Toàn cảnh Bitcoin Layer 2: Tập trung vào các giải pháp mở rộng Bitcoin

Quá trình phát triển của Bitcoin

Tháng 10 2008, Bitcoin whitepaper lần đầu được ra mắt với tầm nhìn trở thành một hệ thống tiền tệ ngang hàng trong đó Bitcoin được xem như phương tiện trao đổi. Theo thời gian, Bitcoin lại được biết rộng rãi như vàng điện tử hay tài sản lưu trữ giá trị, đặc biệt là sau khi spot Bitcoin ETF được thông qua. Tuy nhiên, xuyên suốt chiều dài phát triển, các nhà phát triển Bitcoin vẫn không ngừng tìm ra những hướng đi mới giúp mở rộng hệ sinh thái Bitcoin. 

Sự quan tâm của cộng đồng đối với hệ sinh thái Bitcoin ngày càng cao sau sự bùng nổ của trend Ordinals và BRC-20s. Quý 4 2023, khối lượng giao dịch Ordinals chiếm 53% thị phần NFTs. Như mọi EVM blockchain khác, Bitcoin cũng phải đối mặt với vấn đề về khả năng mở rộng khi số lượng người dùng tăng lên. Từ đó, tạo tiền đề cho nhóm dự án Bitcoin Layer 2 ra đời.

Vai trò của nhóm dự án Bitcoin Layer 2

Bitcoin ban đầu được thiết kế như một mạng lưới thanh toán phi tập trung với mức độ bảo mật cao nhằm thay thế hệ thống ngân hàng. Tuy nhiên, tốc độ xử lý giao dịch (TPS) của Bitcoin chỉ đạt mức 2-7 TPS - một con số rất khiêm tốn khi so với các blockchain layer 1 hiện tại và hệ thống tài chính truyền thống. 

Bên cạnh đó, Bitcoin đang sử dụng ngôn ngữ lập trình Script - một Turing chưa hoàn chỉnh, khiến việc hỗ trợ các smart contract phức tạp trên mạng lưới vẫn còn rất hạn chế so với các Layer 1 khác. Vì vậy, nhóm dự dự án Bitcoin Layer 2 sẽ tập trung vào hai vấn đề chính:

• Tăng khả năng tương thích (interoperability);
• Tăng khả năng mở rộng (scalability) với 3 nhóm giải pháp: sidechains, rollup và state channel. 

Với sự ra đời của nhóm dự án Bitcoin Layer 2, Bitcoin hoàn toàn có thể trở thành một blockchain nền tảng (base layer) cung cấp khả năng bảo mật cao và tính phi tập trung cho các dự án phát triển bên trên. Điều này, tương tự như cách Ethereum đang làm trong lộ trình Rollup-centric. 

Toàn cảnh Bitcoin Layer 2

Nhóm tăng cường khả năng tích hợp

Nhóm dự án này sẽ cung cấp bộ công cụ và giải pháp mở rộng và tăng cường khả năng tích hợp cho các nhóm dự án Layer 2, đặc biệt là Rollup, có thể dễ dàng tương thích với Bitcoin base chain.

• Bitcoin Virtual Machine (BitVM)

Bitcoin Virtual Machine (BitVM) là dự án cơ sở hạ tầng cung cấp môi trường máy ảo (virtual machine) cho Bitcoin được ra mắt vào tháng 10 2023 bởi Robin Linus từ team ZeroSync. BitVM cho phép các dự án Bitcoin layer 2 có thể phát triển lên mà không làm thay đổi đi quy tắc đồng thuận của mạng lưới Bitcoin. 

Mặc dù không trực tiếp làm về mảng Rollup, BitVM đóng vai trò quan trọng khi tạo ra một cơ chế chứng minh gian lận cho phép các dự án Layer 2 có thể gửi các bằng chứng lên Bitcoin base chain. Về cơ bản, BitVM biến Bitcoin trở thành một hệ thống Turing hoàn chỉnh có khả năng tính toán và tương tác như Ethereum Virtual Machine. 

• Rollkit

Rollkit là dự án thuộc team Celestia được ra mắt vào tháng 2 2023. Rollkit cung cấp bộ công cụ biến Bitcoin base layer thành một Sovereign Rollup. Trong đó, Bitcoin đóng vai trò như lớp Data Availability và Consensus kết nối với nhóm Bitcoin Rollup thông qua package bitcoin-da. Hiện tại, Rollkit đang trong giai đoạn testnet với khả năng kết nối Bitcoin với các execution layer như EVM, CosmWasm hay Cosmos SDK.

