Modular Blockchain: Tương lai của Web3 – chia nhỏ execution, settlement và data availability

1. Đội ngũ sáng lập / công ty đứng sau:

• Khái niệm Modular Blockchain không có một đội ngũ sáng lập duy nhất mà là một sự phát triển của kiến trúc blockchain. Tuy nhiên, có nhiều dự án và công ty tiên phong trong lĩnh vực này:
• Ethereum Foundation và các nhà nghiên cứu Ethereum (đặc biệt là Vitalik Buterin) đã ủng hộ mạnh mẽ lộ trình “rollup-centric” hướng tới kiến trúc modular.
• Celestia Labs: Đội ngũ đứng sau Celestia, một blockchain chuyên về lớp sẵn có dữ liệu (Data Availability – DA). Đồng sáng lập bao gồm Mustafa Al-Bassam, Ismail Khoffi, John Adler, Nick White.
• Polygon Labs: Phát triển Polygon Avail, một giải pháp DA modular khác.
• EigenLabs: Đội ngũ đứng sau EigenLayer, cho phép “restaking” ETH để bảo mật các dịch vụ modular khác (AVS).
• Các dự án Rollup hàng đầu như Arbitrum, Optimism, zkSync, StarkWare là những ví dụ về các lớp thực thi (execution layers) trong kiến trúc modular.
• Dymension: Một blockchain modular tập trung vào việc tạo ra các RollApp.

2. Blockchain sử dụng / mô hình kiến trúc:

• Modular Blockchain là một mô hình kiến trúc tách biệt các chức năng cốt lõi của một blockchain thành các lớp chuyên biệt, thay vì xử lý tất cả trên một blockchain nguyên khối (monolithic). Các chức năng chính được phân tách bao gồm:
• Lớp thực thi (Execution Layer): Nơi các giao dịch được xử lý và trạng thái của blockchain được cập nhật. Ví dụ: Các rollup như Arbitrum, Optimism, zkSync, StarkNet.
• Lớp sẵn có dữ liệu (Data Availability Layer – DA): Đảm bảo rằng dữ liệu giao dịch đã được công bố và có thể được xác minh bởi tất cả mọi người. Ví dụ: Celestia, Polygon Avail, EigenDA, hoặc Ethereum L1 (sau nâng cấp EIP-4844/Danksharding).
• Lớp đồng thuận (Consensus Layer): Đảm bảo các giao dịch được sắp xếp theo một thứ tự nhất định và khối được thêm vào chuỗi. Ví dụ: Ethereum L1 Proof-of-Stake, các blockchain dựa trên Cosmos SDK.
• Lớp quyết toán (Settlement Layer): Cung cấp tính cuối cùng (finality) cho các giao dịch và cơ chế giải quyết tranh chấp (ví dụ: bằng chứng gian lận cho optimistic rollups). Ví dụ: Ethereum L1.
• Các mô hình phổ biến bao gồm việc các rollup sử dụng Ethereum làm lớp quyết toán và đồng thuận, đồng thời có thể sử dụng các lớp DA chuyên dụng (như Celestia) hoặc chính Ethereum L1 làm DA.

3. Lộ trình phát triển (Roadmap) & Đối tác:

• Lộ trình phát triển của Modular Blockchain đang tập trung vào việc hoàn thiện và tích hợp các lớp chuyên biệt:
• Phát triển và tối ưu hóa các lớp DA độc lập: Celestia, Polygon Avail, EigenDA đang tiếp tục cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng.
• Tích hợp sâu hơn giữa các lớp: Các Rollup đang tìm cách tích hợp hiệu quả với các lớp DA mới và các giải pháp bảo mật khác.
• Sự ra đời của các AVS (Actively Validated Services) trên EigenLayer: Mở rộng khả năng bảo mật được “thuê” từ Ethereum cho nhiều dịch vụ modular khác nhau.
• Các khung phát triển “Rollup-as-a-Service” và “App Chains”: Giúp các nhà phát triển dễ dàng triển khai blockchain chuyên dụng hoặc Rollup của riêng họ (ví dụ: OP Stack của Optimism, Polygon CDK, Cosmos SDK).
• Lộ trình “rollup-centric” của Ethereum hướng tới việc sử dụng các Rollup làm giải pháp mở rộng chính, với Ethereum L1 đóng vai trò là lớp quyết toán, đồng thuận và dần dần là DA.

