Có Layer2 rồi, vì sao vẫn cần Layer3?
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Có Layer2 rồi, vì sao vẫn cần Layer3?
Câu chuyện mở rộng quy mô của Ethereum có thể sẽ kết thúc tại Layer3?
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: Cynic
TL;DR
1. Từ Layer1 đến Layer2
-
Về mặt kỹ thuật, việc mở rộng quy mô được thực hiện như thế nào? Ethereum xem Rollup là giải pháp duy nhất cho Layer2, bởi vì nó mở rộng Ethereum mà không làm mất đi tính phi tập trung và bảo mật. Nhìn từ góc độ mô-đun hóa, Layer2 chịu trách nhiệm thực thi, còn thanh toán, đồng thuận và khả năng sẵn có dữ liệu (data availability) đều được chuyển cho Layer1 xử lý.
2. Từ Layer2 đến Layer3
-
Sự khác biệt giữa Layer2-Layer3 và Layer1-Layer2 là gì? Mặc dù công nghệ Rollup đã giải quyết điểm nghẽn về tính toán của Ethereum, nhưng nó chưa giải quyết được vấn đề khả năng sẵn có dữ liệu. Lớp trên cần nén dữ liệu giao dịch trước khi truyền xuống lớp dưới, nhưng việc nén này không thể thực hiện lặp lại — do đó hiệu suất từ Layer2 sang Layer3 sẽ không cải thiện đáng kể.
-
Khi đã có Layer2 rồi, tại sao vẫn cần Layer3? Layer2 sẽ duy trì tính phi tập trung, đóng vai trò là một lớp tính toán chung, cung cấp khả năng kết hợp (composability), trong khi Layer3 nên hoạt động như chuỗi chuyên dụng theo ứng dụng (app-specific chain), đáp ứng các nhu cầu đặc thù riêng biệt như tương thích, hiệu quả, quyền riêng tư, v.v.
-
Cùng là hệ sinh thái chuỗi ứng dụng, Layer3 khác với Cosmos ở điểm nào? Layer3 dựa vào hệ sinh thái Ethereum, dễ dàng thu hút người dùng và vốn hơn, tuy nhiên do gắn bó chặt chẽ với Ethereum, nó cũng đánh mất một phần chủ quyền – ví dụ như khả năng thu giữ giá trị của token.
3. Từ Layer3 đến LayerX?
-
Tình hình phát triển hiện tại của Layer3: Arbitrum ra mắt Orbit Chain ngày 22/6; zkSync tuyên bố vào ngày 26/6 rằng sẽ ra mắt ZK Stack trong vài tuần tới; madara trong hệ sinh thái Starknet đã hỗ trợ một dự án triển khai thành công chuỗi ứng dụng Layer3 của Starknet trong vòng 24 giờ tại một cuộc thi hackathon.
-
Layer3 đã đến, vậy Layer4, Layer5 còn xa không? LK Venture cho rằng, xét về nguyên lý kỹ thuật, Layer3 không thể đạt bước nhảy vọt về hiệu suất bằng cách đơn giản là xếp chồng thêm lớp. Dù mối liên hệ hệ sinh thái giữa Layer1–2–3 rất chặt chẽ (thuộc hệ sinh thái Ethereum), khả năng tương tác mạnh hơn nhiều so với các chuỗi dị cấu truyền thống (cross-chain rẻ hơn), nhưng chúng vẫn không thể kế thừa hoàn toàn hệ sinh thái lẫn nhau. Có lẽ câu chuyện mở rộng quy mô của Ethereum sẽ kết thúc tại Layer3.
Từ Layer1 đến Layer2: Mở rộng quy mô
Trong blockchain tồn tại tam giác bất khả thi: bảo mật, phi tập trung và khả năng mở rộng không thể cùng đạt được đồng thời. Ethereum chọn hai yếu tố đầu tiên, trong khi khả năng mở rộng lại bị hạn chế. Thông thường, mỗi giao dịch swap trên Ethereum tốn phí gas khoảng $3–$4, nhưng trong giai đoạn thị trường tăng nóng, phí gas có thể lên tới gần $100 mỗi lần swap, tình trạng tắc nghẽn rất nghiêm trọng.
