Con đường phá kén của vàng kỹ thuật số: Giải mã cuộc cách mạng quy chuẩn của hệ sinh thái Bitcoin

Lời mở đầu

Trong đổ nát của cuộc khủng hoảng tài chính năm 2008, Satoshi Nakamoto đã chôn dấu khối Genesis của Bitcoin, khởi đầu một sự tái cấu trúc triết lý tiền tệ. Hệ thống lưu trữ giá trị phi tập trung này đã tiến hóa thành nền tảng văn minh số trị giá hàng ngàn tỷ đô la chỉ trong hơn mười năm. Tuy nhiên, thiết kế cấu trúc ban đầu của Bitcoin dần trở thành gánh nặng cho sự phát triển tiếp theo của nó. Khả năng xử lý giao dịch khoảng 7 giao dịch mỗi giây và chức năng kịch bản hạn chế đã không còn đủ để đáp ứng nhu cầu ứng dụng của hàng triệu người dùng.

Sự biến mất bí ẩn của Satoshi Nakamoto vào năm 2011 đã khiến cộng đồng từ bỏ ý tưởng phụ thuộc vào người sáng lập để thúc đẩy đổi mới dự án. Các nhà phát triển toàn cầu tích cực đổ xô vào hệ sinh thái Bitcoin, tạo ra một cơn sóng đổi mới công nghệ. Cuộc cách mạng công nghệ do những thiếu sót bẩm sinh của Bitcoin gây ra đang hình thành một vũ trụ sinh thái vượt xa những gì được tưởng tượng trong sách trắng Bitcoin. Từ cuộc chiến mở rộng mạng chính đến cao tốc thanh toán ngoài chuỗi của mạng Lightning; từ câu chuyện khắc ghi trên chuỗi do giao thức Ordinals khởi xướng đến gen hợp đồng thông minh được cung cấp bởi Stacks và Rootstock; từ việc tương tác giá trị do công nghệ cầu nối chuỗi thực hiện đến cuộc cách mạng tài chính phi tập trung của hệ sinh thái BTCFi, các kỹ sư blockchain đang mở ra một cuộc sống thứ hai cho Bitcoin với tốc độ đáng kinh ngạc.

Sự sâu sắc và rộng lớn của cuộc cách mạng mô hình này đang định hình lại ranh giới nhận thức của mọi người về Bitcoin. Khi giao thức Ordinals biến mỗi Satoshi thành một phương tiện mang ký ức số, khi tiêu chuẩn token BRC-20 sao chép sự điên cuồng của DeFi Summer trên mạng Bitcoin, khi công nghệ BitVM đạt được sự phối hợp hoàn hảo giữa tính toán ngoại tuyến và xác minh trực tuyến, Bitcoin không còn là "vàng số" chỉ có thể thực hiện ghi chép đơn giản, mà đã tiến hóa thành một giao thức siêu hỗ trợ hợp đồng tài chính phức tạp, mang văn hóa NFT, liên kết vũ trụ đa chuỗi. Điểm đến của cuộc cách mạng này vẫn chưa thể biết - dưới điều kiện bảo vệ tính phi tập trung và an toàn của Bitcoin, thông qua đổi mới công nghệ để giá trị của nó đến với một nhóm người rộng lớn hơn, chúng ta có thể mong đợi rằng thí nghiệm punk mã hóa này sinh ra từ garage sẽ cuối cùng trở thành hệ điều hành cơ sở hỗ trợ nền văn minh số.

Nội dung

Hệ sinh thái Bitcoin trong những năm gần đây phát triển nhanh chóng, đã hình thành nhiều lĩnh vực có ảnh hưởng quan trọng. Đứng ở thời điểm tháng 3 năm 2025, sự phát triển chính của hệ sinh thái Bitcoin có thể được tóm gọn thành ba hướng sau:

• Mở rộng mạng
• Hợp đồng thông minh
• Cầu nối xuyên chuỗi

Trong những lĩnh vực then chốt đang tái cấu trúc hệ sinh thái Bitcoin, đã xuất hiện một lượng lớn các dự án nổi tiếng, trong đó có những giải pháp trưởng thành đã vượt qua khoảng cách lý thuyết, trở thành nền tảng vững chắc cho hệ sinh thái hàng nghìn tỷ, và cũng có những giao thức thử nghiệm vẫn đang ở giai đoạn xác thực khái niệm, tìm kiếm ranh giới đồng thuận trong các cuộc tranh luận sôi nổi của cộng đồng tiền điện tử. Bài viết này sẽ đi sâu vào việc phân tích ba chiến trường cốt lõi của sự phát triển hệ sinh thái Bitcoin, nhằm trình bày một bức tranh toàn cảnh về cuộc cách mạng và đổi mới của hệ sinh thái Bitcoin.

