Khi nhắc đến các lớp của Blockchain, có hai cách để hiểu về khái niệm này.

Cách đầu tiên là về các lớp kiến trúc Blockchain, bao gồm năm lớp:

Lớp phần cứng, lớp dữ liệu, lớp mạng, lớp đồng thuận và lớp ứng dụng.

Cấu tạo kiến trúc 5 lớp của Blockchain.
Cấu tạo kiến trúc 5 lớp của Blockchain.

Cách thứ hai là sự phân chia của mạng Blockchain dựa trên giao thức.

Giao thức đề cập đến tập hợp các quy tắc chi phối một mạng.

Giao thức Blockchain được tạo thành bốn lớp - Lớp 0, Lớp 1, Lớp 2 và Lớp 3.

Nếu xét Layer của Blockchain theo giao thức thì có 4 lớp từ 0-3.
Nếu xét Layer của Blockchain theo giao thức thì có 4 lớp từ 0-3.

Bài viết này tìm hiểu sâu hơn về công nghệ Blockchain theo cả hai cách.

1. Cấu tạo kiến trúc của Blockchain

Lớp phần cứng - Khung sườn của công nghệ

Lớp đầu tiên của Blockchain bao gồm phần cứng tương tự như các kết nối mạng, các máy tính trong mạng và máy chủ dữ liệu.

Dữ liệu bên trong Blockchain được lưu trữ bởi các máy chủ và các máy tính trên mạng Blockchain có thể chia sẻ dữ liệu này với nhau.

Điều này dẫn đến việc tạo ra một mạng P2P (Peer to Peer) nơi thông tin được xác nhận bởi các nút riêng lẻ (hoặc máy tính) trên mạng.

Lớp dữ liệu - Các nội dung chứa đựng trong Blockchain

Lớp thứ hai của ngôi nhà này là lớp dữ liệu, nơi quản lý thông tin được lưu trữ trên mạng.

Lớp này được tạo thành từ các khối thông tin với mỗi khối được kết nối với lớp trước đó.

Khối duy nhất không được liên kết trở lại với khối khác là khối Genesis (khối đầu tiên trong mạng).

Mỗi giao dịch được viết trên các khối này được bảo vệ thông qua khóa cá nhân và khóa công khai.

Blockchain cho phép truyền tải dữ liệu một cách an toàn dựa trên hệ thống mã hóa vô cùng phức tạp.
Blockchain cho phép truyền tải dữ liệu một cách an toàn dựa trên hệ thống mã hóa vô cùng phức tạp.

Khóa cá nhân là một chữ ký điện tử chỉ được chủ sở hữu biết để ủy quyền giao dịch còn khóa công khai được sử dụng để xác minh ai đã ký giao dịch.

Nói một cách đơn giản, nếu ai đó gửi cho bạn một số tiền điện tử, họ sẽ cần biết khóa công khai của bạn.

Để nhận được tiền điện tử, bạn phải sử dụng khóa cá nhân của mình để xác minh giao dịch và chứng minh quyền sở hữu đối với ví Blockchain của bạn.

Lớp mạng - Liên kết giữa hai khối trong chuỗi

Lớp mạng, thường được gọi là lớp P2P, chịu trách nhiệm giao tiếp giữa các nút.

Các giao dịch của Blockchain được thực hiện bởi các nút.

Lớp P2P này đảm bảo rằng các nút có thể tìm thấy nhau, tương tác, và đồng bộ hóa để giữ cho mạng Blockchain ở trạng thái hoạt động.

Với mạng P2P, các nút được phân phối và chia sẻ khối lượng công việc của mạng để đạt được mục đích chung.

Cũng trong lớp này, các khối được tạo và thêm vào Blockchain, do đó lớp này còn được gọi là lớp lan truyền.

Lớp đồng thuận - lớp quan trọng và cần thiết nhất trong bất kỳ chuỗi khối nào

Lớp này đảm bảo rằng các quy tắc được thực thi một cách hiệu quả để duy trì tính đồng nhất trong mạng.

Một nút không thể chỉ thêm một giao dịch vào Blockchain.

Bất kỳ Blockchain nào cũng đều có lớp đồng thuận.
Bất kỳ Blockchain nào cũng đều có lớp đồng thuận.

Để làm như vậy, tất cả các nút trong mạng cần phải đồng ý về nó.

Mức độ xác minh này làm giảm nguy cơ giao dịch gian lận được thêm vào Blockchain.

Lớp ứng dụng - đa dạng mục đích sử dụng Blockchain

Lớp này tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng Blockchain với nhiều mục đích khác nhau.

Nó được tạo thành từ các hợp đồng thông minh và các ứng dụng phi tập trung (DApps).

Lớp này hoạt động như giao diện của Blockchain và về cơ bản là những gì người dùng thường gặp phải khi hoạt động trong một mạng Blockchain.