Dù có rất nhiều blockchain công cộng mới nổi lên từ năm 2018, tập trung vào khả năng mở rộng, nhưng nhờ lợi thế tiên phong xây dựng hệ sinh thái khổng lồ, Ethereum vẫn chiếm vị trí dẫn đầu tuyệt đối trên thị trường. Vì vậy, mọi người bắt đầu hướng sự chú ý đến các giải pháp mở rộng được xây dựng trên nền tảng Ethereum.
Ba giải pháp phổ biến nhất là sidechain, Validium và Rollup, mỗi loại có những giả định tin cậy khác nhau.
-
Sidechain là một blockchain độc lập, hoạt động tách biệt với Layer1, kết nối với mạng chính Ethereum thông qua cầu nối hai chiều. Sidechain có thể thiết lập tham số khối riêng và thuật toán đồng thuận riêng, giúp xử lý giao dịch hiệu quả hơn, nhưng không kế thừa thuộc tính bảo mật của Ethereum.
-
Validium sử dụng dữ liệu ngoài chuỗi và tính toán ngoài chuỗi để xử lý giao dịch, nâng cao thông lượng, sau đó gửi bằng chứng kiến thức không (zero-knowledge proof) lên chuỗi để kiểm tra tính hợp lệ của giao dịch ngoài chuỗi trên Layer1, từ đó đạt được bảo mật.
-
Rollup thực hiện tính toán ngoài chuỗi, nhưng sử dụng Layer1 làm lớp đảm bảo khả năng sẵn có dữ liệu, bằng cách gửi lên chuỗi bằng chứng gian lận (fraud proof) hoặc bằng chứng hợp lệ (validity proof), và được xác minh thông qua hợp đồng thông minh trên Layer1, từ đó kế thừa bảo mật của Ethereum.
Ethereum xem Rollup là giải pháp duy nhất cho Layer2, vì nó mở rộng quy mô mà không làm mất đi tính phi tập trung và bảo mật. Xét về mặt mô-đun hóa, Layer2 phụ trách thực thi, còn thanh toán, đồng thuận và khả năng sẵn có dữ liệu đều do Layer1 đảm nhận.
Tùy theo loại bằng chứng được gửi lên, Rollup được chia thành Optimistic Rollup và ZK Rollup.
Đối với Optimistic Rollup, Rollup thực hiện hàng loạt giao dịch, gửi đợt giao dịch, trạng thái trước và sau khi thực thi đến hợp đồng Rollup trên Layer1. Layer1 không xác minh quá trình chuyển đổi trạng thái, chỉ cần trạng thái ban đầu mà Rollup gửi khớp với trạng thái lưu trong hợp đồng Layer1 là sẽ một cách "lạc quan" cập nhật sang trạng thái mới do Rollup gửi lên. Việc ngăn chặn hành vi gian lận được thực hiện thông qua bằng chứng gian lận: trong thời gian tranh chấp (dispute period), các máy xác minh khác có thể thách thức gốc trạng thái này bằng cách gửi bằng chứng gian lận đến hợp đồng Rollup trên Layer1. Khi đó, trạng thái Rollup sẽ được hoàn trả về trạng thái chắc chắn trước khi có tranh chấp, sau đó tính toán lại trạng thái hợp lệ, và tùy theo kết quả sẽ xử phạt các bên xác minh sai. Trên thực tế, hành vi gian lận rất hiếm khi xảy ra, do đó phương pháp chuyển trạng thái lạc quan này tiết kiệm đáng kể tài nguyên xác minh.
Khác biệt giữa ZK Rollup và Optimistic Rollup nằm ở chỗ, việc chuyển đổi trạng thái phải được xác minh — không phải bởi hợp đồng Rollup trên Layer1, mà là thông qua việc xác minh bằng chứng hợp lệ (validity proof) ngay trong hợp đồng. Sau khi xác minh thành công, việc chuyển đổi trạng thái đạt tính cuối cùng ngay lập tức, không cần chờ đợi thời gian tranh chấp kéo dài cả tuần như Optimistic Rollup.