Đối tác:

• Celestia: Hợp tác với nhiều dự án Rollup và blockchain như Arbitrum Orbit, Optimism OP Stack, Manta Network, Injective, Neutron, AltLayer.
• EigenLayer: Đã có nhiều AVS đăng ký như EigenDA, AltLayer, WitnessChain, Karak, v.v., và hợp tác với các nhà cung cấp dịch vụ restaking.
• Các Rollup như Arbitrum và Optimism: Hợp tác với vô số dự án DeFi, NFT và dApp trong hệ sinh thái Ethereum.

4. Số liệu minh chứng:

• Giá trị bị khóa (TVL) trong các giải pháp L2 trên Ethereum (là các lớp thực thi modular) đã đạt hàng chục tỷ đô la. Ví dụ: Arbitrum có TVL khoảng 18-20 tỷ USD, Optimism có TVL khoảng 7-8 tỷ USD (số liệu tháng 6/2024 theo DefiLlama), cho thấy sự thành công của kiến trúc thực thi modular.
• Celestia (TIA): Token TIA có vốn hóa thị trường đáng kể sau khi ra mắt mainnet. Hơn 100 dự án đang xây dựng hoặc tích hợp với Celestia, chứng minh sự chấp nhận của giải pháp DA modular.
• EigenLayer: Giá trị ETH được restake đã vượt qua hàng tỷ đô la, thể hiện sự tin tưởng vào mô hình bảo mật modular thông qua restaking.
• Sự gia tăng nhanh chóng của số lượng các dự án blockchain mới sử dụng các khung phát triển modular (như OP Stack, Polygon CDK, Cosmos SDK) để tạo ra các “app chains” hoặc “RollApps”.

5. Đánh giá cộng đồng & chuyên gia:

• Tích cực: Kiến trúc Modular Blockchain được nhiều chuyên gia và cộng đồng xem là tương lai của công nghệ blockchain, là giải pháp hiệu quả để giải quyết vấn đề bộ ba bất khả thi (scalability trilemma) của blockchain. Nó mang lại khả năng mở rộng vượt trội, tính linh hoạt và chuyên môn hóa cao, cho phép các blockchain tùy chỉnh theo mục đích sử dụng. Các nhà lãnh đạo tư tưởng như Vitalik Buterin là những người ủng hộ mạnh mẽ mô hình này.
• Thách thức và quan ngại: Việc quản lý nhiều lớp và sự tương tác giữa chúng làm tăng độ phức tạp của hệ thống. Có thể dẫn đến sự phân mảnh về thanh khoản và người dùng. Vấn đề tương tác (interoperability) an toàn và hiệu quả giữa các module khác nhau vẫn là một thách thức kỹ thuật lớn. Rủi ro bảo mật có thể phát sinh nếu một module gặp sự cố, đòi hỏi các cơ chế bảo mật mạnh mẽ và khả năng giám sát chặt chẽ.
• Mặc dù còn trong giai đoạn phát triển và đối mặt với nhiều thách thức, Modular Blockchain được đánh giá là một hướng đi tất yếu và đầy hứa hẹn, định hình lại cách các blockchain được xây dựng và mở rộng trong tương lai.

