Modular Blockchain đang nổi lên như một xu hướng kiến trúc đầy hứa hẹn, định hình lại cách chúng ta xây dựng và tương tác với các mạng lưới blockchain. Modular Blockchain được kỳ vọng sẽ giải quyết những hạn chế về khả năng mở rộng và tính linh hoạt của các blockchain truyền thống. Vậy Modular Blockchain là gì? Trong bài viết hôm nay, Coin568 sẽ giúp các bạn tìm hiểu về thuật ngữ Modular Blockchain cũng như cách sử dụng mô hình này sao cho hiệu quả nhất nhé.
Modular Blockchain là gì?
Có thể hiểu Modular Blockchain là một phương pháp xây dựng và phát triển blockchain tiên tiến, trong đó các nhiệm vụ khác nhau của blockchain được phân chia thành các lớp hoặc các module riêng biệt. Cách tiếp cận này cho phép mỗi module được phát triển, bảo trì và nâng cấp một cách độc lập, nhờ đó mang lại sự linh hoạt và khả năng thích ứng cao hơn cho toàn bộ kiến trúc blockchain.
Kiến trúc của Modular Blockchain
Modular Blockchain được cấu thành từ 4 thành phần cốt lõi như sau:
- Lớp thực thi (Execution Layer – EL): Đây là nơi diễn ra các hoạt động tính toán và xử lý giao dịch, cũng như việc thực thi các hợp đồng thông minh, dẫn đến sự thay đổi trạng thái của toàn bộ mạng lưới blockchain.
- Lớp đồng thuận (Consensus Layer – CL): Lớp này có vai trò quan trọng trong việc giúp tất cả những người tham gia mạng lưới đạt được sự nhất trí về trạng thái hiện tại của blockchain.
- Lớp tính sẵn dữ liệu (Data Availability Layer – DA): Chức năng chính của lớp này là đảm bảo rằng mọi dữ liệu giao dịch đều có thể được truy cập bởi các nút kiểm chứng (validator node) để tiến hành xác thực.
- Lớp thanh toán (Settlement Layer – SL): Đây là nơi các tranh chấp được giải quyết, tính hợp lệ của các giao dịch được kiểm chứng và tính cuối cùng của các giao dịch được đảm bảo.
Modular Blockchain có thể được xem là một hướng đi đột phá trong thiết kế kiến trúc blockchain. Trong đó, Rollup nổi lên như một minh chứng điển hình cho sự hiệu quả của cách tiếp cận này.
Tiếp theo đây, chúng ta sẽ cùng nhau đi sâu vào những khía cạnh quan trọng của xu hướng Modular Blockchain nói chung và công nghệ Rollup nói riêng.
Modular Blockchain có những phân loại nào?
Tuỳ thuộc vào từng mức độ biến hoá của module mà chúng ta có thể chia Modular Blockchain thành các loại như sau:
Regular Rollup
Regular Rollup là một dạng Rollup quen thuộc và phổ biến trong giai đoạn trước. Theo mô hình này, lớp thực thi được tách biệt thành các chuỗi độc lập, nơi các giao dịch và tính toán được tiến hành. Sau đó, dữ liệu đã xử lý sẽ được gửi trở lại blockchain lớp 1 để được xác thực và lưu trữ một cách an toàn. Các blockchain tiêu biểu cho loại hình Regular Rollup này bao gồm Arbitrum, Optimism, zkSync và Starknet.
Sovereign Rollup
Sovereign Rollup, hay còn gọi là rollup tự chủ, là một kiến trúc blockchain đặc biệt. Trong mô hình này, rollup sẽ tận dụng một blockchain khác để đảm bảo cơ chế đồng thuận và lưu trữ dữ liệu giao dịch. Đồng thời, bản thân Sovereign Rollup sẽ đảm nhiệm cả vai trò thực thi và xác thực các giao dịch.