Nhóm tăng cường khả năng mở rộng

Nhóm giải pháp State Channel

Nhóm dự án sẽ tăng cường khả năng mở rộng bằng cách tạo các kênh (channel) riêng cho việc giao dịch off chain và chỉ được cập nhật trạng thái khi đóng lại kênh. Những cập nhật về giao dịch trên kênh phải được đồng thuận của các cá nhân liên quan thông qua chữ ký đa chuỗi (multisig).

• Lightning Network

Lightning Network là giải pháp layer 2 đầu tiên với công nghệ State Channel, với mục tiêu cải thiện thông lượng, tốc độ và phí giao dịch trên Bitcoin. Mô hình hoạt động của Lightning Network tương đối đơn giản, khi mọi giao dịch được xử lý off-chain và đồng thuận bởi những cá nhân tham gia giao dịch.

Ví dụ, A và B thực hiện giao dịch, họ cần phải khoá một lượng Bitcoin nhất định để mở một chanel (kênh) giao dịch. Tại chanel này, A và B thực hiện giao dịch, sau đó đồng thuận để hoàn tất giao dịch và đóng chanel. Cuối cùng, số Bitcoin lock ban đầu được trả về cho mỗi người.

Dữ liệu của giao dịch giữa A và B được đưa về mạng lưới Bitcoin để lưu trữ trên block. Mặc dù các giao dịch diễn ra tương đối nhanh khi xử lý off-chain, nhược điểm của Lightning Network là việc gian lận và không minh bạch vẫn có thể diễn ra.

Nhóm giải pháp Sidechain

Sidechain là giải pháp mở rộng cho Bitcoin thông qua việc kết nối với một blockchain độc lập bằng cầu nối hai chiều. Sidechain sẽ có cơ chế đồng thuận riêng với tốc độ và khả năng xử lý cao giúp hỗ trợ các smart contact phức tạp mà không thể triển khai trên Bitcoin. Tuy nhiên, điểm hạn chế sẽ nằm ở tính phi tập trung và không được thừa hưởng khả năng bảo mật từ phía Bitcoin chain.

• Stacks 

Stacks là nhóm dự án Bitcoin Layer 2 cho phép các nhà phát triển có xây dựng các Dapps tương thích với smart contract của Stacks. Hiện tại, Stacks đang sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Transfer (PoX) với hai đối tượng chính tham gia:

• Miner sẽ lock BTC nhằm tham gia xác thực giao dịch trên Stack và nhận lại STX như là phần thưởng khối và phí giao dịch.
• Stacker (tương tự như Staker) sẽ khoá STX của mình và nhận BTC như là phần thưởng cho việc đóng góp vào mạng lưới.

Về cơ bản, cơ chế này sẽ cho phép các hoạt động trên Stack có thể được ghi nhận trực tiếp vào mạng lưới Bitcoin mà không phải thay đổi Bitcoin code base.

Tuy nhiên, bản thân Stacks vẫn chưa hoàn toàn được xem là Layer 2 khi mạng lưới vẫn có thể hoạt động độc lập mà không cần sự bảo mật (security budget) từ phía Bitcoin. Tháng 4 2024, Stacks sẽ tiến hành nâng cấp mạng lưới thông qua bản hard fork Nakamoto Release nhằm mục tiêu nâng cao thông lượng và tiến đến 100% Bitcoin finality. Lúc đó, Stacks hoàn toàn có thể đúng nghĩa trở thành Bitcoin Layer 2.

• Liquid

Liquid là dự án sidechain của Bitcoin được phát triển từ năm 2018 dựa trên mã nguồn mở của giao thức Elements. Dự án này tăng cường khả năng mở rộng của Bitcoin bằng cách cho phép các giao dịch Bitcoin bí mật, tốc độ cao và phát triển các smart contract thông qua các Opcode bổ sung trên mạng lưới Liquid.

Liquid BTC (L-BTC) là token được peg 1:1 Bitcoin thông qua cầu nối 2 chiều. Hiện tại, Liquid đang sử dụng cơ chế đồng thuận Strong Federations thông qua một nhóm độc lập về lợi ích gọi là Functionaries. Nhóm này sẽ thực hiện hai nhiệm vụ bao gồm ký các block (blocksigner) và đảm bảo an toàn cho mạng lưới (watchmen).

• RootStock 

RootStock là dự án Bitcoin Layer 2 được thành lập bởi RSK Labs vào năm 2015 với mục tiêu tăng khả năng tương thích Bitcoin với EVM smart contract thông qua máy ảo RVM. Các nhà phát triển có thể triển khai các smart contracts phức tạp tương thích với EVM trên RootStock. Hiện tại đang có 47 dự án trên RootStock với native token RBTC được dùng để trả phí giao dịch của mạng lưới. 

RBTC là token peg 1:1 với BTC thông qua cầu nối PowPeg. Tuy nhiên, cầu nối này cẫn tồn tại những rủi ro về tính phi tập trung.

