Tổng quan về hệ sinh thái Blockchain Tích hợp

Mở rộng mạng lưới luôn là một vấn đề quan trọng được các nhà phát triển quan tâm. Trong quá trình phát triển blockchain, đã có nhiều giải pháp được đưa ra, nhưng dường như chưa có giải pháp nào vượt qua được ba thách thức huyền thoại: tính phi tập trung, khả năng mở rộng và tính bảo mật.

Blockchain tích hợp là giải pháp chia nhỏ công việc của mạng lưới thành các phần nhỏ, sau đó sử dụng các blockchain khác nhau để thực hiện các công việc dựa trên ưu điểm của từng phần. Giải pháp này đang phát triển mạnh mẽ và được kỳ vọng sẽ là thế hệ tiếp theo của blockchain.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về blockchain tích hợp, cấu trúc, phân loại và các dự án nổi bật trong từng nhóm chức năng.

Modular Blockchain là gì?

Modular blockchain là phương pháp chia nhỏ công việc của mạng lưới blockchain thành các phần nhỏ, sau đó sử dụng các blockchain hoặc thực thể off-chain khác nhau để thực hiện công việc theo ưu điểm của từng phần.

Để hiểu rõ hơn, hãy khám phá kiến trúc mạng lưới blockchain theo các nhóm công việc.

Kiến trúc của Blockchain

Kiến trúc chuẩn của một mạng lưới blockchain bao gồm 4 lớp chính: Execution (thực thi), Settlement (giải quyết), Consensus (đồng thuận) và Data Availability (khả dụng dữ liệu). Các lớp này hoạt động cùng nhau để đảm bảo các giao dịch diễn ra đúng theo kế hoạch.

Thực thi

Đây là bước xử lý các giao dịch và đưa ra kết quả theo quy luật đã được thiết lập từ trước. Quá trình này gây ra các thay đổi trong trạng thái của mạng lưới blockchain, trạng thái mới này sau đó sẽ được xử lý tiếp bởi các lớp khác trước khi hoàn thành và trở thành phần không thể thay đổi trong lịch sử.

Ví dụ, trong bóng đá, mỗi quốc gia có các quy định riêng, nhưng khi hai đội thi đấu, họ phải tuân thủ những nguyên tắc chung, tương tự như các điều khoản trong smart contract của blockchain. Và lớp Thực thi sẽ đảm bảo trận đấu diễn ra đúng quy luật đã được thiết lập.

Giải quyết

Lớp Giải quyết xác minh tính hợp lệ và giải quyết các tranh chấp trong quá trình vận hành mạng lưới. Nó tương đương với vai trò của trọng tài trong trận đấu bóng, xác định xem một bàn thắng có hợp lệ hay không dựa trên bằng chứng có sẵn.

Đồng thuận

Lớp Đồng thuận chịu trách nhiệm thống nhất về một sự thật duy nhất hoặc một trạng thái cuối cùng duy nhất của mạng lưới. Nó được thực hiện thông qua các thuật toán như Proof of Work, Proof of Stake, hay Proof of History... Khi quá trình đồng thuận hoàn tất, trạng thái mới của mạng lưới được cập nhật.

Quay trở lại ví dụ về trận bóng, nếu kết quả là 1-0 và có nhiều trận bóng khác diễn ra cùng lúc, các kết quả này sẽ được tổng hợp và lưu trữ, nhưng cần đảm bảo tính chính xác để tránh thông tin không đồng nhất, đặc biệt là trong các giao dịch liên quan tới nhau.

Lớp Đồng thuận gồm nhiều người tham gia xác nhận một kết quả duy nhất và chính xác. Kết quả này sau đó được chấp nhận và lưu trữ vĩnh viễn trong sổ ghi chép. Nếu có sai sót, sổ ghi chép sẽ được đồng bộ hóa trước khi tiến vào block mới.

Khả dụng Dữ liệu

Tính khả dụng của dữ liệu liên quan đến việc dữ liệu có sẵn và dễ truy cập trên toàn bộ chuỗi. Việc dữ liệu luôn sẵn sàng cho mọi người truy cập và sử dụng là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng đến việc xác định giao dịch là đúng hay sai.

Khả dụng Dữ liệu như bản ghi của trận bóng trong ví dụ trên, được công khai rộng rãi để mọi người có thể xem thông tin về trận đấu. Nếu không có bản ghi này, sẽ dễ xảy ra tranh cãi về kết quả của trận đấu.