Điểm đáng chú ý của Sovereign Rollup là tính đúng đắn của giao dịch hoàn toàn phụ thuộc vào chính blockchain rollup đó. Điều này là do lớp Tính Sẵn Dữ Liệu (DA) chỉ có trách nhiệm đảm bảo dữ liệu được công khai và xác minh theo cơ chế đồng thuận của nó, chứ không thực hiện việc kiểm tra tính hợp lệ của các giao dịch. Sovereign là một ví dụ tiêu biểu cho dự án theo đuổi mô hình này.
Settlement Rollup
Settlement Rollup có sự phân tách module sâu hơn so với Sovereign Rollup. Với từng lớp được đảm nhiệm bởi các blockchain riêng biệt gồm rollup chuyên biệt xử lý thực thi, một blockchain khác đảm nhiệm Settlement và lớp Đồng Thuận (Consensus) cùng Tính Sẵn Dữ Liệu (DA) do một blockchain riêng vận hành.
Mô hình này mang lại tính linh hoạt cao cho phép tận dụng ưu điểm của từng blockchain, nhưng cũng làm tăng sự phụ thuộc vào tính bảo mật của các thành phần. Bên cạnh đó, việc tích hợp và đồng bộ giữa nhiều blockchain đặt ra thách thức công nghệ đáng kể.
Một dự án tiêu biểu cho Settlement Rollup là Eclipse, trong đó Solana VM (SVM) xử lý thực thi, Ethereum đảm nhiệm Settlement và Consensus, còn Celestia cung cấp Data Availability (DA).
Validium
Validium là một bước tiến khác trong kiến trúc modular blockchain và có nhiều điểm tương đồng với Regular Rollup. Tuy nhiên, điểm khác biệt then chốt nằm ở cách xử lý lớp Tính Sẵn Dữ Liệu (DA). Thay vì lưu trữ dữ liệu giao dịch trên blockchain gốc, Validium tách riêng lớp DA và lưu trữ dữ liệu này bên ngoài chuỗi chính (off-chain).
Giải pháp này giúp giảm thiểu đáng kể chi phí giao dịch và tăng cường khả năng mở rộng của hệ thống. Mặc dù vậy, tính bảo mật của Validium lại hoàn toàn phụ thuộc vào đơn vị lưu trữ dữ liệu. Nếu đơn vị này có hành vi không trung thực, dữ liệu có thể bị che giấu hoặc thay đổi, gây ra rủi ro cho người dùng.
Điểm mạnh và hạn chế của các Modular Blockchain là gì?
So với các kiến trúc blockchain nguyên khối truyền thống, Modular Blockchain mang đến nhiều ưu điểm vượt trội bao gồm khả năng mở rộng được cải thiện đáng kể, tính linh hoạt cao hơn và khả năng tương tác tốt hơn giữa các thành phần. Tuy nhiên, việc xây dựng và phát triển dựa trên các Modular Blockchain cũng phức tạp hơn. Điều này có thể gây ra những thách thức ban đầu cho cả người dùng và các nhà phát triển khi mới tiếp cận công nghệ này.
Điểm mạnh
- Khả năng mở rộng vượt trội: Modular blockchain tối ưu hiệu suất bằng cách phân tách các tác vụ tính toán nặng sang các lớp chuyên biệt, giúp tăng đáng kể thông lượng giao dịch mà vẫn duy trì tính phi tập trung.
- Tính linh hoạt và khả năng tương tác cao: Hệ thống modular được thiết kế để dễ dàng tích hợp với nhiều blockchain lớp 1 và lớp 2, cho phép các nhà phát triển triển khai Máy ảo Ethereum (EVM) hoặc các giải pháp tùy chỉnh theo nhu cầu ứng dụng.
- Hỗ trợ phát triển ứng dụng: Cấu trúc mô-đun giúp đơn giản hóa quá trình xây dựng và mở rộng ứng dụng phi tập trung (DApp), đồng thời tạo điều kiện cho một hệ sinh thái linh hoạt dễ tiếp cận hơn với người dùng.