Nhóm giải pháp Rollup

Rollup là giải pháp mở rộng bằng cách thực hiện các giao dịch off-chain và sử dụng base chain làm lớp Data Availability. Các giao dịch off-chain sẽ được đóng gói và gửi các proof lên base layer nhằm xác minh tính hợp lệ, từ đó giảm khối lượng công việc và dữ liệu phải lưu trữ ở base chain. 

Khác với Ethereum, Bitcoin vẫn chưa có máy ảo (virtual machine) khiến Bitcoin vẫn không xác thực tính hợp lệ (proofs) từ phía các Rollup. Tuy nhiên, bước ngoặt xảy ra sau bản nâng cấp Taproot vào tháng 11 2021 và sự ra đời của BitVM vào tháng 10 2023 cho phép các dự án Rollup sau này có thể tương tác với mạng lưới Bitcoin thông qua cơ sở hạ tầng của BitVM.

• B2 Network

B² Network là dự án Bitcoin Layer 2 tận dụng công nghệ ZK proof cho việc tăng cường khả năng mở rộng và tương tích với EVM mà không ảnh hưởng tới Bitcoin. Có vai trò chính trong cấu trúc của B2 Network: Rollup Layer với giải pháp zkEVM và Data Availability Layer bao gồm khả năng lưu trữ phi tập trung,  B² Nodes và Bitcoin Network.

Hiện tại, dự án vẫn chỉ đang giai đoạn testnet với sự tham gia đầu tư từ các quỹ lớn như Haskey Capital, OKX Ventures, Kucoin Labs,...

• Citrea

Citrea là dự án Optimistic Rollup được phát triển bởi team Chainway vào tháng 2 2024. Citrea sẽ xây dựng một hệ sinh thái có khả năng tương thích với EVM đồng thời thừa hưởng khả năng bảo mật từ Bitcoin. Cụ thể, Citrea sẽ đóng vai trò như lớp execution, BitVM làm lớp settlement với Bitcoin làm lớp Data Availability. 

Hiện tại dự án vẫn trong giai đoạn thử nghiệm nhưng đã kêu gọi 2.7 triệu đô từ các nhà đầu tư lớn như Galaxy Ventures và Delphi Digital.

• BoB

Build on Bitcoin (BoB) là dự án Bitcoin Layer 2 Rollup được xây dựng dựa trên OP Stack nhằm tương thích với EVM chain. Bên cạnh đó, dự án còn thừa hưởng được khả năng bảo mật của Bitcoin thông qua cơ chế Merged Mining.

Hiện tại, BoB đang trong giai đoạn testnet với tầm nhìn có thể hỗ trợ hệ sinh thái Bitcoin, bao gồm Ordinals, Lightning, Nostr thông qua phần mềm cross-chain light client, Bitcoin smart contract SDK và RiscZero zkVM.

Những lưu ý khi đầu tư nhóm dự án Bitcoin Layer 2

Nhóm dự án Bitcoin Layer 2 đã xuất hiện những cái tên nổi bật dành được sự quan tâm từ cộng đồng như Merlin Chain hay SatoshiEVM. Tuy nhiên, nhóm dự án này đang tồn tại rủi ro liên quan tới tính phi tập trung ở cầu nối đối với Bitcoin. Bên cạnh đó, phần lớn các dự án Bitcoin Layer 2 hiện tại vẫn hoạt động như một blockchain Layer 1 độc lập, không thừa hưởng bất kỳ tính bảo mật nào đến từ Bitcoin base layer. Có thể nói, phần lời dự án vẫn sử dụng thuật ngữ "Bitcoin Layer 2" nhằm thu hút nhà đầu tư chứ không phải đúng về mặt kỹ thuật.

Hiện tại, nhóm dự Bitcoin Layer 2 Rollup vẫn trong giai đoạn thử nghiệm và phát triển với tiềm năng trở thành nhóm dự án Layer 2 đúng nghĩa. Nhóm dự án này được kỳ vọng sẽ đem tới khả năng mở rộng đồng thời tận dụng được khả năng bảo mật và phi tập trung từ Bitcoin base layer.

Sau sự thành công của Ordinals và BRC-20s, hệ sinh thái Bitcoin đang cho thấy sự tâm quan rất lớn từ cộng đồng. Một số dự án như Citrea hay Babylon đã thu hút được sự đầu tư từ các quỹ lớn trong thời gian gần đây. Tuy nhiên, phần lớn nhóm dự án này vẫn còn rất mới và tồn tại rất nhiều rủi ro cho nhà đầu tư. Dẫu vậy, mảnh đất này vẫn rất nhiều cơ hội cho nhà đầu tư nào tìm được dự án tiềm năng.