Các dự án sử dụng công nghệ Optimistic Rollup, trưởng thành nhất là Arbitrum và Optimism, cả hai đều đã ra mắt mainnet. Trong đó, Arbitrum đã triển khai bằng chứng gian lận nhưng chỉ giới hạn ở danh sách trắng (whitelist); còn Optimism vẫn đang phát triển tính năng này. Cả hai đều đang tích cực thúc đẩy quá trình phi tập trung hóa, bao gồm cả bộ sắp xếp (sequencer) và bộ xác minh (verifier). Theo dữ liệu từ L2Beat,截至到2023年6月26日，Arbitrum One和Optimism的TVL分别为58.1亿美元和22.5亿美元。其他使用Optimistic Rollup技术的项目包括Boba Network、Zora Network、Layer2.finance、Fuel、BNBOP、Coinbase等，其中部分项目是基于Optimism团队开源的OP Stack进行开发的。
Các dự án sử dụng công nghệ ZK Rollup hỗ trợ máy ảo chủ yếu gồm zkSync Era, StarkWare, Polygon zkEVM, hiện đã ra mắt mainnet, với TVL lần lượt là $618 triệu, $68,11 triệu, $42,65 triệu. Các dự án chỉ hỗ trợ loại giao dịch nhất định gồm dydx, Loopring, zkSync Lite, với TVL lần lượt là $350 triệu, $98,47 triệu, $97,69 triệu. Hiện tại định hướng phát triển của ZK Rollup là tăng cường khả năng tương thích với Ethereum, các dự án zkEVM đang phát triển gồm Taiko, Scroll, Linea, v.v.
Từ Layer2 đến Layer3: Tùy chỉnh
Layer2: 100x, Layer3: 100x²=10000x?
Từ Layer1 đến Layer2, chi phí giảm xuống còn 1/100. Do đó, người ta dễ nghĩ rằng nếu thực hiện thao tác tương tự để xây Layer3 trên Layer2, chi phí Layer3 sẽ giảm xuống còn 1/10000. Rất tiếc, điều này là không đúng.
Rollup giải quyết bài toán tính toán của Ethereum bằng cách chuyển việc thực thi ra ngoài chuỗi: các nút Layer1 không cần phải thực thi từng giao dịch trong gói để xác minh tính đúng đắn của việc chuyển đổi trạng thái. Nhờ công nghệ bằng chứng đệ quy (recursive proof) trong mật mã học, việc tính toán có thể được đệ quy liên tục để đạt hiệu suất vô hạn. Tuy nhiên, khả năng sẵn có dữ liệu thì không thể chồng chất được. Layer2 cần gửi dữ liệu giao dịch đã đóng gói dưới dạng calldata vào hợp đồng thông minh trên Ethereum. Dù dữ liệu giao dịch đã được nén, nhưng không thể nén lại lần thứ hai bằng cùng phương pháp. Dữ liệu giao dịch của Layer3 cuối cùng cũng phải được gửi lên Layer1 (nếu không sẽ không kế thừa được bảo mật), nhưng mức độ nén không thể giảm thêm nữa, do đó về mặt khả năng sẵn có dữ liệu, không thể giảm chi phí bằng cách xếp chồng thêm lớp.
Do đó, Layer3 không thể đi theo con đường xếp chồng đơn giản. Giải pháp mà đội ngũ StarkWare đưa ra là tùy chỉnh hóa (customization), phân chia chức năng khác nhau cho Layer3 và Layer2.
Đã có Layer2 rồi, tại sao vẫn cần Layer3?
Ethereum cung cấp tính bảo mật và phi tập trung, Layer2 cung cấp khả năng mở rộng — có thể nói đã giải quyết tam giác bất khả thi của blockchain. Vậy tại sao vẫn cần Layer3?
