. Nếu các giao dịch vi mô này được xử lý thông qua kênh thanh toán, các quy trình trung gian được lưu trữ ngoài chuỗi và chỉ kết quả giao dịch cuối cùng được gửi đến mạng chính, thì gánh nặng của mạng chính có thể được giảm bớt đáng kể.

Do đó, các kênh trạng thái không yêu cầu khả năng tính toán cao của mạng chính và có thể nén giao dịch và cải thiện hiệu quả trong một số tình huống thực tế.

02 / Chuỗi bên
Nói một cách chính xác, chuỗi phụ không phải là một giải pháp thực sự, mà là mối quan hệ giữa các chuỗi, tức là mối quan hệ tương ứng giữa chuỗi chính và chuỗi phụ. Lấy chuỗi bên Ethereum làm ví dụ. Mỗi chuỗi bên Ethereum là một chuỗi khối độc lập, có Layer cơ bản và cơ chế đồng thuận riêng của nó, và một số trong số chúng có các bằng chứng riêng. Tuy nhiên, chuỗi phụ cần tương thích với Ethereum và có thể chuyển tài sản với chuỗi chính một cách an toàn thông qua một cầu nối xuyên chuỗi.

Ví dụ, Polygon và Skale là chuỗi phụ của Ethereum, và BSC, hỗ trợ EVM (máy ảo Ethereum) và có thể kết nối với chuỗi công khai của Ethereum, cũng có thể được coi là chuỗi công khai theo nghĩa rộng của Ethereum. Lấy Polygon làm ví dụ. Tỷ lệ phí Gas của mạng Polygon khá thấp và phí xử lý của mỗi giao dịch dưới $ 0,0001. Trong khi đó, TPS của Polygon có thể đạt hơn 7000 và giao dịch có thể được xác nhận sau vài giây. Ngoài ra, Ethereum cũng có một số chuỗi bên dành riêng cho một số ứng dụng. Ví dụ: Ronin là một chuỗi phụ hiệu suất cao được thiết lập đặc biệt cho các trò chơi trên chuỗi như Axie Infinity.


Mặt khác, Bởi vì các chuỗi bên là các chuỗi khối độc lập và thậm chí có các mã thông báo cơ bản của riêng chúng, điều này làm cho chuỗi chính và chuỗi phụ có mối quan hệ mong manh là "bổ sung" và "cạnh tranh". Mặt khác, vì tính bảo mật của chuỗi phụ chỉ phụ thuộc vào thiết kế cơ chế của chính nó và không liên quan gì đến chính chuỗi chính, nên nó không thể nhận được bất kỳ sự đảm bảo nào từ chuỗi chính, điều này khiến chuỗi phụ trở thành một giải pháp không hoàn chỉnh.

03 / Plasma
Plasma thực sự là một chuỗi phụ đặc biệt, nhưng vì nó có thể mượn khối chuỗi chính nên nó tốt hơn chuỗi phụ nói chung về bảo mật. Công nghệ Plasma được đề xuất bởi Joseph Poon và Vitalik Buterin trong một bài báo có tựa đề Plasma: Hợp đồng thông minh tự trị có thể mở rộng vào năm 2017. Khi nó được đề xuất, mọi người đặt nhiều hy vọng vào công nghệ Plasma, và thậm chí còn cho rằng Plasma được kỳ vọng sẽ cải thiện khả năng xử lý của Ethereum ngang với Visa.