- Gói công nghệ tùy chỉnh: Các nhà phát triển có thể lựa chọn Virtual Machine phù hợp nhất, tạo ra một tech stack linh hoạt và thích ứng cao giúp tối ưu hóa môi trường phát triển blockchain.
Hạn chế
- Độ phức tạp trong phát triển: Xây dựng ứng dụng trên modular blockchain có thể khó khăn hơn so với blockchain nguyên khối do kiến trúc phân tầng tạo rào cản ban đầu cho cả nhà phát triển và người dùng, ảnh hưởng đến tốc độ chấp nhận của hệ sinh thái.
- Thiếu dữ liệu thử nghiệm thực tế: Modular blockchain chưa được kiểm chứng rộng rãi trong điều kiện thực tế như Ethereum hay Bitcoin, dẫn đến lo ngại về khả năng phục hồi và hiệu suất khi xử lý lưu lượng lớn.
- Giai đoạn phát triển sơ khai: Dù thu hút sự quan tâm từ thị trường, modular blockchain vẫn thiếu đánh giá chuyên sâu và kinh nghiệm thực tế, làm dấy lên nghi ngờ về tính ổn định và hiệu quả lâu dài.
So sánh Modular Blockchain và Monolithic Blockchain
Modular blockchain và monolithic blockchain là 2 mô hình thiết kế với cách tiếp cận hoàn toàn khác nhau trong việc xây dựng và vận hành một mạng lưới blockchain. Monolithic blockchain tích hợp tất cả các chức năng vào một hệ thống duy nhất, giúp đảm bảo tính đồng bộ nhưng lại gặp nhiều hạn chế về khả năng mở rộng và linh hoạt. Trong khi đó, modular blockchain lại phân tách các thành phần quan trọng như thực thi, đồng thuận và sắp xếp dữ liệu thành các lớp riêng biệt, tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu chi phí.
Dưới đây là bảng so sánh giữa hai mô hình này:
| Tiêu chí | Modular Blockchain | Monolithic Blockchain |
| Kiến trúc | Chia thành các lớp riêng biệt | Tất cả chức năng tích hợp vào một lớp |
| Khả năng mở rộng | Cao | Hạn chế |
| Tính linh hoạt | Dễ dàng nâng cấp và thay đổi | Khó khăn khi nâng cấp |
| Chi phí | Tiết kiệm hơn do tối ưu hóa tài nguyên | Tốn kém hơn |
| Bảo mật | Tập trung vào từng lớp riêng biệt | Phụ thuộc vào toàn bộ hệ thống |
Với những điểm khác biệt này, modular blockchain dường như đang trở thành xu hướng được nhiều dự án hướng đến nhằm khắc phục các hạn chế của mô hình truyền thống và tối ưu hóa hiệu suất hệ sinh thái blockchain.
Hệ sinh thái Modular Blockchain và những dự án tiềm năng
Chúng ta đã hiểu được khái niệm về Modular Blockchain là gì. Vậy có các loại mô hình điển hình nào của Modular Blockchain. Cùng tìm hiểu các dự án mô đun blockchain tiêu biểu sau:
Nhóm thực thi (Execution)
Bên cạnh các Layer 2 Rollup phổ biến như Arbitrum, Optimism, zkSync, Starknet, Scroll, Linea, Polygon, thị trường còn ghi nhận sự xuất hiện của một số cái tên mới như Berachain, Taiko, Manta, Fuel và Sovereign.
Berachain
Berachain là blockchain Layer 1 được xây dựng trên nền tảng Cosmos SDK và tương thích với EVM. Điểm đặc biệt của Berachain là cơ chế đồng thuận Proof of Liquidity giúp hạn chế Sybil Attack theo như tuyên bố của dự án. Với mô hình này, Berachain đã huy động thành công 42 triệu USD trong vòng Series A do Polychain Capital dẫn đầu.