Một, mở rộng mạng

（一）vấn đề nguồn gốc

Do vì Bitcoin sử dụng kích thước khối cố định và thời gian tạo khối khoảng 10 phút, mạng lưới Bitcoin trung bình chỉ có thể xử lý khoảng 7 giao dịch mỗi giây, không chỉ thấp hơn nhiều so với các hệ thống thanh toán truyền thống (như Visa, hàng chục nghìn giao dịch mỗi giây), mà còn kém hơn nhiều so với khả năng giao dịch của các chuỗi công khai khác (như Solana, hàng nghìn giao dịch mỗi giây). Trong thời gian cao điểm giao dịch, mạng lưới Bitcoin dễ bị tắc nghẽn, dẫn đến việc xác nhận giao dịch bị trì hoãn, và phí giao dịch cũng có thể tăng vọt, một giao dịch có thể lên đến hàng chục đô la.

(II) Giải pháp

Mở rộng mạng Bitcoin là giải pháp nâng cao khả năng xử lý giao dịch và giảm chi phí giao dịch mà không hy sinh tính an toàn và đặc tính phi tập trung của mạng Bitcoin thông qua các phương pháp kỹ thuật. Ý tưởng mở rộng mạng có thể được chia thành hai loại: mở rộng trên chuỗi và mở rộng ngoài chuỗi.

1. Mở rộng trên chuỗi

Mở rộng chuỗi trên nhằm sửa đổi giao thức chuỗi chính, tối ưu hóa cách lưu trữ và xác minh dữ liệu, từ đó tăng cường hiệu suất và hiệu quả của khối trong một mức độ nhất định, cốt lõi là xoay quanh hiệu quả không gian khối và đổi mới quy tắc giao thức. Các giải pháp mở rộng chuỗi chính phổ biến có thể được chia thành các con đường kỹ thuật bao gồm:

(1) Điều chỉnh dung lượng khối

Khi Bitcoin được thiết kế ban đầu, Satoshi Nakamoto đã thêm giới hạn dung lượng 1MB cho mỗi khối. Giới hạn dung lượng này đã trở thành một trong những yếu tố chính hạn chế hiệu suất của mạng Bitcoin trong tương lai. Do đó, việc mở rộng dung lượng khối Bitcoin (chẳng hạn như tăng từ 1MB lên 2MB hoặc cao hơn) đã trở thành giải pháp ban đầu cho việc mở rộng mạng Bitcoin.

Năm 2015, Gavin Andresen và Mike Hearn đã đề xuất phiên bản XT của Bitcoin (Bitcoin XT), cố gắng tăng kích thước khối lên 8M. Tuy nhiên, cộng đồng Bitcoin (nhóm Core) cho rằng nếu kích thước khối tăng lên, chi phí để người dùng thông thường vận hành nút Bitcoin sẽ tăng cao, điều này sẽ dẫn đến các công ty lưu trữ nút tại các trung tâm dữ liệu, dẫn đến việc tập trung hóa nút, đi ngược lại nguyên tắc thiết kế "nút nhẹ" của Satoshi Nakamoto, từ chối việc mở rộng "đơn giản và thô bạo" đối với khối Bitcoin.

Phía ủng hộ "khối lớn" và phía giữ vững "khối nhỏ" vẫn không thể đạt được sự đồng thuận, cuối cùng vào năm 2017, một nhóm thợ mỏ do Ngô Kỳ Hàn đứng đầu đã thúc đẩy "hard fork" của mạng Bitcoin, họ đã sửa đổi giao thức blockchain, giao thức đã sửa đổi cho phép giới hạn khối được nâng từ 1MB lên 32MB, mỗi khối có thể chứa nhiều giao dịch hơn, lý thuyết TPS tăng mạnh lên 100-200. Do giao thức đã sửa đổi không còn tương thích với phiên bản cũ nữa, nên đã xuất hiện một loại tiền mới song song với giao thức nguyên bản (tức là Bitcoin) - Bitcoin Cash (BCH).

BCH đã nhận được sự chào đón nồng nhiệt từ cộng đồng thợ mỏ ngay từ khi ra đời, tuy nhiên do ngưỡng lưu trữ/băng thông tăng cao, số lượng nút đầy đủ chỉ chiếm khoảng 1% so với Bitcoin, mức độ phi tập trung giảm đáng kể.