So với chuỗi phụ hoạt động độc lập với chuỗi chính, chỉ trả về kết quả giao dịch và dễ bị tấn công. Plasma thực sự tính toán các giá trị băm của các khối chứa các giao dịch và tải các giá trị băm của các khối này lên chuỗi chính Ethereum thông qua các hợp đồng thông minh. Một mặt, vì chỉ giá trị băm của các khối này được tải lên, lượng dữ liệu thực sự được đưa vào chuỗi là rất nhỏ. Mặt khác, do sự tồn tại của các bản ghi giá trị băm liên tục, người dùng có thể "thách thức" khi họ nghi ngờ rằng giao dịch đã bị giả mạo, để xác minh tính xác thực của giao dịch. Do đó, hệ thống này có tính bảo mật tốt. Khi sử dụng nó, người dùng cần khóa tài sản trong hợp đồng của chuỗi gốc tương ứng và gửi các bằng chứng tương ứng cho người xác minh. Khi người tham gia không cung cấp bằng chứng, khối Plasma sẽ không được xác nhận và những người dùng khác có thể thoát khỏi chuỗi một cách an toàn để bảo vệ an toàn cho tài sản.
Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động của Plasma, mỗi chuỗi con có cơ chế riêng để xác minh khối và nhận ra bằng chứng chống hàng giả. Nếu tất cả người dùng cố gắng thoát cùng một lúc, tất cả các trạng thái hợp lệ sẽ được gửi để xác minh, điều này cũng sẽ gây ra tắc nghẽn mạng. Đây còn được gọi là cái gọi là vấn đề "thoát hàng loạt". Trong khi đó, Plasma chỉ có thể giao dịch tài sản và không hỗ trợ linh hoạt các hợp đồng thông minh, điều này cũng giới hạn phạm vi của Plasma như một giải pháp.


04 / Rollup
Rollup có nhiều điểm tương đồng với công nghệ kênh trạng thái, nhưng so với kênh trạng thái, Rollup, được cải tiến trên công nghệ Plasma, mạnh mẽ và linh hoạt hơn. Do có nhiều tính năng vượt trội, Rollup, ra đời năm 2019, nổi bật giữa một số giải pháp Layer 2 và đã trở thành một giải pháp mới được yêu thích trên thị trường hiện nay.
Plasma đặt dữ liệu giao dịch ban đầu ra khỏi chuỗi, trong khi Rollup đặt dữ liệu ban đầu vào chuỗi. Cụ thể, nó tóm tắt một loạt thông tin giao dịch vào dữ liệu thu hồi của một giao dịch, sau đó định kỳ đóng gói thành các khối và gửi đến Layer 1 để hoàn thành hồ sơ. Hiện tại, công nghệ Rollup đã ra đời theo hai hướng chính - ZK-rollup và Optimistic-rollup.


ZK-rollup kết hợp công nghệ Zero Knowledge Proof để tải dữ liệu giao dịch gốc lên chuỗi và sử dụng Zero Knowledge Proof để tự động xác minh tính hiệu quả của các giao dịch. Tuy nhiên, tất cả dữ liệu giao dịch cần phải được chứng minh, điều này dẫn đến chi phí tính toán lớn và hiệu suất kém của ZK-rollup.
Optimistic-Rollup sử dụng công nghệ Chống gian lận. Như tên cho thấy, khái niệm của công nghệ này là "lạc quan" hơn. Sau khi dữ liệu giao dịch ban đầu được xác nhận, người ta "lạc quan" cho rằng tất cả các giao dịch đều hợp lệ và sẽ không chứng minh tất cả thông tin, mà sẽ chỉ tìm các giao dịch không hợp lệ thông qua Bằng chứng gian lận và "trừng phạt" người xác minh giao dịch tương ứng.

Phần kết luận
Hiện tại, slice + Rollup được coi là giải pháp tối ưu cho việc mở rộng quy mô Ethereum. Có lẽ trong tương lai gần, cuộc tranh chấp về quy mô kéo dài vài năm sẽ đi đến hồi kết. Vào thời điểm đó, các blockchains bao gồm Ethereum cuối cùng có thể vượt qua nút thắt về hiệu suất và nhận được giá trị mới. Tất cả chúng ta hãy tận hưởng những triển vọng tươi sáng hơn.

Tác giả: Ashley. H, Nhà nghiên cứu trực thuộc Gate.io
* Bài viết này chỉ trình bày quan điểm của nhà nghiên cứu và không cấu thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.
* Gate.io bảo lưu mọi quyền đối với bài viết này. Việc đăng lại bài viết sẽ được cho phép với điều kiện tham chiếu Gate.io. Trong tất cả các trường hợp khác, hành động pháp lý sẽ được thực hiện do vi phạm bản quyền.