Fuel Network
Fuel là một dự án modular blockchain có thể đảm nhiệm nhiều vai trò, từ lớp thực thi (Execution Layer), lớp Settlement hoặc hoạt động độc lập như một monolithic blockchain.
Điểm khác biệt của Fuel so với các dự án khác là sử dụng mô hình UTXO (Unspent Transaction Output) là một phương pháp lưu trữ giao dịch tương tự Bitcoin, cho phép xử lý giao dịch theo hướng phân luồng và song song để nâng cao hiệu suất. Ngoài ra, Fuel cũng phát triển riêng một hệ thống xử lý giao dịch có tên FuelVM, được xây dựng dựa trên ngôn ngữ lập trình Sway Language.
Nhóm xử lý (Settlement)
Dymension
Dự án này hoạt động theo kiến trúc modular dựa trên Cosmos SDK, cho phép các dự án triển khai các ứng dụng chuyên biệt gọi là RollApp để phục vụ từng mục tiêu cụ thể.
Eclipse
Eclipse là một dự án modular blockchain với mục tiêu kết hợp những lợi thế của các blockchain hàng đầu. Solana với tốc độ xử lý giao dịch cao và kiến trúc thực thi song song, được Eclipse lựa chọn làm Execution Layer. Ethereum đảm nhiệm vai trò Settlement Layer để tận dụng tính bảo mật và sự phi tập trung của mạng lưới này. Trong khi đó, Celestia được sử dụng làm lớp DA nhằm tối ưu hóa chi phí lưu trữ.
Sovereign
Sovereign hướng đến việc xây dựng Internet of Rollups, một hệ sinh thái giúp kết nối các rollup chain lại với nhau. Với khả năng mở rộng toàn diện, Sovereign có thể hỗ trợ đa dạng ứng dụng từ thanh toán, DeFi, NFT cho đến quản trị với mức phí giao dịch tối ưu hơn so với các hệ thống hiện tại.
Các dự án khác thuộc nhóm Settlement: Ethereum, Solana, Saga, LayerN, Argus, Berachain, Fuel, Neutron.
Nhóm đồng thuận và khả dụng dữ liệu (Consensus & Data Availability – DA)
Celestia
Là một trong những blockchain tiên phong trong kiến trúc modular, Celestia tập trung vào việc cung cấp lớp đồng thuận và khả dụng dữ liệu cho các blockchain khác. Với khả năng mở rộng linh hoạt và chi phí thấp, Celestia hỗ trợ các dự án triển khai modular blockchain một cách hiệu quả.
Avail
Cũng hoạt động trong mảng Data Availability, Avail cung cấp lớp hạ tầng Consensus và DA dành cho các blockchain modular. Dự án còn phát triển Data Attestation Bridge là một giải pháp kết nối dữ liệu giữa Layer 2 và Layer 1 thông qua một lớp ngoài chuỗi. Đây là một phần trong hệ sinh thái Layer 2 của Avail, với mục tiêu hỗ trợ nhiều loại Rollup bao gồm cả Validium, nhằm tối ưu hóa khả năng mở rộng của Ethereum.
EigenDA
Là sản phẩm đầu tiên trong hệ sinh thái EigenLayer, EigenDA hoạt động như một lớp Data Availability hỗ trợ các dự án khác, với điểm khác biệt là nó được bảo mật gián tiếp thông qua Ethereum bằng cơ chế của EigenLayer.
Các dự án khác thuộc nhóm Consensus & DA: Near DA, zkPorter, Ethereum, Bitcoin.
Nhóm trình sắp xếp thứ tự giao dịch (Sequencer)
Sequencer là thành phần quan trọng trong Execution Layer có nhiệm vụ tập hợp và sắp xếp giao dịch trước khi tạo bằng chứng để gửi xuống Layer gốc xác thực. Sequencer có thể được vận hành bởi đội ngũ phát triển hoặc triển khai theo mô hình phi tập trung bởi bên thứ ba.
Các dự án nổi bật trong nhóm này: Espresso, Astria, Fairblock, Radius, Madara.