2. Các lớp giao thức Blockchain

Layer 0 - Nền tảng của các Layer khác

Layer 0 là lớp nền, bao gồm phần cứng và phần mềm xây dựng xương sống của hệ sinh thái Blockchain.

Nó được tạo nên từ các giao thức, kết nối, phần cứng, công cụ khai thác... tạo thành nền tảng của hệ sinh thái Blockchain.

Layer 0 cũng hỗ trợ khả năng tương tác chuỗi chéo, cho phép các Blockchains giao tiếp với nhau.

Nó cung cấp một xương sống quan trọng để giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng trong các lớp tiếp theo.

Layer 0 thường sử dụng token gốc cung cấp quyền truy cập để tham gia và phát triển.

Layer này có thể được coi là "Internet của các Blockchain".

Ví dụ về Layer 0 là Polkadot, Avalanche, Cardano và Cosmos

Các Blockchain Layer 0.
Các Blockchain Layer 0.

Layer 1 - Các Blockchain cơ sở

Layer 1 Blockchain dùng để chỉ chuỗi chính của Blockchain được hiểu đơn giản là kiến trúc Blockchain ban đầu.

Bitcoin, Ethereum và Binance Smart Chain là những ví dụ về Layer 1.

Lớp này của giao thức đảm bảo tính bảo mật của Blockchain với các cơ chế đồng thuận khác nhau, như bằng chứng công việc và bằng chứng cổ phần là một phần của lớp này.

Nói cách khác, một giao thức là Layer 1 khi nó xử lý và hoàn thiện các giao dịch trên Blockchain của chính nó.

Nó cũng có Token gốc của riêng mình, được sử dụng để thanh toán phí giao dịch.

Bitcoin, một trong những đồng tiền ảo phổ biến nhất là Blockchain Layer 1.
Bitcoin, một trong những đồng tiền ảo phổ biến nhất là Blockchain Layer 1.

Một vấn đề phổ biến với mạng Layer 1 là chúng không có khả năng mở rộng quy mô.

Bitcoin và các Blockchain lớn khác đã phải vật lộn để xử lý các giao dịch trong thời điểm nhu cầu gia tăng.

Bitcoin sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW) và cơ chế này đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán.

Trong khi PoW đảm bảo tính phi tập trung và bảo mật, mạng PoW cũng có xu hướng chậm lại khi khối lượng giao dịch quá cao.

Điều này làm tăng thời gian xác nhận giao dịch và làm cho phí đắt hơn.

Vì vậy, các nhà phát triển đã đưa ra giải pháp tạo ra các giao thức Layer 2 dựa trên mạng Layer 1 để bảo mật và đồng thuận.

Layer 2 - Bản nâng cấp của Layer 1

Khi một Blockchain phát triển, số lượng giao dịch được thực hiện trên nó sẽ tăng lên.

Để hỗ trợ số lượng giao dịch tăng lên, các giải pháp Layer 2 có khả năng xử lý tải tăng lên được tạo ra.

Điểm chung của các Layer 2 là được xây dựng trên Layer 1 qua đó kế thừa tính bảo mật và tính sẵn sàng dữ liệu từ Layer 1.

Layer 2 có khả năng xử lý nhiều giao dịch hơn, chi phí thấp và tốc độ xác nhận giao dịch nhanh hơn.

Hiện tại Blockchain có nhiều Layer 2 nhất là Ethereum với khoảng 20 dự án khác nhau.

Các giải pháp Layer 2 của Ethereum.
Các giải pháp Layer 2 của Ethereum.

Layer 2 cải thiện thông lượng, phí gas, bảo mật, khả năng mở rộng và chức năng.

Nhưng thực tế mỗi giải pháp riêng lẻ đều có những ưu và nhược điểm riêng.

Hay nói cách khác không có Layer 2 duy nhất nào hiện đáp ứng tất cả những nhu cầu này.

Layer 3 - Các ứng dụng thực tiễn

Layer 3 là lớp cuối cùng có thể nhìn thấy bằng mắt.

Hiểu một cách đơn giản, đây là giao diện mà người dùng làm việc trên đó.

Layer 3 không chỉ cung cấp giao diện người dùng mà còn cung cấp tiện ích ở dạng khả năng hoạt động nội bộ và liên chuỗi.

Layer 3 có thể hiểu là giao diện làm việc Blockchain.
Layer 3 có thể hiểu là giao diện làm việc Blockchain.

Chẳng hạn như thông qua các sàn giao dịch phi tập trung, các ứng dụng cung cấp thanh khoản và đặt cược.

Layer 3 thường được gọi là các ứng dụng phi tập trung (DApps) cung cấp các ứng dụng trong thế giới thực cho công nghệ Blockchain.

Các lớp kiến trúc của Blockchain giúp mạng luôn hoạt động còn các lớp giao thức tập trung vào việc cải thiện tiện ích của Blockchain.

Nắm bắt được các Layer của Blockchain giúp các lập trình viên tạo ra nhiều ứng dụng ngày càng hoàn thiện công nghệ này.