Những ý chính:
Kể từ khi ra đời vào năm 2008, Bitcoin (BTC) đã thu hút sự chú ý của cá nhân, chính phủ và cả các tổ chức tài chính truyền thống. Là đồng tiền mã hóa phi tập trung đầu tiên và blockchain lớn nhất theo thị phần, vị thế của Bitcoin như tài sản dẫn đầu là điều không thể phủ nhận. Tuy nhiên, hành trình phát triển của Bitcoin không phải lúc nào cũng suôn sẻ, bởi sự phổ biến ngày càng tăng đã khiến mạng lưới thường xuyên rơi vào tình trạng tắc nghẽn.
Ở những thời điểm cao điểm, phí giao dịch quá cao và thời gian chờ kéo dài khiến BTC trở nên kém phù hợp cho các giao dịch nhỏ hàng ngày. Những vấn đề này cho thấy nhu cầu cấp thiết về các giải pháp mở rộng cho Bitcoin nhằm đáp ứng áp lực ngày càng lớn lên mạng lưới. Trong bài viết này, DigiBit sẽ giúp bạn tìm hiểu Bitcoin Layer 2 là gì, cách chúng vận hành, các trường hợp sử dụng chính và một số mạng Layer 2 nổi bật hiện nay.
Bitcoin Layer 2 là gì?
Layer 1 và Layer 2 là các thuật ngữ giúp phân biệt những mạng khác nhau trong cùng một hệ sinh thái blockchain. Mạng Layer-1 – còn được gọi là “chuỗi mẹ” hay “mainnet” trong một số ngữ cảnh – chính là blockchain nền tảng. Ngược lại, các giải pháp Layer 2 là những mạng thứ cấp được xây dựng bên trên kiến trúc của Layer 1. Mục đích của Layer 2 là giảm tải cho Layer 1 bằng cách vượt qua các giới hạn kỹ thuật của nó nhưng vẫn tận dụng được những ưu điểm sẵn có.
Do đó, Bitcoin Layer 2 là các mạng chạy bên trên blockchain chính, chủ yếu để tăng khả năng xử lý giao dịch, đồng thời còn cải thiện tính tiện dụng ở nhiều khía cạnh khác. Có thể hình dung Bitcoin như một giáo sư phải chấm quá nhiều bài thi, còn Layer 2 giống như trợ giảng hiệu quả giúp xử lý phần lớn công việc trước khi trả kết quả về để giáo sư ghi nhận chính thức. Tương tự vậy, Layer 2 xử lý giao dịch ngoài chuỗi trước khi gửi lại để ghi vào blockchain Bitcoin.
Vì sao Bitcoin Layer 2 quan trọng?
- Gia tăng khả năng mở rộng: Mạng Bitcoin mất khoảng 10 phút để hoàn tất một khối giao dịch, trung bình chỉ đạt khoảng bảy giao dịch mỗi giây (TPS). Điều này gây tắc nghẽn vào giờ cao điểm và đẩy phí giao dịch tăng mạnh. Chẳng hạn tháng 4/2021, người dùng từng phải trả hơn 62 USD cho mỗi giao dịch. Với các giao dịch lớn, mức phí này có thể chấp nhận được, nhưng hoàn toàn bất khả thi cho thanh toán vi mô hay giao dịch tại điểm bán. Hơn nữa, việc mở rộng trực tiếp blockchain Bitcoin gần như không phải lựa chọn, bởi theo khái niệm “Blockchain Trilemma” của Vitalik Buterin, mọi blockchain chỉ có thể tối ưu hai trong ba yếu tố: phi tập trung, bảo mật và tốc độ. Bitcoin đã chọn ưu tiên hai yếu tố đầu nên buộc phải hy sinh khả năng mở rộng. Khi lượng người dùng còn ít, đây không phải vấn đề, nhưng khi Bitcoin được chấp nhận toàn cầu, hạn chế này đã gây nghẽn mạng với phí cao và thời gian chờ lâu. Bitcoin Layer 2 cải thiện tình hình bằng cách xử lý giao dịch ngoài chuỗi để giảm tải cho Layer 1.