Nhóm xác minh giao dịch (Proving)
Đây là một nhóm nhỏ trong Execution Layer chịu trách nhiệm tạo bằng chứng để xác minh giao dịch.
Các dự án tiêu biểu: Risc Zero, Axiom, Marlin, Blockless.
Nhóm Rollup Framework
Nhóm này tập hợp các bộ công cụ phục vụ việc xây dựng modular blockchain.
Các framework quan trọng: OP Stack, Arbitrum Orbit, Polygon SDK, ZK Stack, Starknet Stack, Sovereign, Stackr, Cartesi, Rollkit, Argus.
Ngoài ra còn có nhóm công cụ giúp triển khai rollup layer nhanh chóng gọi là Rollup as a Service (RaaS): Eclipse, Dymension, Saga, Caldera, Conduit, Vistara, Snapchain.
Triển vọng của Modular Blockchain và Rollups
Trong bối cảnh thậm chí có hàng chục nghìn rollup tiềm năng có thể xuất hiện, nhiều nhà đầu tư và trader vẫn đặt câu hỏi về khả năng tương tác giữa các rollup trong tương lai. Việc thanh khoản bị chia nhỏ và trải nghiệm người dùng thiếu sự thống nhất do thiếu cơ chế tương tác giữa các rollup là một rào cản lớn đối với thị trường. Khi Ethereum tiếp tục theo đuổi chiến lược tập trung vào rollup và ngày càng nhiều giao thức triển khai rollup chuyên biệt cho từng ứng dụng, một hệ sinh thái blockchain theo hướng modular cần phải có giải pháp kết nối hiệu quả để vận hành trơn tru.
Sự hợp nhất của các blockchain
Để giải quyết bài toán trên, thị trường cần một cầu nối với mức độ tin cậy tối thiểu nhằm đảm bảo sự kết nối giữa các rollup. Một số câu hỏi quan trọng đặt ra như: Làm thế nào để rollup A có thể xác nhận thứ tự giao dịch trên rollup B? Cơ chế xác minh trạng thái đa chuỗi sẽ vận hành ra sao để tránh tắc nghẽn? Các rollup sẽ nhận diện sự kiện từ các hệ thống khác như thế nào, đặc biệt khi giao tiếp không đồng bộ?
Nhận diện được những thách thức này, Avail đang đẩy nhanh tiến trình hợp nhất trong không gian Web3 với 3 giải pháp cốt lõi như:
- Avail DA: Một mạng lưới chuyên biệt để ghi nhận và truy xuất dữ liệu giao dịch. Lớp này đóng vai trò trung gian lưu trữ dữ liệu trong một khoảng thời gian hợp lý, với cơ chế cho phép validator linh hoạt quyết định việc phân bổ tài nguyên dữ liệu, đồng thời đảm bảo tính khả dụng.
- Avail Nexus: Đóng vai trò như một lớp hợp nhất cho các rollup và Ethereum, sử dụng công nghệ ZK rollup tùy chỉnh để cung cấp thông tin xác thực. Điều này giúp giảm đáng kể chi phí thực thi. Thay vì xác minh riêng lẻ từng bằng chứng trên Ethereum, Nexus có thể xác thực tập trung chỉ với một bằng chứng duy nhất cho toàn bộ hệ sinh thái rollup liên kết.
- Avail Fusion: Kết hợp các ý tưởng tiên tiến từ EigenLayer, Babylon Chain và Osmosis, cho phép áp dụng các mô hình staking và khai thác tính bảo mật kinh tế từ các tài sản khác.
Viễn cảnh blockchain hợp nhất
Hãy tưởng tượng một hệ sinh thái blockchain nơi người dùng không còn phải lo ngại về sự phân tán. Khi sở hữu tài sản trên Optimism, bạn có thể mua NFT trên zkSync hoặc tham gia DeFi trên Arbitrum mà không cần sử dụng bridge. Avail Nexus cùng với cơ chế trừu tượng hóa tài khoản, sẽ đưa chúng ta đến một tương lai nơi người dùng không cần quan tâm đến việc họ đang giữ tài sản trên Layer 2 nào, bởi vì tất cả sẽ được đồng bộ hóa và tương tác mượt mà.
