Tổng quan

Layer 2 luôn là từ khóa nổi bật trong khoảng 1 năm trở lại đây. Nó không chỉ xuất hiện trên Ethereum mà còn đang dần “xâm chiếm” sang các blockchain khác như BNB chain, Polygon, … giúp cho những mạng lưới này trở nên nhanh hơn, rẻ hơn, cùng khả năng mở rộng mạnh mẽ. Thậm chí, theo một số quan điểm mới, Layer 2 chính là chìa khóa cho bài toán nan giải “Blockchain Trilemma”.  

Nhưng thực tế có phải như vậy? Liệu Layer 2 có giải quyết được tam đề bất khả thi của blockchain? Những vấn đề còn tồn đọng là gì và đâu là hướng giải quyết? Hãy cùng GFI đào sâu hơn về mô hình của Ethereum Layer 2 trong bài viết này nhé!

Tại sao Ethereum cần Layer 2?

Trước khi tìm hiểu về các vấn đề Ethereum Layer 2, bạn hãy nhìn lại quá trình mở rộng của Ethereum qua một loạt Q&A sau:  

1) Ethereum có thể tự mở rộng hay không?  

Có. Về cơ bản, Ethereum có thể tự mở rộng số lượng giao dịch/ giây của mình, thông qua việc mở rộng giới hạn block (hiện tại là 30M gas) 

2) Tại sao Ethereum không tự mở rộng?  

Để đóng được block, các validator phải thực hiện 3 nhiệm vụ giống nhau (tính toán, lưu trữ, đồng thuận giao dịch). Nếu khối lượng block tăng lên quá cao, thì mạng lưới sẽ mất rất nhiều thời gian để thực hiện và đồng bộ, gây ra một số hệ quả như: tăng thời gian đóng block, tăng yêu cầu phần cứng với validator, giảm tính phi tập trung,… 

3) Ethereum đang làm gì để cải thiện khả năng mở rộng?  

Chuyển đổi Ethereum từ monolithic blockchain sang modular blockchain với 3 lớp riêng biệt là consensus layer (đồng thuận), data availability layer (lưu trữ) và execution layer (tính toán). Qua đó có thể chuyên môn hóa công việc của validator, và thậm chí là đẩy bớt một số công việc sang bên thứ ba khác (vd Layer 2).  

—–> Xem thêm: Modular blockchain là gì? Tại sao chúng ta cần Mô-đun hóa blockchain.  

Trong 3 công việc kể trên, Layer 2 chính là lớp hỗ trợ tính toán của Ethereum (execition layer), với các blockchain “con” điển hình như Arbitrum, Optimism, Zksync, và Starknet,… Hằng ngày, chúng là sẽ xử lý hàng nghìn giao dịch trước khi “đóng gói” và gửi “bằng chứng” về Ethereum.  

Nói là “hỗ trợ” bởi lẽ các công việc còn lại như lưu trữ dữ liệu và xác thực (đồng thuận) vẫn được validator trên Ethereum đảm nhiệm, qua đó kế thừa được tính bảo mật của mạng lưới này. Tuy nhiên, chừng đó là đủ để mở rộng Ethereum đến hơn 4 lần (thậm chí là hàng chục, hàng trăm lần nếu Layer 2 được hoạt động hết công sức), cùng lượng người dùng hoạt động vô cùng lớn.  

—–> Xem thêm: Sự hình thành và phát triển của Ethereum Layer 2 

Những vấn đề còn tồn đọng của Ethereum Layer 2

Dù Layer 2 rất hiệu quả cho đến thời điểm hiện tại, nhưng khi mở rộng bằng phương pháp này, cái giá mà Ethereum phải trả cũng không hề nhỏ.