6. Tokenomics (nếu có token)

• Celestia (TIA):
  • Chức năng: TIA là token gốc của mạng Celestia. Nó được sử dụng để trả phí giao dịch (gas) trên lớp DA của Celestia, đặc biệt bởi các Rollup và chain muốn đăng dữ liệu lên Celestia. TIA cũng dùng để staking để bảo mật mạng lưới thông qua cơ chế Proof-of-Stake và tham gia quản trị.
  • Mô hình: Có tổng cung ban đầu và lạm phát theo thời gian, được thiết kế để khuyến khích những người stake và đóng góp vào an ninh mạng lưới.
• Dymension (DYM):
  • Chức năng: DYM là token gốc của Dymension, một blockchain đóng vai trò là lớp quyết toán và đồng thuận cho các “RollApps” (Rollups được xây dựng trên Dymension). DYM được dùng làm phí giao dịch trên Dymension, staking để bảo mật mạng và tham gia quản trị. Các RollApp cũng có thể sử dụng DYM làm token phí hoặc tích hợp vào tokenomics của riêng họ.
  • Mô hình: Tương tự TIA, có cơ chế thưởng cho staker và được sử dụng để khuyến khích sự phát triển của hệ sinh thái RollApp.
• EigenLayer (EIGEN):
  • Chức năng: EIGEN là token quản trị và staking của EigenLayer. Nó được sử dụng để bảo mật các AVS (Actively Validated Services) khác nhau trên EigenLayer thông qua cơ chế “restaking” ETH. Người giữ EIGEN có thể stake token của họ để cung cấp bảo mật bổ sung cho các AVS hoặc để trở thành operator. Phí dịch vụ từ các AVS có thể được trả bằng EIGEN hoặc các token khác.
  • Mô hình: Thúc đẩy nền kinh tế “restaking”, cho phép ETH đã stake được tái sử dụng để bảo mật nhiều dịch vụ khác, tạo ra lợi nhuận bổ sung nhưng cũng kèm rủi ro.

7. Điểm mạnh & Điểm yếu

Điểm mạnh:

• Khả năng mở rộng (Scalability): Tách biệt các chức năng cho phép mỗi lớp tối ưu hóa khả năng của mình, dẫn đến thông lượng giao dịch cao hơn và phí thấp hơn.
• Tính linh hoạt (Flexibility): Các nhà phát triển có thể tự do kết hợp các module khác nhau (ví dụ: một rollup có thể chọn Ethereum làm lớp quyết toán và Celestia làm lớp DA).
• Chuyên môn hóa (Specialization): Mỗi lớp có thể được xây dựng và tối ưu hóa cho một nhiệm vụ cụ thể (ví dụ: Celestia chuyên về DA, Arbitrum chuyên về thực thi).
• Dễ phát triển (Ease of Development): Với các khung phát triển như OP Stack, Polygon CDK, Cosmos SDK, việc triển khai các blockchain chuyên dụng trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn.
• Bảo mật tùy chỉnh: Các AVS trên EigenLayer cho phép các dịch vụ modular “thuê” bảo mật từ Ethereum, cung cấp một mức độ tin cậy cao.

Điểm yếu:

• Tăng độ phức tạp (Increased Complexity): Quản lý nhiều lớp và sự tương tác giữa chúng phức tạp hơn một blockchain nguyên khối. Việc theo dõi và khắc phục sự cố có thể khó khăn hơn.
• Phân mảnh (Fragmentation): Có thể dẫn đến sự phân mảnh về thanh khoản, người dùng và phát triển giữa các module và hệ sinh thái khác nhau.
• Thách thức về khả năng tương tác (Interoperability Challenges): Việc giao tiếp an toàn và hiệu quả giữa các module khác nhau là một thách thức kỹ thuật lớn và cần các cầu nối (bridges) hoặc giao thức tương tác phức tạp.
• Rủi ro bảo mật (Security Risks): Nếu một module bị lỗi hoặc bị tấn công, nó có thể ảnh hưởng đến các module phụ thuộc. Cần có cơ chế bảo mật mạnh mẽ cho từng lớp và các giao thức bảo mật chặt chẽ cho giao tiếp giữa chúng.
• Yêu cầu về cơ sở hạ tầng: Đòi hỏi các công cụ và cơ sở hạ tầng phức tạp hơn để theo dõi, quản lý và bảo trì toàn bộ hệ thống modular.

