Blockchain scalability (khả năng mở rộng blockchain) nói về việc một mạng có thể xử lý được bao nhiêu giao dịch, và nhanh đến mức nào, mà không làm tổn hại đến bảo mật hoặc tính phi tập trung (decentralization). Khi một chain không mở rộng được, người dùng sẽ cảm nhận qua phí cao, xác nhận chậm và giao dịch thất bại trong các giai đoạn mạng bận. Nếu bạn từng thử gửi một khoản thanh toán nhỏ hoặc mint một NFT trong thời kỳ bull run, bạn có thể đã thấy phí nhảy lên vài đô và phải chờ nhiều phút. Trải nghiệm đó khiến nhiều người nghi ngờ liệu crypto có bao giờ hỗ trợ được thanh toán hằng ngày, game hay DeFi đại chúng hay không. Hướng dẫn này sẽ đi qua các ý tưởng cốt lõi đằng sau khả năng mở rộng và lý do tại sao nó khó, bao gồm cả scalability trilemma. Bạn sẽ học cách các nâng cấp ở lớp nền (base layer) như sharding và các giải pháp off-chain như rollups và những mạng layer 2 (L2) khác phối hợp với nhau để giúp blockchain nhanh hơn và rẻ hơn, cũng như những đánh đổi (trade-off) cần chú ý.
Tóm tắt về khả năng mở rộng
Tóm tắt
- Khả năng mở rộng nghĩa là xử lý được nhiều giao dịch mỗi giây hơn trong khi vẫn giữ mạng an toàn và phản hồi tốt cho người dùng.
- Nó khó vì scalability trilemma: cải thiện khả năng mở rộng thường gây áp lực lên bảo mật hoặc tính phi tập trung (decentralization).
- Sharding mở rộng chính layer 1 bằng cách chia blockchain thành các shard song song cùng chia sẻ bảo mật.
- Rollups và các giải pháp layer 2 khác chuyển phần tính toán ra off-chain và đăng dữ liệu nén hoặc bằng chứng trở lại L1.
- Các L1 dùng sharding nổi bật ở việc tăng thông lượng (throughput) thô, trong khi rollups nổi bật ở khả năng triển khai linh hoạt và thử nghiệm nhanh.
- Hầu hết các hệ sinh thái trưởng thành đang hướng tới mô hình kết hợp L1 có khả năng mở rộng với các L2 mạnh mẽ, mỗi bên có những đánh đổi khác nhau.
Cơ bản về khả năng mở rộng: Throughput, Latency và Trilemma
Khi mọi người nói về throughput, họ thường muốn nói đến số giao dịch mỗi giây (TPS) mà một blockchain có thể xử lý. Throughput cao hơn nghĩa là nhiều người dùng có thể giao dịch, chơi game hoặc gửi thanh toán cùng lúc mà không làm nghẽn mạng và đẩy phí lên cao.
Latency là thời gian để một giao dịch được xác nhận với mức độ tin cậy cao. Độ trễ thấp khiến ứng dụng cảm giác "mượt": bạn bấm “swap” hoặc “send” và thấy nó hoàn tất trong vài giây, không phải vài phút. Cả throughput và latency đều ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm người dùng.
Scalability trilemma nói rằng rất khó để tối đa hóa đồng thời bảo mật, tính phi tập trung (decentralization) và khả năng mở rộng (scalability). Một mạng rất an toàn, phi tập trung với nhiều validator độc lập có thể gặp khó khăn khi xử lý khối lượng giao dịch khổng lồ một cách nhanh chóng. Trong khi đó, một chain tập trung hóa việc tạo block có thể rất nhanh nhưng lại dễ bị kiểm duyệt hoặc tấn công hơn. Hầu hết các thiết kế hiện đại cố gắng cân bằng ba yếu tố này thay vì “giải quyết” hoàn toàn trilemma.
- Phí giao dịch tăng mạnh trong các giai đoạn mạng bận, khiến các khoản thanh toán hoặc giao dịch nhỏ trở nên không kinh tế.
- Mempool luôn tắc nghẽn, với nhiều giao dịch đang chờ được đưa vào block.
- Người dùng thấy thời gian xác nhận dài hoặc khó đoán, đặc biệt khi họ dùng thiết lập phí mặc định.
- Ứng dụng hoặc wallet bắt đầu dựa vào các relay tập trung hoặc dịch vụ lưu ký (custodial) để che giấu tình trạng tắc nghẽn on-chain khỏi người dùng.