Giảm tính phi tập trung và tính minh bạch

Layer 2 không sử dụng validator trên Ethereum mà sử dụng chính đội ngũ của mình, bao gồm sequencer (người sắp xếp) và prover (người tạo bằng chứng), cho nhiệm vụ tính toán giao dịch. Mặc dù điều này có thể đẩy nhanh tốc độ công việc, giúp giao dịch được thực hiện trong thoáng chốc (vì không cần đồng thuận); nhưng nó cũng có thể gây hại cho người dùng nếu Sequencer trở nên tham lam và không công bằng trong việc sắp xếp giao dịch.  

Ví dụ: Sequencer thấy một lệnh mua lớn, nên quyết định chèn giao dịch đó vào block sau và đẩy một giao dịch mua khác của mình vào block hiện tại. Sau đó, họ ngay lập tức bán ra để hưởng phần lợi nhuận chênh lệch giá. 

Rủi ro sụp đổ hệ thống 

Tài sản người dùng trên Layer 2 thực tế không ở trên Layer 2, mà chỉ là “ánh xạ” từ một smart contract trên Ethereum. Nếu smart contract này bị đội ngũ vận hành gây hại (vd rug pool) hoặc bị hacker tấn công, rất có thể người dùng sẽ mất tất cả và tạo ra cơn sóng khủng hoảng niềm tin trên toàn bộ hệ thống Layer 2.  

Điều đó đã được chứng minh qua bài học wrapped token (có cùng cơ chế tương tự) và sidechain:  

• Cuối tháng 11/2022, Alameda – nhà tạo lập cho soBTC và soETH (wrapped token của BTC và ETH trên mạng Solana) – tuyên bố phá sản. Ngay lập tức, soBTC và soETH mất peg, và chỉ được giao dịch bằng 1/10 so với giá trị trị thực cho đến hiện tại.  
• Ngày 7/7/2023, cầu nối Multichain bị hack 125 triệu đô, trong đó tới 120 triệu đô đến từ smart contract “Fantom bridge”. Sau đó, stablecoin, ETH, BTC trên Fantom bị mất peg và chỉ giao dịch ở các mức giá lần lượt là $0,4; $680; $8180, tương đương khoảng 1/3 so với thị trường chung.  

Phân mảnh thanh khoản 

Thanh khoản trên Layer 2 rất phân mảnh, bạn có thể thấy rằng bên cạnh các dự án native, được đội ngũ Layer 2 hỗ trợ từ giai đoạn đầu, những sản phẩm lớn khác đều là bản rep 1:1 từ Ethereum, điển hình như Uniswap, AAVE, Curve, …  

Thậm chí Layer 2 còn hoạt động như một thực thể độc lập, khiến cho các giao thức đó phải xây dựng những phiên bản riêng biệt trên từng blockchain, làm cho độ sâu thanh khoản trong từng “phiên bản” không được tối ưu và không “liên quan đến nhau”.  

Ví dụ như pool của Curve trên Ethereum là 10 tỷ đô, nhưng sau khi Layer 2 phát triển, pool của Curve bị phân thành: Etherem (6 tỷ đô), Arbitrum (2 tỷ đô), Optimism (1 tỷ đô)… 

Từ đó dẫn đến các hệ quả như:    

• Tăng khả năng trượt giá, giảm trải nghiệm người dùng.  
• Dòng tiền lớn (cá voi, cá mập) gặp khó khăn trong việc thực hiện giao dịch.   
• Làm giảm khả năng cạnh tranh của chính Layer 2 Ethereum. 

Giới hạn nằm ở Beacon chain 

 Sau khi Layer 2 tính toán, các giao dịch vẫn được gửi về Beacon chain của Ethereum để lưu trữ và xác minh. Tức là sẽ có một giới hạn nào đó cho phương thức mở rộng này nếu Beacon chain không “tự thân vận động”. 

Đến đây, có thể kết luận rằng, Ethereum đã “tạm thời” hy sinh tính phi tập trung và thanh khoản tập trung để đổi lấy khả năng mở rộng lớn.   