Khái niệm Layer3 lần đầu tiên được đội ngũ StarkWare đề xuất trong bài viết "Fractal Scaling: From L2 to L3". Đội ngũ StarkWare cho rằng, cấu trúc phân tầng và tư tưởng đóng gói này chính là cốt lõi giúp khoa học máy tính duy trì sức sống. Ngoài ra, Layer2 với máy ảo sẽ duy trì tính phi tập trung, đóng vai trò là lớp tính toán chung, cung cấp khả năng kết hợp, trong khi Layer3 nên trở thành chuỗi dành riêng cho ứng dụng, nhằm đáp ứng nhu cầu đặc thù khác nhau. Tính đầy đủ Turing (Turing completeness) đặt nền tảng vững chắc cho việc phân tầng: một khi đã đầy đủ Turing, về lý thuyết có thể xây dựng bất kỳ ứng dụng nào trên đó.
Thực tế, để duy trì tính phổ quát, Layer2 chắc chắn phải hy sinh một phần, không thể đáp ứng mọi nhu cầu ứng dụng. Biểu hiện rõ ràng nhất là StarkWare để tạo bằng chứng hiệu quả hơn đã phát triển ngôn ngữ Cairo và CairoVM, không tương thích với Ethereum. Lúc này, một chuỗi Layer3 có thể được dùng để giải quyết vấn đề bảo mật.
Một số trường hợp sử dụng tiềm năng của Layer3 bao gồm:
-
Tương thích: Bằng cách triển khai một bộ thông dịch (interpreter) cho ngôn ngữ khác trên máy ảo Layer2, có thể đạt được khả năng tương thích với các máy ảo khác.
-
Hiệu quả: Nếu ứng dụng đòi hỏi TPS cực cao (ví dụ game, mạng xã hội), có thể cân nhắc hiến dâng một phần bảo mật, sử dụng giải pháp Validium, thanh toán trên Layer2; ứng dụng cũng có thể tuỳ chỉnh định dạng giao dịch theo nhu cầu để đạt tỷ lệ nén cao hơn.
-
Quyền riêng tư: Xây dựng riêng một chuỗi riêng tư, thanh toán trên Layer2 nhưng không thể quan sát công khai.
Hơn nữa, do chuỗi ứng dụng là chuyên dụng, không bị ảnh hưởng trực tiếp bởi các ứng dụng khác, hiệu suất và chi phí của chuỗi khá ổn định. Đồng thời, giao dịch cầu nối không cần gửi trực tiếp lên Layer1, chi phí thấp hơn; cầu nối giữa L2-L3 và L3-L3 cũng rẻ hơn. Về việc gửi giao dịch theo lô, Layer3 còn có một ưu điểm rõ rệt: chi phí gas cố định để gửi một lô giao dịch thấp hơn, không cần chờ lâu để gom nhiều giao dịch cùng lúc nhằm giảm chi phí gas trung bình, từ đó giảm đáng kể mâu thuẫn giữa thời gian xác nhận và chi phí tồn tại trên Layer2.
Cùng là hệ sinh thái chuỗi ứng dụng, Layer3 khác với Cosmos ở điểm nào?
Cosmos có thể coi là dự án đầu tiên đưa ra khái niệm chuỗi ứng dụng, thông qua Cosmos SDK, người dùng có thể dễ dàng tùy chỉnh và phát hành chuỗi ứng dụng riêng. Cosmos IBC còn được so sánh với giao thức TCP/IP trên Internet, cung cấp khả năng tương tác bản địa cho các chuỗi ứng dụng xây dựng bằng Cosmos SDK. Nói đơn giản, tầm nhìn của Cosmos là xây dựng một vũ trụ blockchain liên kết vạn chuỗi.
Layer3 cũng rất chú trọng vào khả năng tương tác. Nhờ kiến trúc kỹ thuật giống nhau và chi phí giao dịch thấp, việc cross-chain giữa các Layer3 sẽ mang đặc điểm: không cần tin cậy, nhanh chóng và rẻ tiền, do đó có thể cho rằng tính thanh khoản giữa các Layer3 là chung. Xét về khả năng tương tác, chức năng mà Layer3 và Cosmos mang lại gần như giống hệt nhau.
Đội nghiên cứu đầu tư LK Venture cho rằng, điểm khác biệt lớn nhất giữa Layer3 và Cosmos nằm ở mức độ gắn bó với hệ sinh thái Ethereum — đây vừa là lợi thế, cũng vừa là điểm yếu.