Hai con đường mở rộng: Layer 1 và Layer 2
Layer 1 (L1) là blockchain lớp nền, nơi block được tạo, consensus (cơ chế đồng thuận) diễn ra và các tài sản như ETH hoặc BTC tồn tại. Mở rộng ở L1 nghĩa là thay đổi giao thức cốt lõi này, ví dụ tăng dung lượng block hoặc thêm sharding để nhiều giao dịch có thể được xử lý song song.
Layer 2 (L2) chạy trên một L1 hiện có. Nó xử lý phần lớn hoạt động của người dùng ở off-chain, rồi định kỳ tương tác với chain nền để đảm bảo bảo mật và thanh toán cuối cùng (settlement). Rollups hiện là thiết kế L2 chính trên Ethereum, nhưng cũng có payment channels và sidechains.
Trên thực tế, các hệ sinh thái đang hội tụ về mô hình “L1 cho bảo mật, L2 cho khả năng mở rộng”. Lớp nền giữ vai trò bảo thủ và vững chắc, trong khi các L2 di chuyển nhanh hơn, thử nghiệm tính năng mới và gánh phần lớn lưu lượng giao dịch hằng ngày.
- On-chain: Block lớn hơn hoặc thời gian tạo block ngắn hơn giúp tăng dung lượng thô nhưng có thể khiến các node nhỏ khó theo kịp.
- On-chain: Sharding chia blockchain thành nhiều shard xử lý các giao dịch khác nhau song song trong khi vẫn chia sẻ bảo mật.
- Off-chain/L2: Rollups thực thi giao dịch off-chain và đăng dữ liệu nén hoặc bằng chứng trở lại L1 để đảm bảo bảo mật.
- Off-chain/L2: Payment channels cho phép hai bên giao dịch thường xuyên off-chain và chỉ thanh toán kết quả cuối cùng lên L1.
- Off-chain/L2: Sidechains là các blockchain riêng biệt được bridge với chain chính, thường có validator và giả định bảo mật riêng.
Giải thích Sharding: Chia nhỏ Blockchain thành nhiều phần
Sharding giống như thêm nhiều quầy thanh toán cho một siêu thị đông khách. Thay vì mọi người xếp hàng ở một quầy duy nhất, khách hàng được phân bổ sang nhiều quầy, nên cửa hàng có thể phục vụ nhiều người hơn trong cùng một khoảng thời gian.
Trong một sharded blockchain, mạng được chia thành nhiều shard, mỗi shard xử lý một phần giao dịch và lưu trữ một phần trạng thái. Validator được phân công vào các shard khác nhau để công việc có thể diễn ra song song, nhưng tất cả shard vẫn thuộc cùng một hệ thống tổng thể.
Một bộ điều phối trung tâm hoặc beacon chain giúp giữ các shard đồng bộ và đảm bảo bảo mật được chia sẻ giữa chúng. Thiết kế này có thể tăng mạnh throughput, nhưng cũng mang lại độ phức tạp về giao tiếp giữa các shard, khả dụng dữ liệu (data availability) và việc phân công validator, tất cả đều cần được xử lý cẩn thận.
- Các shard song song có thể xử lý nhiều giao dịch cùng lúc, giúp tăng đáng kể throughput toàn mạng.
- Vì trạng thái được chia nhỏ giữa các shard, từng node riêng lẻ có thể lưu trữ và xử lý ít dữ liệu hơn, giảm yêu cầu phần cứng.
- Giao dịch giữa các shard phức tạp hơn, vì dữ liệu và thông điệp phải được chuyển giữa các shard một cách an toàn.
- Bảo mật phải được thiết kế cẩn thận để không shard nào trở thành mục tiêu dễ tấn công, thường dùng phân công validator ngẫu nhiên và consensus chia sẻ.
- Đảm bảo data availability trên các shard là rất quan trọng, để người dùng và light client vẫn có thể xác minh toàn bộ hệ thống.
Rollups và Layer 2: Mở rộng bằng cách chuyển tính toán ra Off-Chain
Rollups là các mạng L2 thực thi giao dịch off-chain, sau đó định kỳ gộp chúng thành một batch và đăng kết quả trở lại L1. Thay vì mọi giao dịch đều được xử lý trực tiếp trên chain nền, L1 chủ yếu lưu trữ dữ liệu nén hoặc bằng chứng về những gì đã xảy ra.
Vì nhiều giao dịch cùng chia sẻ một giao dịch L1, người dùng cùng chia sẻ chi phí, nên phí cho mỗi hành động thấp hơn nhiều. Các smart contract của rollup trên L1 định nghĩa luật chơi, theo dõi số dư và đảm bảo bảo mật bằng fraud proof hoặc validity proof.