Biện pháp khắc phục  

Để có thể hoàn toàn phá bỏ lời nguyền “tam đề bất khả thi”, Ethereum cần phải khắc phục được những nhược điểm trên thông qua nhiều biện pháp như sau:  

Nâng cao độ an toàn của hệ thống Layer 2 

Theo danh nghĩa, Layer 2 kế thừa được tính bảo mật của Ethereum khi gửi dữ liệu giao dịch về cho mạng lưới này lưu trữ và xác minh. Nhưng thực tế nếu smart contract lưu trữ tài sản của Layer 2 bị chính đội ngũ tấn công, việc sụp đổ hệ thống là điều không thể tránh khỏi. Để phòng ngừa điều này, các Layer 2 cần tạo dựng một DAO cho phép quản lý smart contract trên Ethereum, mà hiện tại, chưa một mạng lưới nào thực hiện (vì muốn duy trì tính tập trung và quyền quyết định trong giai đoạn xây dựng cơ sở hạ tầng). 

Tuy nhiên để ngăn chặn rủi ro khác (như “sự sụp đổ bất ngờ của các thành phần vận hành nền tảng”) là hoàn toàn khả thi, bằng cách cho phép người dùng tự rút tài sản thông qua self-propose, forced transactions hoặc escape hatch.  

• Self – propose: bất kì ai cũng có thể thay thế vị trí proposer – người gửi dữ liệu tài sản trên L2 về L1 – nếu họ ngưng hoạt động trong vòng 7 ngày. 
• Forced transactions: yêu cầu người dùng phải thực hiện thao táo “unlock” tài sản trước khi rút khỏi L1. Điều này có thể ngăn chặn các đối tượng không trung thực lấy cắp tài sản của người dùng và đóng băng nó cho đến khi chủ nhân thực sự cung cấp bằng chứng nguồn tiền.
• Escape hatch: người dùng có thể tự gửi một bằng chứng Markle Tree về Layer 1 để rút tài sản thông qua đối chiếu với “proof” được L2 gửi về trước đó.  

Trong các Generalized Layer 2 phổ biến, mới chỉ có Arbitrum áp dụng cơ chế này.  

Gia tăng tính phi tập trung  

Tính phi tập trung là giá trị cốt lõi của Ethereum, tuy nhiên, Layer 2 lại đang đi ngược với tiêu chí đó. Để giải quyết hệ quả này, nhiều dự án đã giới thiệu 2 xu hướng tiềm năng là Shared Sequencer và Re-staking.  

• Shared Sequencer: một mạng lưới Sequencer phi tập trung và cho phép nhiều Layer 2 cùng chia sẻ. Nó cung cấp khả năng chống kiểm duyệt, chống MEV bot, xác nhận khối nhanh, giao dịch chéo chuỗi, nâng cao tính phi tập trung… cho các Layer 2 trong hệ thống. Đặc biệt là, bất kì ai cũng có thể tham gia. 

—–> Xem thêm: Shared Sequencer là gì?  

• Re-staking: giải pháp cho phép validator trên Ethereum sử dụng lại ETH đã stake để stake tiếp vào nhiều giao thức khác nhằm nâng cao tính bảo mật và phi tập trung cho giao thức đó. Tính ứng dụng của nó có thể mở rộng trong nhiều lĩnh vực như: Layer 2 Governance, Shared Sequencer, Data Availability, Bridge, Oracle… 

—–> Xem thêm: EigenLayer – “sói đầu đàn” trong xu hướng re-staking 

Giải quyết sự phân mảnh  

Sự phân mảnh là điểm nhức nhối lớn nhất của Layer 2 khi ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm người dùng trên mạng lưới. Cảm giác phải “bridge qua, bridge lại”, cảm giác phải “chuyển mạng lưới” khi thậm chí là sử dụng cùng 1 sản phẩm có thể khiến họ khó chịu, tốn nhiều chi phí gas và thời gian.  