- Tăng cường tính ứng dụng: Với vai trò tiền tệ số, thiết kế của Bitcoin chủ yếu phục vụ hai mục đích: giao dịch P2P chống kiểm duyệt và lưu trữ giá trị mang tính giảm phát. Sự tập trung vào chức năng cốt lõi này là ưu điểm giúp Bitcoin bền vững và khó bị can thiệp. Tuy nhiên, điều đó cũng khiến các nhà phát triển khó mở rộng tính năng. Bitcoin Layer 2 mang lại lối đi khả thi để mở khóa thêm nhiều trường hợp sử dụng. Thông qua Layer 2, người dùng ví Bitcoin có thể tiếp cận các thành phần đặc trưng của Web3 như smart contract, dịch vụ DeFi hay tài sản số/NFT. Vậy chính xác các Layer 2 thực hiện điều này như thế nào?
Bitcoin Layer 2 hoạt động ra sao?
Mặc dù mục đích tổng thể của các giải pháp Layer 2 là giống nhau, chúng khác nhau ở cách giúp mạng Bitcoin xử lý giao dịch.
State Channels
Đây là các giải pháp Layer 2 giúp người dùng tránh được phí giao dịch cao. Trong phương pháp này, người dùng tạo ra các “kênh” (channel) được mã hóa đầu-cuối để gửi và nhận thanh toán. Các kênh này hoạt động như những sổ cái vi mô (micro-ledger) lưu trữ toàn bộ giao dịch diễn ra bên trong chúng. State Channels giữ toàn bộ giao dịch ngoài chuỗi (off-chain), chỉ báo cáo số dư mở và số dư đóng của người tham gia lên mạng chính khi kênh được đóng. Nhờ vậy, người tham gia có thể thực hiện nhiều giao dịch lặp lại với cá nhân hoặc doanh nghiệp mà không cần trả phí cao cho từng giao dịch riêng lẻ.
Rollup Chains
Rollup blockchain là một giải pháp Layer 2 đưa nhiều giao dịch ra khỏi Layer 1, xử lý chúng trên một mạng riêng, gộp lại thành một gói dữ liệu duy nhất, rồi gửi gói dữ liệu đó trở lại Layer 1 để được ghi vào blockchain. Điều quan trọng cần lưu ý là có hai loại rollup blockchain: Optimistic rollups và ZK rollups. Optimistic rollups giả định tất cả các giao dịch trong gói là hợp lệ, trừ khi có bằng chứng chứng minh điều ngược lại. Trong khi đó, ZK rollups: tạo ra một bằng chứng mật mã duy nhất gọi là validity proof để xác nhận tính hợp lệ của các giao dịch được gộp lại.
Sidechains
Sidechain là một blockchain độc lập với cơ chế đồng thuận riêng, kết nối với Layer 1 thông qua cầu nối hai chiều (two-way bridge). Cầu nối này rất quan trọng vì nó cho phép chuyển tài sản giữa các blockchain. Do thực chất là một blockchain riêng, sidechain thậm chí có thể hỗ trợ thêm các giải pháp Layer 2 khác xây dựng trên chính nó.
Những Bitcoin Layer 2 hàng đầu
Trong nhiều năm qua, các nhà phát triển trong hệ sinh thái Bitcoin đã xây dựng nhiều giải pháp Layer 2, khám phá các ý tưởng và hướng đi đã đề cập. Dưới đây là tổng quan về một số Layer 2 phổ biến nhất của Bitcoin (tính đến tháng 11/2023).
Lightning Network
Ra mắt năm 2018, Lightning Network sử dụng state channels để cho phép các giao dịch vi mô (microtransactions) trên Layer-1 của Bitcoin. Để sử dụng Lightning Network, người tham gia gửi và nhận BTC thông qua các kênh P2P được mã hóa, về cơ bản hoạt động như smart contract. Ví dụ: nếu bạn muốn gửi 0.1 BTC cho một người bạn, bạn sẽ tạo một kênh với họ và nạp số BTC cần thiết vào kênh đó. Sau khi hoàn tất tất cả giao dịch, bạn có thể đóng kênh. Hệ thống giữ hiệu quả cao vì chỉ gửi số dư mở và số dư đóng của kênh lên mạng Bitcoin, thay vì từng giao dịch riêng lẻ.
