Blockchain layer được nhắc đến nhiều hiện nay, ghi nhận các dự án tiềm năng giúp nâng cao khả năng xử lý giao dịch của blockchain.
Mục lục bài viết
Các blockchain layer là gì?
Blockchain vận hành theo nguyên tắc phi tập trung, phân tán. Để đảm bảo tính bảo mật cho toàn hệ thống khi số lượng người dùng ngày càng tăng, số lượng dữ liệu và giao dịch khổng lồ, các layer được ra đời để đảm bảo các mục tiêu trên.
Phân loại blochain layer theo chức năng
Phân loại kiến trúc trong mạng lưới blockchain sẽ có 6 lớp layer sau:
Hardware infrastructure layer – Lớp phần cứng cơ sở hạ tầng
Toàn bộ thông tin blockchain được lưu trữ trên server tại trung tâm dữ liệu toàn cầu. Người dùng thường yêu cầu truy xuất thông tin khi tìm kiếm trên website hoặc các ứng dụng.
Người dùng còn còn thể kết nối ngang hàng, tương tác với nhau để chia sẻ thông tin và dữ liệu. Khái niệm P2P network chính là một nhóm các hệ thống máý tính chia sẻ cơ sở dữ liệu này.
Blockchain vận hành giống như P2P network, để xác thực và lưu trữ giao dịch trong sổ cái chung. Kết quả là, mỗi node của khối được xem như là một máy tính trong hệ thống P2P.
Data layer – Lớp dữ liệu
Cấu trúc dữ liệu trong blockchain được liên kết giữa các block với nhau một khi có giao dịch. Cấu trúc dữ liệu có hai phần cơ bản: con trỏ và danh sách liên kết (là danh sách các khối được xâu chuỗi với dữ liệu và con trỏ với khối trước đó).
Toàn bộ hệ thống blockchain được xây dựng dựa vào Merkle tree, mật mã và thuật toán đồng thuận
Để duy trì tính bảo mật và xác thực của dữ liệu, mỗi giao dịch trong blockchain phải được ký điện tử thông qua private key. Bất kỳ ai có public key có thể xác thực thông tin người ký. Vì dữ liệu được mã hóa nên toàn bộ chữ ký điện tử đảm bảo tính đồng nhất.
Dữ liệu được mã hóa, không thể xóa bỏ, chỉ có thể nhập thêm thông tin mới vào. Kể cả người gửi và người nhận trong giao dịch cũng được bảo vệ thông qua chữ ký điện tử này.
Network layer – Lớp hệ thống
Network layer còn được gọi là P2P layer, chịu trách nhiệm truyền tải thông tin trong mỗi node.
Tại layer này, các layer có thể tìm, tương tác và đồng bộ hóa để hoạt động diễn ra ổn định. Các node trong blockchain sẽ đảm nhiệm việc thực hiện các giao dịch.
Consensus layer – Lớp đồng thuận
Đây là lớp quan trọng giúp nền tảng blockchain tồn tại. Lớp đồng thuận cần thiết cho bất kỳ blockhchain nào, kể cả nền tảng lớn như Ethereum hay Hyperledger.
Application layer – Lớp ứng dụng
Lớp ứng dụng sẽ bao gồm: smart contract, chaincode (mã chuỗi), DApps. Protocol tại lớp này được chia thành hai là ứng dụng và thực thi.
Application layer bao gồm các chương trình người dùng tương tác trong hệ thống blockchain. Scripts, APIs, UI và frameworks là các chức năng trong lớp này.
Giao dịch sẽ chuyển từ lớp ứng dụng sang lớp thực thi. Trong quá trình đó, giao dịch sẽ được xác thực thông qua semantic layer (lớp ngữ nghĩa).
Phân tích các blockchain layer
Layer 0
Lớp 0 là thành phần quan trọng trong hệ thống giúp blockchain tồn tại.Layer 0 trong blockchain giúp các hệ thống Ethereum hay Bitcoin hoạt động. Layer 0 bao gồm: internet, hardware, và đường truyền kết nối.
Layer 1
Lớp 1 là lớp nền tảng, bất biến để bảo mật hệ thống. Ethereum chính là một layer 1, thực hiện quá trình đồng thuận, lập trình ngôn ngữ, thời gian xử lý các block, xử lý tranh chấp, thiết lập quy tắc và tiêu chí để đảm bảo hệ thống blockchain hoạt động ổn định
Hạn chế của layer 1
Số lượng blockchain ngày càng nhiều, dẫn đến khả năng xử lý chậm. Do đó, PoW đang dần chuyển sang PoS để nâng cao hiệu suất xử lý.
Thuật toán đồng thuận này cho phép các giao dịch dữ liệu trên block được xác thực dựa trên staking của các bên.