Nói về lợi thế, chủ yếu nằm ở thanh khoản khổng lồ và lượng người dùng lớn của hệ sinh thái Ethereum.
Mặc dù công nghệ Cosmos rất mạnh và là lựa chọn hàng đầu của nhiều ông lớn, nhưng vẫn không thoát khỏi vận mệnh占有率 thấp. Theo dữ liệu từ DefiLlama,截至到2023年6月26日，以太坊的TVL为262亿美元，而整个生态系统的Cosmos加起来还不到10亿美元。对于Layer3的成功来说，以太坊生态系统是一个关键因素。
Nói về điểm yếu, chủ yếu là do mức độ gắn bó cao với Ethereum, dẫn đến mất một phần chủ quyền.
Đối với các chuỗi sử dụng Cosmos, mô hình token hoàn toàn do nhóm dự án tự thiết kế theo nhu cầu, khả năng赋能 token rất mạnh. Tuy nhiên, token gốc của chuỗi Layer3 sẽ bị giới hạn bởi Ethereum. Dù nhóm dự án có thể dùng token gốc làm token gas, nhưng không thể phủ nhận rằng cuối cùng dữ liệu giao dịch gửi lên Ethereum vẫn tiêu tốn $ETH. Vì vậy, nếu dùng token gốc thay vì $ETH làm token gas, nhóm dự án sẽ phải liên tục đổi token gốc sang $ETH để nộp dữ liệu, cuối cùng giá trị vẫn đổ dồn về $ETH.
Một đặc điểm khác của Layer3 là bất kỳ điều gì làm trên Layer3 thực chất đều có thể di chuyển lên Layer2, điều này chỉ phụ thuộc vào việc chọn lớp DA nào.
Nếu lớp Layer2 mà Layer3 phụ thuộc vào để thanh toán gặp lỗi bảo mật hoặc suy giảm mức độ hoạt động, Layer3 có thể di chuyển với chi phí thấp sang một Layer2 khác, thậm chí trực tiếp phụ thuộc vào Layer1 để xử lý DA và thanh toán, từ đó trở thành Layer2. Do gắn bó chặt chẽ với hệ sinh thái Ethereum, Layer3 có thể khai sinh ra vô số cách chơi sáng tạo.
Dự báo từ Layer3 đến LayerX
Tình hình phát triển hiện tại của Layer3
Ngày 22/6, Offchain Labs ra mắt công cụ phát hành Arbitrum Orbit Chain. Orbit Chain là Layer3 được xây trên Layer2 Arbitrum, có thể chọn một trong ba Layer2: Arbitrum One, Arbitrum Nova, Arbitrum Goerli để thanh toán. Người dùng có thể tự chọn sử dụng công nghệ Rollup hoặc Anytrust — điểm khác biệt là Anytrust dùng DAC thay vì gửi dữ liệu giao dịch lên chuỗi, giá thành rẻ hơn nhưng bảo mật kém hơn một chút. Ưu điểm của Orbit Chain là quy trình phát hành chuỗi đơn giản, khả năng tương tác với hệ sinh thái Arbitrum, cập nhật tức thì với Nitro và khả năng tương thích EVM+ nhờ Stylus (hỗ trợ viết bằng Rust, C, C++, chạy trên máy ảo WASM). Người dùng có thể tùy chỉnh phát hành bất kỳ Orbit Chain nào một cách permissionless, nhưng bắt buộc phải thanh toán trên Layer2 Arbitrum, nếu không cần liên hệ Offchain Labs hoặc DAO Arbitrum để được cấp phép.
Ngày 26/6, zkSync đăng bài viết tuyên bố sẽ sửa đổi mã nguồn mở hiện tại trong vài tuần tới để ra mắt ZK Stack, cho phép người dùng tự xây dựng "siêu chuỗi ZK" tùy chỉnh. Khác với Arbitrum Orbit Chain, ZK Stack nhấn mạnh chủ quyền và khả năng tương tác: người dùng có thể hoàn toàn tùy chỉnh theo nhu cầu, các chuỗi xây bằng ZK Stack có thể đạt được khả năng tương tác không cần cầu nối (bridgeless interoperability). ZK Stack có thể dùng để xây cả Layer2 lẫn Layer3, đội ngũ chính thức không giới hạn, cũng không yêu cầu phải thanh toán trên zkSync. Xét theo điểm này, ZK Stack dường như trao nhiều chủ quyền hơn.