Quan trọng là người dùng vẫn dựa vào L1 như nguồn sự thật cuối cùng. Nếu sequencer của rollup hành xử sai hoặc ngoại tuyến, dữ liệu trên L1 cùng với cơ chế thoát (exit) của rollup được thiết kế để cho phép người dùng rút hoặc khiếu nại trạng thái sai, tùy theo giả định của từng thiết kế.
Key facts
Optimistic rollups: proof model
Giả định các batch là hợp lệ theo mặc định và cho phép bất kỳ ai gửi fraud proof trong một khoảng thời gian khiếu nại nếu họ phát hiện trạng thái không hợp lệ.
Optimistic rollups: withdrawal time
Rút về L1 thường mất vài ngày vì người dùng phải chờ hết thời gian khiếu nại cho các fraud proof tiềm năng.
Optimistic rollups: typical use cases
DeFi và dApp đa dụng, nơi khả năng tương thích EVM và hệ sinh thái công cụ cho developer quan trọng hơn việc rút L1 tức thì.
Zk-rollups: proof model
Tạo ra <strong>validity proofs</strong> (zero-knowledge proofs) chứng minh bằng toán học rằng mỗi batch tuân thủ luật trước khi được chấp nhận trên L1.
Zk-rollups: withdrawal time
Rút tiền có thể nhanh hơn nhiều vì contract trên L1 chỉ cần xác minh một proof thay vì chờ thời gian tranh chấp.
Zk-rollups: typical use cases
Giao dịch tần suất cao, thanh toán hoặc ứng dụng tập trung vào quyền riêng tư, hưởng lợi từ finality nhanh và proof hiệu quả, thường đi kèm kỹ thuật phức tạp hơn.
- Phí thấp hơn vì nhiều giao dịch của người dùng được gộp vào một giao dịch L1, cùng chia sẻ chi phí lớp nền.
- Trải nghiệm người dùng cảm giác nhanh vì rollups có thể đưa ra xác nhận mềm gần như tức thì trước khi đăng batch lên on-chain.
- Bảo mật vẫn phụ thuộc rất nhiều vào L1 bên dưới và vào hệ thống proof, data availability và cơ chế nâng cấp (governance) của rollup.
Các ứng dụng thực tế của Blockchain có khả năng mở rộng
Khả năng scalability tốt biến crypto từ một lớp thanh toán chậm, đắt đỏ thành thứ mà người dùng có thể tương tác mỗi ngày. Khi phí giảm và tốc độ xác nhận tăng, cả một loạt loại ứng dụng mới trở nên khả thi. Các giao thức DeFi có thể hỗ trợ trader nhỏ lẻ, game có thể đưa phần lớn hành động trong game lên on-chain, và NFT có thể được mint hoặc giao dịch với số lượng lớn. Rollups, các chain dùng sharding và những giải pháp mở rộng khác đã và đang cho phép những thử nghiệm vốn bất khả thi nếu chỉ dùng một base chain tắc nghẽn.
Ứng dụng
- Giao dịch DeFi phí thấp trên rollups, nơi người dùng có thể swap token hoặc cung cấp thanh khoản mà không phải trả vài đô cho mỗi giao dịch.
- Các sự kiện mint NFT quy mô lớn, như tài sản trong game hoặc bộ sưu tập, vốn sẽ làm quá tải blockspace của một L1 đơn lẻ.
- Blockchain gaming với các micro-transactions thường xuyên cho lượt chơi, nâng cấp và phần thưởng, tất cả được xử lý rẻ trên L2.
- Thanh toán xuyên biên giới và kiều hối, nơi người dùng gửi các khoản nhỏ đi toàn cầu mà không mất phần lớn vào phí.
- Chiến lược arbitrage và market-making tần suất cao cần rất nhiều giao dịch nhanh, được hỗ trợ bởi throughput cao và latency thấp.
- Quy trình doanh nghiệp hoặc tổ chức, như theo dõi chuỗi cung ứng hoặc thanh toán nội bộ, đòi hỏi chi phí và hiệu năng có thể dự đoán.
Case Study / Câu chuyện thực tế
Ravi là một developer freelance ở Ấn Độ đang xây dựng một ứng dụng tiết kiệm DeFi nhỏ cho cộng đồng địa phương. Ban đầu anh deploy trên một L1 phổ biến vì cảm thấy an toàn nhất và có hệ sinh thái lớn nhất. Trong một đợt thị trường tăng mạnh, lượng sử dụng tăng vọt và người dùng của anh bắt đầu phàn nàn rằng chỉ một giao dịch nạp tiền đơn giản cũng tốn vài đô và đôi khi mất vài phút để xác nhận.