Từ góc độ vốn hóa thị trường, vào năm 2018, tỷ lệ BCH đổi lấy BTC ở thời điểm đỉnh cao khoảng 0.18; trong khi hiện nay mỗi BCH chỉ có thể đổi lấy khoảng 0.004 BTC. Như vậy, có thể thấy rằng kế hoạch điều chỉnh dung lượng khối của BCH đã dần bị cộng đồng Bitcoin từ bỏ.

Ngoài "kế hoạch cấp tiến" nhằm nâng cao toàn diện dung lượng khối của tất cả Bitcoin, cũng đã có một số thành viên cộng đồng sớm đề xuất một giải pháp thỏa hiệp để điều chỉnh dung lượng khối một cách linh hoạt. Ý tưởng cốt lõi là tự động điều chỉnh giới hạn khối dựa trên tải trọng mạng, tránh việc giá trị cố định trở nên cứng nhắc. Tuy nhiên, loại đề xuất này cũng không được mạng Bitcoin chấp nhận do sự khác biệt trong cộng đồng.

(2) Tối ưu hóa không gian khối

Ngoài các giải pháp điều chỉnh trực tiếp dung lượng khối, cũng có các nhà phát triển đề xuất tối ưu hóa không gian khối để nâng cao hiệu quả của mạng lưới Bitcoin. Hiện tại, các giải pháp đã được áp dụng rộng rãi chủ yếu là SegWit và Taproot.

SegWit chính thức được triển khai vào năm 2017, thông qua việc tổ chức lại dữ liệu giao dịch để cải thiện khả năng xử lý giao dịch của mạng Bitcoin. Nó tách dữ liệu chứng kiến khỏi dữ liệu giao dịch và lưu trữ nó trong một phần độc lập của khối. Điều này giúp giảm kích thước dữ liệu của mỗi giao dịch, từ đó cho phép chứa nhiều giao dịch hơn mà không cần tăng kích thước khối, trực tiếp nâng cao thông lượng trên chuỗi lên khoảng 10-15 TPS. Kể từ khi ra đời, SegWit đã được cộng đồng Bitcoin chấp nhận rộng rãi, hầu hết các ví và sàn giao dịch đều hỗ trợ địa chỉ SegWit (địa chỉ Nested SegWit được thiết kế để tương thích với ví cũ bắt đầu bằng 3, địa chỉ Native SegWit bắt đầu bằng bc1), nó hiệu quả nâng cao tốc độ giao dịch và khả năng mở rộng, đồng thời giảm chi phí giao dịch.

Taproot là một bản nâng cấp quan trọng được thực hiện vào năm 2021, bao gồm thực tế ba đề xuất BIP340, BIP341 và BIP342. Nó kết hợp các công nghệ như chữ ký Schnorr và cây cú pháp trừu tượng Merkle (MAST), nhằm tăng cường tính riêng tư, hiệu quả và khả năng mở rộng cho các giao dịch. Taproot cho phép kết hợp nhiều chữ ký thành một chữ ký, đơn giản hóa quy trình xác minh giao dịch, đồng thời ẩn đi các chi tiết giao dịch phức tạp, như chữ ký nhiều chữ ký và các điều kiện như thời khóa biểu. Taproot nâng cao tính riêng tư và linh hoạt của giao dịch Bitcoin, đặc biệt nổi bật trong các tình huống giao dịch nhiều chữ ký và hợp đồng thông minh nhẹ. Tuy nhiên, hiệu quả nâng cao về khả năng thông lượng của nó là hạn chế, chủ yếu tập trung vào mở rộng chức năng hơn là đột phá về dung lượng.

2. Mở rộng ngoài chuỗi

Mở rộng ngoài chuỗi thông qua cấu trúc xử lý giao dịch bên ngoài + thanh toán cuối cùng trên chuỗi chính, nâng cao thông lượng mà không thay đổi giao thức chuỗi chính, giải quyết cốt lõi sự cân bằng giữa "an toàn phi tập trung" và "mở rộng hiệu suất". Các giải pháp mở rộng ngoài chuỗi chính thống có thể được chia tách thêm theo con đường công nghệ bao gồm:

(1) kênh trạng thái

Kênh trạng thái (State Channels) về bản chất là một giải pháp Layer 2, nguyên lý của nó là thiết lập kênh tin cậy nhiều bên bên ngoài chuỗi, chỉ tương tác với chuỗi chính khi mở và đóng kênh. Hai bên giao dịch thực hiện giao dịch tần suất cao, chi phí thấp trong kênh, và chỉ khi kênh đóng hoặc một bên muốn rút tiền từ kênh, thì trạng thái cuối cùng mới được gửi đến chuỗi chính để thanh toán.