Khi nói về Modular Blockchain: Tương lai của Web3 – chia nhỏ execution, settlement và data availability, chúng ta đang khám phá một trong những bước tiến quan trọng nhất trong kiến trúc công nghệ blockchain. Trong bối cảnh Web3 đang phát triển không ngừng, việc tìm kiếm các giải pháp để cải thiện hiệu suất, khả năng mở rộng và tính linh hoạt đã trở thành ưu tiên hàng đầu. Mô hình Modular Blockchain không chỉ là một khái niệm lý thuyết mà còn là một lộ trình thực tế, hứa hẹn mở ra một kỷ nguyên mới cho các ứng dụng phi tập trung và cách chúng ta tương tác với thế giới số. Nó đưa ra một cách tiếp cận táo bạo để giải quyết những hạn chế cố hữu của các blockchain truyền thống, bằng cách chia nhỏ các chức năng cốt lõi thành các module riêng biệt, chuyên biệt.

Blockchain Nguyên Khối và Giới Hạn Hiện Tại

Để hiểu rõ giá trị của Modular Blockchain, trước hết cần nhìn lại mô hình blockchain nguyên khối (monolithic blockchain) đã định hình phần lớn không gian tiền điện tử cho đến nay.

Định Nghĩa Blockchain Nguyên Khối

Blockchain nguyên khối là những mạng lưới mà tất cả các chức năng chính yếu – bao gồm thực thi giao dịch (execution), đồng thuận (consensus), tính sẵn có của dữ liệu (data availability) và lớp sắp xếp (settlement) – đều được xử lý bởi cùng một nhóm node và trong cùng một lớp. Bitcoin và Ethereum 1.0 là những ví dụ điển hình cho kiến trúc này. Chúng hoạt động như một cỗ máy duy nhất, nơi mọi tác vụ từ xác thực giao dịch đến lưu trữ dữ liệu đều được thực hiện trên một chuỗi duy nhất.

Những Vấn Đề Với Khả Năng Mở Rộng (Scalability Trilemma)

Mặc dù đơn giản và hiệu quả trong việc đảm bảo bảo mật và phi tập trung, kiến trúc nguyên khối gặp phải một vấn đề nan giải được gọi là “bộ ba bất khả thi” của blockchain: không thể cùng lúc tối ưu hóa cả bảo mật, phi tập trung và khả năng mở rộng. Khi một blockchain nguyên khối cố gắng xử lý nhiều giao dịch hơn (tăng khả năng mở rộng), nó thường phải hy sinh một trong hai yếu tố còn lại. Điều này dẫn đến tình trạng tắc nghẽn mạng lưới, phí giao dịch cao và trải nghiệm người dùng kém, đặc biệt khi có quá nhiều hoạt động trên mạng.

Khái Niệm Modular Blockchain: Một Bước Tiến Cách Mạng

Modular Blockchain ra đời để phá vỡ “bộ ba bất khả thi” này bằng cách tách biệt các chức năng cốt lõi của blockchain thành các lớp riêng biệt, mỗi lớp chuyên trách một nhiệm vụ cụ thể.

Tách Biệt Các Lớp Chức Năng Chính

Thay vì một blockchain làm tất cả mọi thứ, kiến trúc modular phân chia các chức năng chính thành bốn lớp độc lập:

Lớp Thực Thi (Execution Layer)

Đây là nơi các giao dịch thực sự được xử lý và các ứng dụng phi tập trung (DApp) hoạt động. Các rollup như Optimistic Rollup và ZK-Rollup trên Ethereum là những ví dụ điển hình của lớp thực thi. Chúng thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi chính và sau đó gửi bằng chứng về các giao dịch này về chuỗi cơ sở để xác thực.