Modular Blockchain kết hợp AI
Một xu hướng quan trọng khác đang nổi lên là sự kết hợp giữa Modular Blockchain và AI. Trí tuệ nhân tạo đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất và tự động hóa quy trình vận hành blockchain, giúp giảm thiểu sự can thiệp từ con người. AI có thể được sử dụng để phát hiện rủi ro bảo mật, phân tích giao dịch bất thường, đồng thời cung cấp khả năng giám sát và quản trị thông minh. Một số dự án đáng chú ý trong lĩnh vực này bao gồm Xally AI và Cybria.
- Xally Chain: Tận dụng các tiến bộ của Bitcoin Layer 2 để xây dựng một hệ sinh thái tích hợp AI với tính bảo mật và minh bạch của blockchain. Nền tảng Xally áp dụng mô hình 4 lớp tạo ra trải nghiệm tối ưu cho nhà phát triển, doanh nghiệp và người dùng. Token gốc $XALLY sẽ đóng vai trò trung tâm trong hệ sinh thái. Xally AI gần đây cũng đã công bố hợp tác chiến lược với Avail, đánh dấu bước tiến quan trọng trong không gian Modular Blockchain AI.
- CybriaChain: Một giải pháp Layer 2 tương thích với Ethereum được vận hành trên nền tảng OP Stack với khả năng chia sẻ giao thức bridge, hệ thống quản trị và nhiều tính năng khác. CybriaChain tích hợp AI vào blockchain để cải thiện tính minh bạch, nâng cao khả năng kiểm toán, giảm thiểu sự phụ thuộc vào bên trung gian và tối ưu hóa các giao dịch cũng như quản lý chuỗi cung ứng.
Những thách thức của mô hình Modular Blockchain
Mô hình modular blockchain đã chứng minh được tính hiệu quả khi áp dụng trong hệ sinh thái Ethereum và các Layer 2. Tuy nhiên, cho đến nay thì vẫn chưa có một blockchain nào được triển khai theo mô hình này một cách hoàn chỉnh, dẫn đến những rủi ro nhất định trong quá trình phát triển và giai đoạn vận hành ban đầu.
So với các blockchain monolithic truyền thống, các modular blockchain phải đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật phức tạp hơn. Bởi vì chưa có dự án nào chính thức vận hành theo mô hình này trên quy mô lớn, vẫn còn quá sớm để khẳng định rằng modular blockchain có thể giải quyết triệt để các hạn chế của monolithic blockchain.
Xem thêm:
Khám phá blockchain scaling – Cách giải quyết vấn đề mở rộng trong blockchain
Blockchain developer – Chìa khóa để xây dựng và triển khai ứng dụng blockchain
Kết luận
Vậy là chúng ta đã hiểu được khái niệm Modular Blockchain là gì. Mặc dù Modular Blockchain vẫn là một khái niệm tương đối mới mẻ trong thị trường tiền điện tử nhưng nó được đánh giá là một luồng gió mới đầy hứa hẹn cho cả thị trường crypto nói riêng và toàn bộ ngành công nghiệp blockchain nói chung. Dù vẫn còn nhiều thách thức phía trước nhưng các dự án vẫn đang nỗ lực hết mình để xây dựng nền tảng Modular Blockchain toàn diện đầu tiên trên thị trường crypto.
Tôi là Phùng Cảnh Lang, với hơn 5 năm kinh nghiệm trong thị trường Crypto, tôi hy vọng những bài viết của mình thật sự hữu ích với bạn. Là một người từng trải, tôi rất mong khi ai đó gia nhập vào thị trường Crypto hãy nên trang bị đầy đủ kiến thức, vì đây là đầu tư không phải một canh bạc may rủi.