Blockchain gồm các lớp nào và tầm quan trọng của lớp thực thi

Tìm Hiểu Các Lớp Trong Blockchain và Tầm Quan Trọng của Lớp Thực Thi Theo Altius

Blockchain không chỉ đơn thuần là một công nghệ độc lập mà là một hệ sinh thái phức tạp, được tổ chức thành nhiều lớp (layers), mỗi lớp đảm nhận một chức năng riêng biệt để duy trì hoạt động, bảo mật và khả năng mở rộng của mạng lưới. Trong bối cảnh công nghệ blockchain đang trở thành nền tảng cốt lõi của Web3 – một thế hệ internet phi tập trung, hiệu suất cao – việc hiểu rõ vai trò và sự tương tác giữa các lớp này trở nên thiết yếu.

Altius, một dự án hạ tầng blockchain tiên phong với mục tiêu tối ưu hóa hiệu suất, đã xác định rằng lớp thực thi (execution layer) là trung tâm của sự đổi mới, đóng vai trò quyết định trong việc giải quyết các thách thức hiện tại và định hình tương lai của blockchain. Bài viết này sẽ phân tích chi tiết các lớp chính trong blockchain, đồng thời làm sáng tỏ lý do tại sao Altius coi lớp thực thi là yếu tố quan trọng nhất, thông qua các giải pháp kỹ thuật đột phá mà họ đề xuất.

Các Lớp Chính Trong Blockchain: Phân Tích Toàn Diện

Blockchain thường được chia thành năm lớp cơ bản, mỗi lớp không chỉ thực hiện chức năng riêng mà còn tương tác chặt chẽ với các lớp khác để tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh. Dưới đây là cái nhìn sâu hơn về từng lớp, bao gồm vai trò, tầm quan trọng và các khía cạnh kỹ thuật liên quan.

Lớp Dữ Liệu (Data Layer)

Lớp dữ liệu là nền tảng lưu trữ của blockchain, chịu trách nhiệm ghi lại toàn bộ thông tin giao dịch và trạng thái mạng lưới. Tính bất biến (immutability) của dữ liệu được đảm bảo thông qua các cấu trúc mã hóa như Merkle Tree, cho phép xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu một cách hiệu quả mà không cần kiểm tra từng giao dịch riêng lẻ.

Merkle Tree hoạt động bằng cách tổ chức dữ liệu thành một cây nhị phân, trong đó mỗi nút lá đại diện cho một giao dịch và các nút cha là hàm băm của các nút con, giúp phát hiện bất kỳ thay đổi nào trong dữ liệu chỉ qua việc kiểm tra hàm băm gốc.

Lớp này đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì tính minh bạch và phân quyền – hai giá trị cốt lõi của blockchain. Tuy nhiên, nó không trực tiếp ảnh hưởng đến tốc độ xử lý giao dịch hay khả năng mở rộng, mà chủ yếu cung cấp cơ sở dữ liệu đáng tin cậy cho các lớp khác hoạt động.

Lớp Đồng Thuận (Consensus Layer)

Lớp đồng thuận đảm bảo rằng tất cả các nút (node) trong mạng lưới đạt được sự đồng ý về trạng thái hiện tại của blockchain, thông qua các cơ chế như Proof of Work (PoW) hoặc Proof of Stake (PoS).

Ví dụ, PoW yêu cầu các thợ đào giải các bài toán tính toán phức tạp để xác minh giao dịch và thêm khối mới, trong khi PoS dựa trên số lượng token mà các validator sẵn sàng đặt cược để đảm bảo tính trung thực. Đây là lớp cốt lõi cho tính bảo mật và chống lại các cuộc tấn công như double-spending.

Tuy nhiên, nhược điểm của các cơ chế này nằm ở hiệu suất: PoW tiêu tốn nhiều năng lượng và thời gian, trong khi PoS, dù tiết kiệm hơn, vẫn có thể gây ra độ trễ khi mạng lưới xử lý khối lượng giao dịch lớn. Do đó, lớp đồng thuận cần được tối ưu hóa để không trở thành nút thắt cổ chai cho toàn bộ hệ thống.

Lớp Thực Thi (Execution Layer)

Lớp thực thi là nơi xử lý logic của các giao dịch và hợp đồng thông minh, đồng thời cập nhật trạng thái blockchain dựa trên kết quả thực thi. Đây được coi là "bộ não" của blockchain, bởi nó trực tiếp quyết định tốc độ, chi phí và khả năng mở rộng của mạng lưới.

Hiện tại, hầu hết các blockchain như Ethereum sử dụng mô hình thực thi tuần tự (sequential execution), trong đó các giao dịch được xử lý nối tiếp, dẫn đến tắc nghẽn mạng và phí gas tăng cao trong những thời điểm nhu cầu lớn.

Sự kém hiệu quả này khiến lớp thực thi trở thành điểm yếu lớn nhất trong việc đưa blockchain tiến gần hơn đến hiệu suất của các hệ thống tập trung như Visa hay PayPal, đồng thời là cơ hội để các dự án như Altius tạo ra bước đột phá.

Lớp Ứng Dụng (Application Layer)

Lớp ứng dụng là giao diện mà người dùng cuối tương tác, bao gồm các ứng dụng phi tập trung (dApps) như tài chính phi tập trung (DeFi), token không thể thay thế (NFT) và trò chơi blockchain (GameFi). Đây là nơi giá trị thực tế của blockchain được thể hiện qua các sản phẩm và dịch vụ dành cho người dùng.