Ravi đọc về sharding trong các lộ trình tương lai nhưng nhận ra nó sẽ không giúp được người dùng của anh ngay lúc này. Anh bắt đầu khám phá các lựa chọn L2 và tìm hiểu cách rollups gộp giao dịch và đăng chúng trở lại chain chính. Sau khi thử một vài mạng trên testnet, anh chọn một rollup đã hoạt động ổn định, thừa hưởng bảo mật từ cùng L1 mà người dùng của anh đã tin tưởng.
Sau khi chuyển ứng dụng sang đó, phí trung bình giảm hơn 90% và giao diện trở nên phản hồi nhanh hơn nhiều. Ravi ghi lại các đánh đổi cho cộng đồng, bao gồm rủi ro bridge và thời gian rút, đồng thời giải thích rằng L1 vẫn là lớp thanh toán cuối cùng. Bài học lớn nhất của anh là chọn cách tiếp cận khả năng mở rộng phù hợp không chỉ là chuyện TPS thô, mà còn là trải nghiệm người dùng và các giả định rủi ro.
Rủi ro, cân nhắc bảo mật và các đánh đổi
Các yếu tố rủi ro chính
Khả năng mở rộng rất mạnh mẽ, nhưng không miễn phí. Mỗi cơ chế mới, dù là sharding hay rollups, đều thêm độ phức tạp và thêm những điểm có thể hỏng. Các L2 thường dựa vào bridges, sequencer và khóa nâng cấp, những thứ đưa thêm giả định tin cậy vượt ra ngoài chain nền. Các hệ thống sharded phải phối hợp nhiều thành phần chính xác để tránh lỗ hổng về data availability hoặc bảo mật. Là người dùng hoặc builder, điều quan trọng là hiểu không chỉ việc một mạng nhanh và rẻ, mà còn là những giả định và rủi ro nằm bên dưới các lợi ích đó.
Primary Risk Factors
Rủi ro bridge và rút tài sản
Di chuyển tài sản giữa L1 và L2, hoặc giữa các chain, phụ thuộc vào các bridge contract có thể bị hack, cấu hình sai hoặc bị tạm dừng, dẫn đến đóng băng hoặc mất tiền.
Lỗi smart contract
Các hệ thống mở rộng dựa vào những contract phức tạp cho rollups, bridges và logic sharding, nên lỗi triển khai có thể dẫn đến mất tiền hoặc giao dịch bị kẹt.
Data availability
Nếu dữ liệu giao dịch không được công bố và lưu trữ một cách đáng tin cậy, người dùng và light client có thể không xác minh được trạng thái của rollup hoặc shard, làm suy yếu bảo mật.
Sequencer/validator tập trung
Nhiều L2 giai đoạn đầu và một số chain nhanh dựa vào một nhóm operator nhỏ, có thể kiểm duyệt giao dịch hoặc ngoại tuyến, làm giảm <strong>decentralization</strong>.
Độ phức tạp cross-shard và cross-chain
Các tương tác trải rộng giữa shard hoặc giữa chain khó thiết kế và kiểm thử hơn, làm tăng khả năng xuất hiện lỗi tinh vi và trải nghiệm người dùng khó hiểu.
Người dùng nhầm lẫn và bẫy UX
Người dùng có thể không hiểu mình đang ở mạng nào, thời gian rút mất bao lâu hoặc phí nào được áp dụng, dẫn đến sai sót hoặc gửi tiền nhầm chỗ.
Thực hành tốt về bảo mật
Ưu và nhược điểm của Sharding so với Rollups
Ưu điểm
Sharding tăng throughput ở lớp nền trong khi vẫn giữ một tài sản gốc và mô hình bảo mật thống nhất.
Bảo mật chia sẻ giữa các shard có thể giúp ứng dụng dễ tương tác với nhau trong cùng hệ sinh thái L1.
Rollups cho phép thử nghiệm và nâng cấp nhanh mà không cần thay đổi giao thức L1 bên dưới.
Các rollup khác nhau có thể chuyên biệt cho các use case như DeFi, gaming hoặc quyền riêng tư, mang lại nhiều linh hoạt cho builder.
Rollups có thể mang lại lợi ích mở rộng sớm hơn, ngay cả trước khi sharding đầy đủ được triển khai trên chain nền.
Nhược điểm
Sharding làm giao thức phức tạp hơn và có thể khiến giao tiếp cross-shard và công cụ cho developer trở nên khó hơn.