Là đội ngũ đầu tiên đề xuất khái niệm Layer3, StarkWare cũng đang tích cực nuôi dưỡng sự phát triển của Layer3 trong hệ sinh thái Starknet, Madara đang thử nghiệm phiên bản Stack công khai. Trong cuộc thi hackathon @PragmaOracle, một đội đã dùng Madara để phát hành thành công chuỗi ứng dụng trong vòng 24 giờ. Tuy nhiên, do Starknet sử dụng công nghệ bằng chứng zk-STARK độc đáo, độ trưởng thành công nghệ còn thấp, có thể cần thêm thời gian phát triển để hoàn thiện sản phẩm trước khi chính thức ra mắt công chúng Starknet Stack.
Hiện tại hệ sinh thái Layer3 vẫn ở giai đoạn sơ khai, nhưng cùng với việc các công cụ phát hành chuỗi tiện lợi từ các Layer2 lần lượt ra mắt, tin rằng sớm thôi sẽ có Layer3 vận hành chính thức. Khi cơ sở hạ tầng dần hoàn thiện, làm sao thu hút người dùng đã trở thành vấn đề được tất cả các chuỗi quan tâm nhất.
Layer3 đã đến, LayerX còn xa không?
Xét về nguyên lý kỹ thuật, Layer3 không thể đạt bước nhảy vọt về hiệu suất bằng cách đơn giản là xếp chồng thêm lớp. Tất nhiên, Layer3 có thể đạt được lợi thế nhất định nhờ tùy chỉnh hóa, nhưng sự đánh đổi về tính phổ quát sẽ khiến việc xếp chồng thêm lớp trở nên khó khăn. Dĩ nhiên, nếu muốn, việc xếp chồng phân tầng này có thể thực hiện vô hạn, nhưng đội nghiên cứu đầu tư LK Venture cho rằng hiện tại cách làm này không phục vụ được nhu cầu nào, đồng thời khiến độ phức tạp của hệ thống tăng theo cấp số nhân.
Điểm quan trọng nhất: dù mối liên hệ hệ sinh thái giữa Layer1–Layer2–Layer3 rất chặt chẽ (hệ sinh thái Ethereum), khả năng tương tác mạnh hơn nhiều so với các chuỗi dị cấu truyền thống (cross-chain rẻ hơn), nhưng chúng vẫn không thể kế thừa hoàn toàn hệ sinh thái lẫn nhau. Hợp đồng đã triển khai trên Arbitrum One không thể gọi trực tiếp trên Orbit Chain; thanh khoản của DEX trên zkSync không thể trực tiếp tập trung lên ZK Stack.
Tình hình hiện tại giống như một trung tâm thương mại đã được xây xong, ngày càng cao, nhưng rất ít tiểu thương và khách hàng. Dù tầng trệt đông nghịt người (Ethereum), nhưng mọi người vẫn không muốn lên các tầng cao để tiêu dùng, vì số lượng tiểu thương ở tầng cao ít hơn nhiều so với tầng dưới.
Vì vậy, đội nghiên cứu đầu tư LK Venture cho rằng, trước khi công nghệ blockchain đạt được ứng dụng quy mô lớn, Layer3 khó có thể thu hút lượng người dùng cao. Còn Layer4, Layer5… LayerN, ngay cả khi có một vài ứng dụng có nhu cầu đặc biệt, tin rằng họ cũng sẽ không còn quảng bá dưới danh nghĩa "LayerN" nữa.
Cổ ngữ có câu: Đạo sinh nhất, nhất sinh nhị, nhị sinh tam, tam sinh vạn vật. Liệu câu chuyện mở rộng quy mô của Ethereum sẽ kết thúc tại Layer3? Có lẽ vẫn cần thời gian để kiểm chứng.
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
LK Venture