Ở thời điểm hiện tại, Ethereum và Layer 2 không có cơ sở hạ tầng để giải quyết thỏa đáng bài toán này mà phải phụ thuộc vào một bên thứ 3 như Layer Zero (công nghệ omni-chain) và Chainlink (công nghệ CCIP). Tuy nhiên, những công nghệ này cũng chưa thực sự toàn vẹn:  

• Vẫn tồn tại cảm giác phải “chuyển mạng”, nó chỉ xử lý việc truyền tin nhắn chéo chuỗi, giúp người dùng giảm bớt được một số khâu trung gian.  Vd: người dùng có thể thế chấp tài sản trên Arbitrum và vay trên BNB chain (sử dụng Dapp Radiant), thay vì phải bridge từ Arbitrum sang BNB –> thế chấp trên BNB –> Vay trên BNB. 
• Không giải quyết được sự phân mảnh của thanh khoản.  

Dẫu vậy, không phải là không còn hy vọng. Bởi lẽ theo định hướng Superchain của Optimism (Layer 2 lớn thứ 2 trên Ethereum), các blockchain được xây dựng bằng OP Stack sẽ “không chỉ dừng lại ở việc liên kết với nhau mà còn cả các Dapps xây dựng trên chúng”. Nếu làm được điều này, Optimism có thể là đầu tàu cho quá trình thiết lập thanh khoản tập trung trên hệ thống Layer 2 (tạo cho người dùng cảm giác như chỉ đang hoạt động trên một blockchain).  

—–> Xem thêm: OP Stack cùng tham vọng Superchain   

Tiếp tục nâng cao khả năng mở rộng và chuyên môn hóa 

Như đã nói trước đó, giới hạn mở rộng của Layer 2 nằm ở Beacon chain, mà cụ thể là ở 2 thành phần:

• Gas tối đa (gas limit): phản ánh sự phức tạp trong tính toán.
• Dung lượng lưu trữ tối đa (capacity limit): phản ánh lượng dữ liệu được lưu trữ trong một block.

Vậy để tiếp tục mở rộng, Layer 2 cần cắt giảm đồng thời lượng gas và lượng dữ liệu nó gửi về Ethereum (do Ethereum không thể tự mở rộng). Hiện tại, để làm được điều này, Ethereum đã lên kế hoạch cho bản cập nhật lớn tiếp theo – Dencun upgrade – với EIP 4844 (proto-danksharding) là trọng tâm.  

Sau khi nâng cấp, sẽ tồn tại các blob (cho phép Layer 2 lưu trữ nhiều thông tin hơn, nhưng sẽ xóa trong vòng 14 ngày), và DAS (thu nhỏ kích thước dữ liệu lưu trữ vĩnh viễn trên Ethereum), đồng thời phí gas cho mỗi byte data cũng giảm mạnh từ 16 gas xuống chỉ còn 3 gas, từ đó gia tăng khả năng mở rộng của Layer 2 lên đến 100 lần.   

—–> Xem thêm: Ethereum Layer 2 – bài toán chi phí và mở rộng 

Tổng kết 

Như vậy, qua bài viết trên, chúng ta có thể thấy rằng Layer 2 còn khá nhiều nhược điểm, đặc biệt là về tính phi tập trung của mạng lưới và sự phân mảnh của thanh khoản. Mặc dù vẫn có tiềm năng để giải quyết, nhưng mọi thứ là khá chắp vá và chưa thực sự rõ ràng:  

• Liệu đây có phải một vòng lặp rắc rối giữa tính phi tập trung, bảo mật và khả năng mở rộng? 
• Liệu khi Ethereum Layer 2 trở nên phi tập trung, phí giao dịch và tốc độ có bị hạn chế? 
• Liệu các Layer 2 sẽ bắt tay nhau để cùng giải quyết vấn đề thanh khoản tập trung? Hay sẽ có một “ông lớn” đứng lên thống nhất tất cả? 

Có lẽ chúng ta cần phải đợi thêm một thời gian dài nữa để nhận được câu trả lời cho những thắc mắc trên.