Sharding cũng là một giải pháp để tăng tính năng xử lý giao dịch của layer 1. Sharding sẽ phân chia các nhiệm vụ nhỏ hơn, sử dụng nhiều node hơn để xử lý.
Layer 2
Protocol ở layer 2 nhằm tăng tính mở rộng. Blockchain chính là layer 1 trong hệ sinh thái phi tập trung. Layer 2 chính là tích hợp của bên thứ ba, kết nối với layer 1 để tăng sức mạnh, số lượng các node từ đó tăng throughput của hệ thống.
>>> Xem thêm: Liệu chuỗi Ethereum Layer-2 sẽ tồn tại sau The Merge? <<<
Layer 2 bùng nổ thời gian gần dây, cung cấp giải pháp giúp xử lý các vấn đề của Pow. Một vài giải pháp ở layer 2 như sau:
Nested blockchain
Nested layer two blockchain sẽ chạy ở trên các phân lớp khác. Theo đó, layer 1 sẽ thiết lập các cài đặt tiêu chuẩn, layer 2 sẽ thực thi theo quy trình. Mainchain sẽ được phân chia thành nhiều tier khác nhau.
State channels
State Channel sẽ cải thiện dung chứa và tốc độ của giao dịch bằng cách thiết lập giao tiếp hai chiều giữa hệ thống blockchain và off-chain. Do đó khi xác thực giao dịch thông qua state channel, các miner không cần phải thực hiện xác thực ngay lập tức.
Thay vào đó, sẽ có một tài nguyên liền kề mạng được bảo vệ thông qua cơ chế đa chữ ký hoặc hợp đồng thông minh. Ví dụ cho state channels là Bitcoin Lightning và Ethereum’s Raiden Network.
Sidechains
Sidechain là chuỗi giao dịch chạy cùng lúc với blockchain trong các giao dịch lớn. Sidechain sẽ có thuật toán đồng thuận riêng điều chỉnh tốc độ và khả năng mở rộng. Các utility token thường được sử dụng như cơ chế truyền dữ liệu giữa mainchain và sidechain.
Sidechain khác với state channels. Các giao dịch sidechain được công khai trên sổ cái, Ngoài ra, hoạt động trên sidechain không làm ảnh hưởng đến mainchain và các sidechain khác.
Rollups
Dây là một layer 2 trong blockchain để xử lý các giao dịch bên ngoài lớp 1 và sau đó truyền dữ liệu lên lại lớp layer 2.
Người dùng sẽ được hưởng lợi từ rollups vì các giao dịch được thực hiện nhanh chóng, nhiều đối tượng được tham gia và giảm phí gas khi xử lý.
Layer 3
Application layer – lớp ứng dụng thường được xem như là layer 3 của hệ thống. Các dự án layer 3 giúp cho dự án blockchain trở nên thực tế hơn.
Layer 3 protocol là giải pháp hỗ trợ nhiều nền tảng blockchain khác nhau với khả năng cross-chain. Mục tiêu chính của layer 3 tập trung vào khả năng tương tác thực tế mà không phụ thuộc vào bất kỳ trung gian nào.
>>> Xem thêm: Vitalik Butern tiết lộ Layer-3 có “vai trò lớn hơn” khi hệ sinh thái mở rộng Layer-2 trưởng thành
Một vài dự án cung cấp layer 3 điển hình là:
Interledger Protocol
ILP hoặc Interledger Protocol của Ripple là layer 3 phổ biến nhất trên thị trường hiện tại. Ripple có kiến trúc multi-layer với ba lớp riêng biệt. Lớp 1 hoạt động như sổ cái blockchain, trong khi lớp 2 có các mạng cục bộ hoặc mạng LAN. Layer 3 nhằm cung cấp các giao dịch nhanh hơn và hiệu quả về chi phí trên chuỗi khối Ripple.
IBC Protocol
Đây là protocol của Cosmos, còn gọi là Inter-Blockchain Communication Protocol – một ví dụ điển hình khác về sử dụng multi-chain trong blockchain.
Lớp 1 là Tendermint Core, lớp 2 là Cosmos-SDK. IBC protocol hỗ trợ các ứng dụng trở nên đáng tin cậy và an toàn hơn.
ICON
Layer 3 ICON hoạt động như một giải pháp độc lập được ứng dụng trong chính phủ Seoul và Samsung.
Quant
Đây cũng là một giải pháp layer 3 nổi bật. Quant được phát triển như một giải pháp đáng tin cậy cho các dự án blockchain để kết nối các chuỗi riêng tư và công khai.
Quant tận dụng cổng DLT của Overledger cùng với nhiều giải pháp độc đáo để hỗ trợ khả năng tương tác.
Một số chức năng đáng chú ý của Quant bao gồm multi-ledger token cùng multi-DLT smart contract. Quant layer 3 đã được ứng dụng trong Oracle, Hyperledger và Nvidia.