Nâng cấp một L1 để hỗ trợ sharding diễn ra chậm và thận trọng, nên lợi ích có thể đến muộn hơn so với các giải pháp L2.
Thanh khoản và người dùng có thể bị phân mảnh trên nhiều rollup, tạo ra trải nghiệm phức tạp hơn cho người dùng cuối.
Một số rollup vẫn còn ở giai đoạn đầu, với tiêu chuẩn, lộ trình nâng cấp và hồ sơ rủi ro còn đang phát triển.
Tương lai của Blockchain Scalability (khả năng mở rộng blockchain)
Xu hướng dài hạn là hướng tới modular blockchains, nơi các lớp khác nhau chuyên biệt: lớp cung cấp bảo mật, lớp cung cấp data availability và lớp tập trung vào thực thi (execution) và ứng dụng hướng người dùng. Các L1 dùng sharding, lớp data availability và rollups đều nằm trong bức tranh modular này.
Khi hạ tầng trưởng thành, người dùng có thể không biết hoặc không quan tâm mình đang ở L1, L2 hay thậm chí L3. Wallet và bridge sẽ định tuyến giao dịch qua con đường hiệu quả nhất trong khi vẫn gắn bảo mật vào các lớp nền vững chắc.
Với builder, tương lai có thể là triển khai lên nhiều lớp thực thi khác nhau trong khi dựa vào bảo mật và thanh khoản chia sẻ bên dưới. Với người dùng, lời hứa rất đơn giản: tương tác nhanh, rẻ và đáng tin cậy như web, nhưng được bảo chứng bằng các đảm bảo mật mã (cryptographic) có thể kiểm chứng thay vì các server mờ ám.
So sánh: Mở rộng truyền thống vs mở rộng trong crypto
Cách tương tác an toàn với L2 và các mạng đã mở rộng
Để dùng một L2, bạn thường bắt đầu từ một L1 như Ethereum, rồi chuyển tiền qua một bridge sang mạng đích. Việc này bao gồm gửi một giao dịch tới bridge contract và chờ số dư L2 xuất hiện trong wallet của bạn.
Trước khi bridge, hãy xác minh URL bridge chính thức từ nhiều nguồn, kiểm tra tên mạng và địa chỉ contract, và hiểu rõ thời gian nạp/rút thường mất bao lâu. Trong wallet, đảm bảo mạng được chọn trùng với L2 bạn định dùng, và địa chỉ contract của token là chính xác.
Hãy bắt đầu với một khoản thử nhỏ để xác nhận mọi thứ hoạt động như mong đợi. Theo thời gian, hãy theo dõi phí và tình trạng tắc nghẽn mạng để bạn không bị bất ngờ bởi chi phí hoặc thời gian rút thay đổi.
- Bắt đầu với một giao dịch thử nhỏ sang L2 để kiểm tra việc nạp và rút hoạt động đúng như mong đợi.
- Đọc về thời gian rút điển hình và bất kỳ khoảng thời gian khiếu nại nào để không bị bất ngờ khi rút về L1.
- Theo dõi phí mạng trên cả L1 và L2, vì gas L1 cao vẫn có thể ảnh hưởng đến việc nạp và rút.
- Dùng các wallet uy tín hiển thị rõ bạn đang ở mạng nào và hỗ trợ L2 mà bạn dự định sử dụng.
FAQ: Blockchain Scalability, Sharding và Rollups
Những điểm chính về Blockchain Scalability (khả năng mở rộng blockchain)
Có thể phù hợp với
Blockchain scalability là phục vụ nhiều người dùng hơn với giao dịch nhanh hơn, rẻ hơn trong khi vẫn giữ được bảo mật mạnh và tính phi tập trung. Nó khó vì scalability trilemma: đẩy một yếu tố quá xa thường gây áp lực lên hai yếu tố còn lại. Sharding giải quyết vấn đề bằng cách nâng cấp chính chain nền, chia nó thành nhiều shard cùng chia sẻ bảo mật và tăng throughput. Rollups và các L2 khác chuyển phần lớn tính toán ra off-chain và dùng L1 chủ yếu cho dữ liệu và settlement, mở khóa những cải thiện hiệu quả rất lớn. Với người dùng hằng ngày, kết quả lý tưởng là các ứng dụng mượt như dịch vụ web nhưng vẫn dựa trên hạ tầng mở, có thể kiểm chứng. Khi bạn khám phá các mạng khác nhau, hãy chú ý không chỉ đến tốc độ và phí, mà còn đến các giả định bảo mật, thiết kế bridge và mức độ phi tập trung, để chọn được môi trường phù hợp với nhu cầu của mình.