Rootstock (RSK)
Rootstock (RSK) là một sidechain tiên phong mang smart contract lên blockchain Bitcoin. Nó hoạt động thông qua cơ chế gọi là two-way peg. Cụ thể, khi người dùng gửi Bitcoin vào Rootstock, BTC đó sẽ bị khóa lại và được chuyển thành Smart Bitcoin (RBTC) trong ví RSK của người dùng. Khi gửi RBTC theo chiều ngược lại, người dùng có thể rút lại BTC trên mạng Bitcoin chính. Rootstock tuyên bố có thể xử lý lên đến 300 TPS, cải thiện đáng kể tốc độ giao dịch của Bitcoin. Nền tảng này cũng nổi bật nhờ khả năng tương thích với Ethereum Virtual Machine (EVM). Nói cách khác, Rootstock có thể tương thích với toàn bộ hệ sinh thái dApp của Ethereum.
Stacks Protocol
Stacks là một trong những Layer 2 hoạt động tốt nhất của Bitcoin, ra mắt mainnet năm 2018 với tên gọi Blockstack. Giao thức này cho phép triển khai smart contract tự thực thi trên Bitcoin mà không cần hard fork. Để làm được điều này, Stacks sử dụng microblocks để tăng tốc độ và cơ chế Proof-of-Transfer (PoX) để liên kết các microblocks với block trên Layer 1. Stacks cung cấp phương pháp dễ sử dụng và plug-and-play để chạy smart contract và ứng dụng phi tập trung trong hệ sinh thái Bitcoin.
Liquid Network
Liquid Network là một sidechain Layer 2 của Bitcoin, chạy trên nền tảng blockchain mã nguồn mở Elements. Mạng này có tài sản gốc riêng gọi là L-BTC, và được quản trị bởi một liên minh phân tán gồm các công ty Bitcoin, sàn giao dịch và các bên liên quan khác. Giống như Rootstock, Liquid Network sử dụng two-way peg để chuyển đổi giữa BTC và L-BTC.
Rủi ro khi dùng Bitcoin Layer 2
Mặc dù phần lớn các giải pháp Layer 2 hiện nay kế thừa mức độ bảo mật và độ tin cậy cao, chúng vẫn chưa được kiểm chứng lâu dài (battle-tested) như Bitcoin khi xét về độ ổn định và khả năng chống chịu của hệ thống. Là những mạng lưới tương đối độc lập, chúng đồng thời giới thiệu thêm một loạt rủi ro và thách thức mới.
Ví dụ, vào năm 2022, người dùng Lightning Network đã gặp phải một sự cố đặc biệt liên quan đến “unattributed payment routing” (định tuyến thanh toán không xác định nguồn) do một lỗi phần mềm gây ra. Kết quả là họ vô tình tương tác với các node bị lỗi, và không nhận ra vấn đề này trong một thời gian dài.
Bên cạnh đó, các federated sidechain như Liquid Network vẫn đang ở giai đoạn phát triển và áp dụng thị trường còn tương đối sơ khai. Không giống như Bitcoin – vốn có hàng nghìn thợ đào trên toàn thế giới, các mạng này có số lượng node xác nhận và ký giao dịch ít hơn rất nhiều (ví dụ Liquid chỉ có 15 node). Nói cách khác, Bitcoin Layer 2 đôi khi có thể mang tính tập trung cao hơn so với mạng Bitcoin chính.
BTC Layer 2: Cách mới để khai phá Bitcoin
Các giải pháp Layer 2 tận dụng những lợi ích mang tính cách mạng của công nghệ Bitcoin và tiếp tục xây dựng thêm trên nền tảng đó, từ đó cải thiện đáng kể khả năng xử lý giao dịch của mạng lưới. Mặc dù chúng không phải là giải pháp hoàn hảo, nhưng rõ ràng chúng giải quyết được bài toán mở rộng hiện tại, đồng thời vẫn duy trì tính bảo mật phi tập trung vốn đã góp phần quan trọng vào sự phát triển mạnh mẽ của Bitcoin.
Như thường lệ, hệ sinh thái Ledger với tiêu chuẩn bảo mật hàng đầu trong ngành giúp bạn lưu trữ private key của mình một cách an toàn, đồng thời toàn quyền truy cập vào cả Bitcoin và các token gốc của Layer 2. Chưa dừng lại ở đó, bạn còn có thể tạo tài khoản trên Stacks Protocol trực tiếp từ Ledger Wallet.