Lớp Đồng Thuận và Sắp Xếp (Settlement Layer)

Lớp này chịu trách nhiệm cho việc sắp xếp cuối cùng các giao dịch từ lớp thực thi và cung cấp một môi trường đáng tin cậy cho việc giải quyết tranh chấp. Ethereum hiện tại đang đóng vai trò là một lớp sắp xếp mạnh mẽ cho nhiều rollup khác nhau, đảm bảo tính bảo mật và sự đồng thuận cuối cùng cho các giao dịch được thực thi ở lớp trên.

Lớp Tính Sẵn Có Của Dữ Liệu (Data Availability Layer)

Một trong những thách thức lớn nhất của các giải pháp mở rộng là đảm bảo rằng dữ liệu giao dịch ngoài chuỗi vẫn luôn sẵn có để bất kỳ ai cũng có thể truy cập và xác minh. Lớp tính sẵn có của dữ liệu đảm bảo rằng tất cả dữ liệu cần thiết để tái tạo trạng thái của blockchain đều được công khai và an toàn, ngăn chặn các hành vi gian lận. Celestia là một dự án nổi bật tập trung vào việc cung cấp dịch vụ data availability chuyên biệt.

Lớp Đồng Thuận (Consensus Layer)

Lớp đồng thuận chịu trách nhiệm cho việc sắp xếp thứ tự và xác thực các khối giao dịch, đảm bảo rằng tất cả các node trong mạng lưới đều đồng ý về trạng thái hiện tại của blockchain. Lớp này cung cấp nền tảng bảo mật và sự thật cho toàn bộ hệ thống.

Lợi Ích Vượt Trội của Kiến Trúc Modular

Việc phân tách các chức năng thành các lớp chuyên biệt mang lại nhiều lợi ích đáng kể, giải quyết được những hạn chế của blockchain nguyên khối.

Khả Năng Mở Rộng Vượt Trội

Bằng cách cho phép các lớp thực thi hoạt động song song và tận dụng các kỹ thuật nén dữ liệu, Modular Blockchain có thể xử lý lượng giao dịch lớn hơn đáng kể so với các chuỗi nguyên khối. Mỗi lớp có thể được tối ưu hóa riêng biệt cho nhiệm vụ của nó, giúp tăng thông lượng tổng thể của hệ thống.

Tính Linh Hoạt và Tùy Biến Cao

Các nhà phát triển có thể tự do lựa chọn và kết hợp các module khác nhau (ví dụ: một lớp thực thi chuyên biệt cho game, một lớp data availability hiệu quả) để xây dựng blockchain hoặc DApp phù hợp nhất với nhu cầu cụ thể của họ. Điều này khuyến khích sự đổi mới và đa dạng hóa trong hệ sinh thái Web3.

Bảo Mật Tăng Cường và Giảm Rủi Ro

Mặc dù các module hoạt động độc lập, chúng vẫn được hưởng lợi từ bảo mật của lớp đồng thuận và sắp xếp cơ sở. Nếu một lớp thực thi gặp sự cố, nó sẽ không ảnh hưởng đến toàn bộ mạng lưới, giảm thiểu rủi ro và tăng cường khả năng phục hồi của hệ thống.

Cải Thiện Trải Nghiệm Người Dùng và Phát Triển DApp

Với khả năng xử lý nhanh hơn và phí giao dịch thấp hơn, Modular Blockchain hứa hẹn mang lại trải nghiệm người dùng mượt mà hơn cho các ứng dụng phi tập trung. Các nhà phát triển cũng sẽ dễ dàng hơn trong việc xây dựng và triển khai DApp, vì họ có thể tập trung vào việc tối ưu hóa chức năng mà không cần lo lắng về các vấn đề cơ bản của chuỗi.

Các Dự Án Tiên Phong Trong Không Gian Modular Blockchain

Nhiều dự án đang dẫn đầu trong việc hiện thực hóa tầm nhìn của Modular Blockchain, mỗi dự án đóng góp một mảnh ghép quan trọng vào bức tranh tổng thể.