Thêm vào vấn đề Khả dụng Dữ liệu, khó khăn trong việc mở rộng blockchain chủ yếu đến từ lớp dữ liệu. Để đảm bảo giao dịch được xác minh đúng đắn, các node cần phải tải toàn bộ dữ liệu mạng lưới, điều này đặt ra nhiều thách thức về phần cứng và băng thông. Điều này có thể dẫn đến tình trạng chi phí, tốc độ giao dịch, và cản trở việc tham gia mạng lưới của các node nhỏ lẻ.

Ethereum đã lâu nhận thức được vấn đề này và đang tiến hành khắc phục từng bước tình trạng phức tạp của dữ liệu. Có hai giải pháp đã được đề xuất như sau:

• Mẫu thử Data availability (DAS): Mỗi node chỉ cần tải mẩu dữ liệu nhỏ và sử dụng thuật toán để kiểm tra tính chính xác của dữ liệu.

• Các ủy ban khả dụng dữ liệu (DACs): Dữ liệu được cung cấp hoặc xác thực bởi các tổ chức đáng tin cậy lưu trữ ngoài chuỗi gốc.

Bên cạnh đó, trong phiên bản The Purge, dữ liệu lịch sử giao dịch cũng sẽ được giới hạn 1 năm đối với các Node, chỉ khi có yêu cầu thì mới được tải toàn bộ dữ liệu.

Khi đã hiểu rõ các lớp của blockchain và chức năng của chúng, bạn sẽ dễ dàng nhận biết Monolithic Blockchain và Modular Blockchain. Với Monolithic Blockchain, nó tự thực hiện tất cả công việc bên trong mạng lưới. Trong khi Modular Blockchain, công việc được phân chia và giao cho nhiều bên xử lý. 

Một ví dụ điển hình giúp bạn hiểu rõ hơn là dự án Eclipse, nơi sử dụng SVM (Solana Virtual Machine) cho lớp thực thi (Execution), Settlement layer được Ethereum đảm nhận, sử dụng Celestia cho DA và Consensus vẫn được xử lý bởi Layer-1 Ethereum.

Có thể bạn vẫn còn mới lạ với khái niệm Modular Blockchain, nhưng thực tế, tất cả Layer 2 Rollup đều là Modular Blockchain vì chúng đã tách lớp thực thi ra khỏi mạng lưới gốc để xử lý riêng thành một module.

Việc module hoá blockchain tạo ra sự chuyên môn hóa cho các lớp, từ đó tăng tốc độ giao dịch và khả năng mở rộng. Đồng thời, module hoá cũng giúp các nhà phát triển triển khai blockchain mới nhanh chóng hơn. Tuy nhiên, việc chia cắt nhiệm vụ và thực thi ở nhiều nơi khác nhau có thể khiến mạng lưới phụ thuộc vào các bên đó, và niềm tin vào tính bảo mật cũng cần được đặt vào nhiều nơi.

Phân loại Modular Blockchain

Dựa trên mức độ module hoá, Modular Blockchain được phân thành các loại sau:

Rollup Thường

Đây là loại phổ biến nhất và thường gặp nhất trong quá khứ, lớp thực thi được tách ra thành các chuỗi riêng biệt, chúng thực hiện các tính toán và sau đó gửi dữ liệu về blockchain layer 1 để xác thực và lưu trữ.

Các blockchain đáng chú ý của loại này bao gồm Arbitrum, Optimism, zkSync, Starknet.

Rollup Chủ Quyền

Rollup Chủ quyền hoặc tự chủ là một mô hình blockchain sử dụng một blockchain khác để đồng thuận và lưu trữ dữ liệu giao dịch, trong khi đồng thời tự thực thi và xác thực các giao dịch.

Giao dịch trong mô hình này phụ thuộc hoàn toàn vào rollup blockchain để đảm bảo tính đúng đắn, vì DA Blockchain chỉ đảm nhận khả dụng dữ liệu và xác minh theo cơ chế đồng thuận mà không kiểm tra tính hợp lệ. Ví dụ về dự án trong nhóm này là Sovereign.

Rollup Thanh Toán

Rollup Thanh Toán có điểm khác biệt với Sovereign Rollup khi tiếp tục tách nhỏ các module hơn. Lớp thực thi do rollup blockchain đảm nhận, lớp Thanh Toán do một blockchain khác đảm nhận, và cuối cùng lớp Đồng Thuận và DA do một blockchain khác đảm nhận.

Phân tách nhỏ các lớp tăng tính linh hoạt và tận dụng thế mạnh riêng của từng blockchain tại mỗi lớp, nhưng cũng tăng sự phụ thuộc về bảo mật và tính phi tập trung của hệ thống. Kết hợp nhiều blockchain để vận hành đồng bộ đặt ra nhiều thách thức công nghệ.