Tuy nhiên, hiệu suất của lớp này phụ thuộc hoàn toàn vào các lớp bên dưới, đặc biệt là lớp thực thi. Nếu việc xử lý hợp đồng thông minh chậm hoặc tốn kém, trải nghiệm người dùng sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng, làm giảm sức hút của dApps so với các ứng dụng Web2 truyền thống.

Lớp Mạng (Network Layer)

Lớp mạng kết nối các nút trong blockchain, đảm bảo việc truyền dữ liệu giao dịch và khối giữa các thành viên trong mạng lưới theo mô hình ngang hàng (peer-to-peer – P2P). Nhờ cấu trúc này, blockchain duy trì được tính phân tán và khả năng chống kiểm duyệt, vì không có điểm trung tâm nào có thể bị tấn công hoặc kiểm soát.

Tuy nhiên, lớp mạng không tham gia vào việc xử lý logic giao dịch hay cập nhật trạng thái, mà chỉ đóng vai trò như một "xa lộ" vận chuyển thông tin.

Vì Sao Altius Coi Lớp Thực Thi Là Quan Trọng Nhất?

Altius, một dự án đã huy động được 11 triệu USD trong vòng gọi vốn pre-seed, đang dẫn đầu trong việc tái định hình lớp thực thi với sản phẩm chủ lực là Altius Stack – một khung thực thi không phụ thuộc máy ảo (VM-agnostic).

Quan điểm của Altius cho rằng lớp thực thi là trung tâm của blockchain xuất phát từ bốn lý do chính.

1. Lớp Thực Thi Quyết Định Hiệu Suất Blockchain

Hầu hết các blockchain hiện tại, bao gồm Ethereum, gặp phải vấn đề lớn về hiệu suất do thực thi tuần tự. Altius giải quyết vấn đề này bằng cách triển khai thực thi song song (parallel execution).

Để đạt được điều này, Altius sử dụng hai công nghệ cốt lõi: Static Single Assignment (SSA), cho phép phân tích các phụ thuộc dữ liệu để thực thi đồng thời, và Deterministic Optimistic Concurrency Control (OCC), cho phép thực thi song song và kiểm tra xung đột sau đó. Nhờ sự kết hợp này, Altius Stack được cho là đạt được thông lượng giao dịch tăng gấp 30 lần (TPS) và giảm 75% chi phí gas.

2. Lớp Thực Thi Kích Hoạt Khả Năng Liên Chuỗi

Hệ sinh thái blockchain hiện nay bị phân mảnh nghiêm trọng. Altius Stack giải quyết vấn đề này bằng cách biến lớp thực thi thành một mạng liên chuỗi mở (open execution network). Với thiết kế không phụ thuộc máy ảo, Altius hỗ trợ cả chuỗi EVM và non-EVM, cho phép hợp đồng thông minh được viết một lần và triển khai trên nhiều chuỗi.

Điều này tạo ra một "cầu thực thi" phi tập trung, đồng bộ hóa các ứng dụng đa chuỗi và hợp nhất thanh khoản, mang lại trải nghiệm Web3 liền mạch.

3. Lớp Thực Thi Hỗ Trợ Kiến Trúc Mô-Đun

Các blockchain truyền thống hoạt động theo mô hình đơn khối (monolithic), gây khó khăn cho việc nâng cấp và thiếu linh hoạt. Altius Stack được thiết kế như một mô-đun độc lập, có thể tích hợp linh hoạt vào các kiến trúc blockchain khác nhau, từ Layer 1, Layer 2 (rollups) đến các chuỗi ứng dụng chuyên biệt (app chains).

Điều này phù hợp với xu hướng kiến trúc mô-đun trong ngành và giúp Altius trở thành công cụ quan trọng để xây dựng một Web3 linh hoạt.

4. Lớp Thực Thi Cân Bằng Tốc Độ và Bảo Mật

Một trong những thách thức lớn nhất của blockchain là sự đánh đổi giữa tốc độ và bảo mật. Altius giải quyết vấn đề này thông qua sự kết hợp giữa thực thi song song có kiểm soát xung đột và mô hình dual staking.

Việc kiểm soát xung đột đảm bảo tính xác định, trong khi mô hình dual staking yêu cầu các nút thực thi đặt cược cả token Altius và token của chuỗi mục tiêu, tạo động lực kinh tế mạnh mẽ để đảm bảo hành vi trung thực và nâng cao chi phí tấn công mạng lưới.

Kết Luận

Blockchain là một hệ sinh thái đa lớp, nhưng theo quan điểm của Altius, lớp thực thi nổi lên như yếu tố then chốt để đưa Web3 tiến gần hơn đến mục tiêu trở thành một nền tảng toàn cầu, hiệu suất cao. Bằng cách giải quyết các vấn đề về hiệu suất, liên kết đa chuỗi, kiến trúc mô-đun và cân bằng tốc độ-bảo mật, Altius Stack không chỉ tối ưu hóa lớp thực thi mà còn định hình lại cách blockchain vận hành.

Với thiết kế linh hoạt và hiệu suất vượt trội, Altius đang mở ra một con đường mới cho tương lai của Web3, nơi blockchain có thể đạt được tốc độ và khả năng mở rộng tương đương với các hệ thống Web2 truyền thống.

Nguồn Tham Khảo:

• Altius Whitepaper: Altius Whitepaper

• Altius Labs Introduction: Altius Labs Introduction

• How Altius Achieves Blockchain Speed Without Sacrificing Security: Altius Blog

• Why Modular Blockchain Architecture is the Future of Web3: Altius Blog

#AltiusExplained