Di chuyển vượt ra khỏi bộ ba chuỗi khối: L1 vs L2

Tính đến tháng 2 năm 2023, trên 44,15 triệu địa chỉ duy nhất có số dư không bằng không của Bitcoin (BTC). Mặc dù điều này có vẻ ấn tượng, chúng ta hãy đối mặt với nó – công nghệ blockchain đã đi một chặng đường dài kể từ khi Bitcoin ra đời vào năm 2009.

Bitcoin giải quyết với số dư không. Nguồn: Glassnode

However, as the technology continues to evolve and gain mainstream adoption, scalability remains one of the biggest challenges facing the industry. Bitcoin and Ethereum, two of the largest blockchain networks, are highly decentralized, with thousands of nodes operating on each network (17,553 nodes for Bitcoin and 7,099 nodes for Ethereum as of April 14, 2023).

Thống kê mainnet Ethereum. Nguồn: Ethernodes

Trong khi phân cấp này cung cấp an ninh lớn hơn, nó cũng dẫn đến tốc độ giao dịch chậm hơn và các vấn đề khả năng mở rộng do các nguồn lực tính toán đáng kể cần thiết để duy trì tổng hợp các nút phát triển liên tục.

Do đó, tri emma blockchain, đặt ra bởi Vitalik Buterin, cho thấy rằng blockchain chỉ có thể có hai trong số ba thuộc tính: khả năng mở rộng, an ninh và phân cấp. Kết quả là, sự đánh đổi cơ bản này đại diện cho một rào cản đáng kể đối với việc áp dụng rộng rãi công nghệ blockchain.

Có hai chiến lược chính đã được giới thiệu để giải quyết thách thức khả năng mở rộng: các giải pháp layer-1 (L1) và layer-2 (L2). Trong khi các giải pháp L1 tìm cách tối ưu hóa lớp cơ sở của một blockchain, các giải pháp L2 cung cấp thêm một lớp trên tầng cơ sở để tạo điều kiện thuận lợi cho các giao dịch nhanh hơn và giá cả phải chăng hơn. Không cần phải nói, điều này đã dấy lên một cuộc chiến đang diễn ra giữa hai cách tiếp cận khi mỗi phương pháp thể hiện những điểm mạnh và điểm yếu độc đáo.

Blockchain Layer-1

Một ví dụ nổi bật của điều này là sự ra đời của Ethereum 2.0 và sự phát triển tiếp theo của (dank) sharding. Sharding nhằm tăng tốc độ xử lý giao dịch của Ethereum và giảm phí bằng cách chia mạng thành các mảnh nhỏ hơn, dễ quản lý hơn. Mỗi mảnh vỡ sau đó có thể xử lý các giao dịch song song, tăng đáng kể tốc độ tổng thể của mạng.

Blockchain Layer-2

Mặt khác, blockchain Layer-2 đề cập đến một mạng hoặc công nghệ hoạt động trên một giao thức blockchain cơ bản với mục đích cải thiện khả năng mở rộng quá. Ý tưởng đằng sau L2 là chuyển giao dịch từ blockchain tầng cơ sở sang một kiến trúc hệ thống liền kề có thể xử lý phần lớn dữ liệu và sau đó báo cáo lại cho blockchain cơ sở để hoàn thiện kết quả.

Ví dụ, Ethereum là một mạng là-1, và một số giải pháp layer-2 đã được xây dựng để cải thiện tốc độ giao dịch trên mạng Ethereum, bao gồm Polygon (MATIC), Optiance (OP) và Arbitrum (ARB).

Trận chiến

Chắc chắn, cuộc chiến khả năng mở rộng đã đi đầu với những phát triển gần đây trong blockchain L1 và L2. Mặc dù đây có thể là trường hợp, sự hiểu biết sự khác biệt giữa mạng blockchain L1 và L2 là rất quan trọng để có được cái nhìn sâu sắc và phân biệt sự khác biệt chính giữa cả hai lớp.

Kiến trúc

Layer-1 blockchains and layer-2 scaling solutions differ not only in their purpose but also in their fundamental design and architecture. L1 blockchains are designed to be self-sufficient, meaning that all the necessary layers for data availability, consensus, and execution are integrated into a single system. This design is intended to provide the security, decentralization, and immutability, that are the hallmarks of blockchain technology.

Ngược lại, các giải pháp mở rộng layer-2 được thiết kế để nâng cao hiệu suất của blockchain L1 chứ không phải hoạt động như các blockchain độc lập. Các giải pháp mở rộng Layer-2 sử dụng các kỹ thuật off-chain như các kênh trạng thái, blockchain lồng nhau, rollups và sidechain để xử lý các giao dịch nhanh hơn và hiệu quả hơn. Bằng cách này, các giải pháp mở rộng layer-2 có thể tăng thông lượng giao dịch của blockchain L1 mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật và phân cấp của chúng.

Phương pháp mở rộng

Another significant difference between L1 and L2 scaling solutions lies in their scalability methods. L1 blockchains depend on various techniques such as consensus mechanism changes, chain forking and sharding to boost their transaction throughput. While these methods can improve transaction speeds, they can also lead to network congestion, security risks and fragmentation. L2 scaling solutions, on the other hand, process transactions off-chain, allowing for increased speed and efficiency while still relying on the primary network for security and decentralization. This approach reduces the risk of network congestion, minimizes fragmentation and enhances the overall performance of the blockchain ecosystem.

Nakamoto coefficient — the main measure of decentralization

The Nakamoto coefficient is an important metric to consider when evaluating the level of decentralization in a blockchain network. It is crucial to consider the trade-off between scalability and decentralization when measuring up the difference between L1 and L2 solutions.

Often, L1 solutions such as Near protocol (NEAR) or Solana (SOL) have a higher coefficient because they offer a high degree of decentralization due to their reliance on a large number of validators. On the other hand, L2 solutions such as Opside or zkSync could offer improved scalability through the use of off-chain processing, but in turn, would be less decentralized due to their reliance on a smaller set of validators.

The bottom line

The ongoing battle between L1 and L2 solutions has its fair share of pros and cons. While L1 blockchains offer superior security and decentralization, they suffer from scalability issues. In contrast, L2 solutions offer scalability and lower fees, but may come at the cost of compromising the security and decentralization of the underlying blockchain.

Evidently, L2 solutions are not a “one-size-fits-all” solution to the scalability challenge. They rely on the base layer’s security and decentralization, and if the base is compromised, it could affect the very foundation of the layer-2 solutions in question.

Needless to say, as blockchain technology continues to mature, the outcome of this showdown will likely determine the path forward for scaling the technology to meet the demands of real-world applications. In the meantime, it is vital for both L1 and L2 solutions to work together to effectively address the scalability challenge.