Dự án tiêu biểu trong nhóm này là Eclipse như đã giới thiệu, sử dụng SVM (Solana Virtual Machine) cho lớp thực thi, Thanh Toán và Đồng Thuận do Ethereum đảm nhận, và sử dụng Celestia cho DA.

Validium

Validium là một biến thể tiếp theo của modular blockchain, gần tương tự Regular Rollup nhưng lớp DA được tách riêng và lưu trữ off-chain chứ không nằm trên blockchain gốc. Điều này giúp giảm chi phí và tăng khả năng mở rộng, tuy nhiên, tính bảo mật phụ thuộc hoàn toàn vào đơn vị lưu trữ.

Hệ sinh thái Modular Blockchain và các dự án nổi bật

Nhóm thực thi (Execution)

Ngoài các Layer 2 Rollup như Arbitrum, Optimism, zkSync, Starknet, Scroll, Linea, Polygon, còn có các dự án mới như Berachain, Taiko, Manta, Fuel, Sovereign.

Berachain

Berachain là blockchain Layer 1 dựa trên Cosmos SDK tương thích với EVM, sử dụng Proof of Liquidity để ngăn chặn Sybil Attack. Dự án đã huy động thành công 42 triệu USD từ vòng gọi vốn Series A.

Fuel Network

Fuel là dự án modular có thể thực thi, giải quyết hoặc hoạt động như một monolithic blockchain.

Fuel sử dụng mô hình UTXO để lưu trữ giao dịch và xây dựng hệ thống xử lý giao dịch có tên FuelVM dựa trên ngôn ngữ lập trình Sway Language.

Nhóm xử lý

Dymension

Dymension được thiết kế theo mô hình modular dựa trên bộ công cụ Cosmos SDK, cho phép xây dựng nhiều ứng dụng phía trên với các mục đích cụ thể gọi là RollApp.

Eclipse

Dự án Eclipse kết nối thế mạnh của nhiều blockchain vào từng module. Solana với tốc độ giao dịch cao, SVM làm lớp thực thi. Ethereum đảm nhận Settlement cho tính bảo mật và phi tập trung, và Celestia sử dụng DA để giảm chi phí lưu trữ.

Sovereign

Sovereign giúp kết nối nhiều rollup chain với nhau, tạo Internet of Rollups có khả năng thực hiện mọi chức năng của blockchain với quy mô lớn hơn và chi phí thấp hơn.

Các dự án khác

Ethereum, Solana, Saga, LayerN, Argus, Berachain, Fuel, Neutron

Nhóm đồng thuận và khả dụng dữ liệu

Celestia

Celestia là blockchain tiên phong trong mảng modular, giúp cung cấp đồng thuận và khả dụng dữ liệu cho các blockchain khác với chi phí tiết kiệm và tốc độ cao.

Avail

Avail cung cấp Consensus và DA cho các dự án modular, đồng thời phát triển Data Attestation Bridge để kết nối dữ liệu từ Layer 2 với Layer 1 thông qua một layer ngoài chuỗi.

EigenDA

EigenDA là lớp Data Availability cho các dự án khác, được bảo mật gián tiếp với Ethererum thông qua EigenLayer.

Các dự án khác

Near DA, zkPorter, Ethereum, Bitcoin

Nhóm trình sắp xếp thứ tự (Sequencer)

Sequencer là thực thể tổng hợp, sắp xếp thứ tự giao dịch trước khi đưa đi tạo bằng chứng và gửi xuống layer gốc để xác thực, có thể được vận hành bởi đội ngũ dự án hoặc bên thứ ba.

Espresso, Astria, Fairblock, Radius, Madara

Nhóm xác minh (Proving)

Nhóm tạo bằng chứng xác minh giao dịch nằm trong lớp thực thi.

Risc Zero, Axiom, Marlin, Blockless.

Nhóm framework rollup

Nhóm công cụ xây dựng modular blockchain.

OP Stack, Arbitrum Orbit, Polygon SDK, ZK Stack, Starknet Stack, Sovereign, Stackr, Cartesi, Rollkit, Argus.

Nhóm công cụ Rollup as a Services (RaaS) giúp tạo rollup layer nhanh chóng: Eclipse, Dymension, Saga, Caldera, Conduit, Vistara, Snapchain.

Lời kết

Trong thời điểm hiện tại, nhu cầu về tốc độ và chi phí giao dịch trong Web3 tăng lên đáng kể. Mở rộng mạng lưới là bước cần thiết để đạt được sự đồng thuận hàng loạt trên quy mô lớn.

Modular Blockchain là giải pháp tiềm năng, nhưng việc cần thêm thời gian để nâng cao tính bảo mật và ổn định trong hoạt động.

Hy vọng thông tin trên đã giúp bạn hiểu rõ hơn về tiềm năng của Modular Blockchain.

Kudō