Celestia: Nền Tảng Cho Data Availability

Celestia là một blockchain đầu tiên được thiết kế để chỉ cung cấp dịch vụ tính sẵn có của dữ liệu (Data Availability) và đồng thuận (Consensus). Nó không thực thi các giao dịch, mà thay vào đó cung cấp một lớp cơ sở an toàn và hiệu quả để các rollup và các blockchain khác có thể đăng tải dữ liệu giao dịch của họ, đảm bảo rằng dữ liệu đó luôn sẵn có để xác minh.

Cosmos và Polkadot: Khung Sườn Cho Blockchain Liên Kết

Cosmos và Polkadot cung cấp các khung sườn cho phép tạo ra nhiều blockchain độc lập (gọi là zone trong Cosmos, parachain trong Polkadot) có thể tương tác với nhau. Mặc dù không hoàn toàn là modular theo định nghĩa của việc tách lớp, chúng chia sẻ triết lý về việc phân chia chức năng và cho phép các chuỗi chuyên biệt phát triển.

Ethereum Rollups: Giải Pháp Thực Thi Lớp 2

Các giải pháp rollup như Arbitrum và Optimism là những ví dụ điển hình của lớp thực thi (Execution Layer) trên Ethereum. Chúng thực hiện hàng ngàn giao dịch ngoài chuỗi và sau đó gửi một bằng chứng nhỏ gọn trở lại Ethereum mainnet, biến Ethereum thành một lớp sắp xếp và data availability mạnh mẽ.

Arbitrum và Optimism: Ví Dụ Điển Hình của Rollup

Arbitrum và Optimism, hai trong số các Optimistic Rollup hàng đầu, đã chứng minh hiệu quả của việc thực thi giao dịch trên lớp 2. Chúng cung cấp tốc độ nhanh hơn và phí rẻ hơn đáng kể so với Ethereum L1, mở ra cánh cửa cho các ứng dụng DeFi và GameFi yêu cầu thông lượng cao.

Thách Thức và Tiềm Năng Phát Triển Của Modular Blockchain

Dù đầy hứa hẹn, con đường phát triển của Modular Blockchain không phải không có thách thức, nhưng tiềm năng của nó là rất lớn.

Sự Phức Tạp Trong Thiết Kế và Triển Khai

Việc thiết kế, triển khai và quản lý nhiều module tương tác với nhau có thể phức tạp hơn nhiều so với việc duy trì một blockchain nguyên khối duy nhất. Điều này đòi hỏi các công cụ phát triển tiên tiến và kỹ năng kỹ thuật cao.

Vấn Đề Về Khả Năng Tương Tác Giữa Các Module

Đảm bảo rằng các module khác nhau có thể giao tiếp và tương tác một cách an toàn và hiệu quả là một thách thức lớn. Các giao thức cầu nối và tiêu chuẩn tương tác sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng một hệ sinh thái gắn kết.

Hướng Tới Tương Lai Web3 Phi Tập Trung và Hiệu Quả Hơn

Mặc dù có những thách thức, Modular Blockchain đại diện cho một tầm nhìn mạnh mẽ về tương lai của Web3. Nó hứa hẹn một thế giới nơi các blockchain có thể được tùy chỉnh để phục vụ mọi loại ứng dụng, từ tài chính phi tập trung đến trò chơi và mạng xã hội, tất cả đều hoạt động với hiệu suất vượt trội, chi phí thấp hơn và khả năng mở rộng không giới hạn. Đây không chỉ là một thay đổi kiến trúc mà còn là một sự dịch chuyển tư duy, mở ra không gian cho sự sáng tạo và đổi mới mà trước đây chúng ta khó có thể hình dung. Với khả năng chia nhỏ và tái cấu trúc các chức năng cốt lõi của blockchain, chúng ta đang chứng kiến sự ra đời của một thế hệ mạng lưới linh hoạt hơn, mạnh mẽ hơn, sẵn sàng định hình lại cách chúng ta tương tác và xây dựng trong không gian kỹ thuật số phi tập trung.