Hiện tại, thực tiễn kênh trạng thái nổi tiếng nhất là Mạng lưới ánh sáng (Lightning Network), kể từ khi ra mắt đã nhận được sự chú ý và ứng dụng rộng rãi. Hiện nay, nhiều ví Bitcoin và nền tảng thanh toán đều hỗ trợ Mạng lưới ánh sáng, nó thể hiện xuất sắc trong việc tăng tốc độ giao dịch và giảm chi phí giao dịch, đặc biệt phù hợp với các tình huống thanh toán vi mô. Ưu điểm của nó là kế thừa tính bảo mật của mạng chính, và phí giao dịch ngoại tuyến rất thấp; nhược điểm là chỉ hỗ trợ thanh toán đơn giản, khó đáp ứng nhu cầu ứng dụng phức tạp hơn, ngoài ra, các quỹ được sử dụng trong Mạng lưới ánh sáng cần được khóa trước, và chỉ giới hạn trong các giao dịch giữa những người tham gia kênh.

Tính đến thời điểm hiện tại, số lượng nút hoạt động trên mạng Lightning đã vượt quá 10.000, với hơn 40.000 kênh, và số tiền ứ đọng trong mạng Lightning đạt tới hàng nghìn BTC.

(2) chuỗi bên

Sidechains là một loại blockchain độc lập với chuỗi chính của Bitcoin, được kết nối với chuỗi chính của Bitcoin thông qua cơ chế neo hai chiều. Người dùng có thể chuyển Bitcoin từ chuỗi chính sang sidechain để thực hiện giao dịch, sau đó trả kết quả giao dịch về chuỗi chính. Sidechain có thể có các cơ chế đồng thuận và quy tắc giao dịch khác nhau, từ đó đạt được tốc độ giao dịch cao hơn và nhiều tính năng phong phú hơn. Một trong những dự án khám phá phát triển sidechain sớm nhất là Rootstock.

Rootstock (RSK) được ra mắt vào tháng 1 năm 2018, là chuỗi bên đầu tiên tương thích với EVM trên mạng Bitcoin. Token gốc trong Rootstock là một loại coin neo Bitcoin Smart BTC (RBTC), cũng được sử dụng để thanh toán phí giao dịch. Những đổi mới chính của Rootstock bao gồm khai thác hợp nhất và cơ chế cầu hai chiều. Khai thác hợp nhất có nghĩa là chuỗi khối Rootstock sử dụng cùng một thuật toán đồng thuận PoW với Bitcoin, cho phép thợ mỏ Bitcoin có thể đào cả Bitcoin và khối Rootstock cùng lúc, tăng khả năng sinh lợi cho thợ mỏ mà không cần tài nguyên bổ sung. Cầu hai chiều (Powpeg) cho phép chuyển đổi liền mạch giữa Bitcoin và RBTC, cho phép Bitcoin có thể tự do chuyển đổi giữa hai bên, đồng thời giảm chi phí giao dịch.

Hai điểm chính kìm hãm sự phát triển của Rootstock là: thứ nhất, tính an toàn của sidechain phụ thuộc vào sự đồng thuận của chính nó, cần sự tin tưởng của người dùng vào tính an toàn của nó; thứ hai, hệ sinh thái chưa đủ trưởng thành, thiếu đủ nhà phát triển, đối tác và sự tham gia của người dùng. Do đó, sau nhiều năm phát triển, đỉnh giá trị TVL của Rootstock chỉ khoảng 200 triệu USD.

(3) Rollup

Công nghệ Rollup cải thiện khả năng xử lý giao dịch bằng cách xử lý giao dịch ngoài chuỗi và gửi dữ liệu giao dịch đã nén đến chuỗi chính Bitcoin. Dựa trên các phương thức xác thực khác nhau, hai loại chính của Rollup là Optimistic Rollups và ZK Rollups. Optimistic Rollups giả định rằng giao dịch là hợp lệ, chỉ xác thực khi có tranh chấp; trong khi ZK Rollups xác thực từng giao dịch bằng công nghệ chứng minh không kiến thức.

Công nghệ Rollup đã được áp dụng rộng rãi trong các blockchain như Ethereum, do đó cũng có nhiều dự án đang khám phá ứng dụng của nó trong việc mở rộng quy mô dưới nền tảng Bitcoin. Vào tháng 12 năm 2023, Robin Linus đã công bố một tài liệu trắng có tên "BitVM: Compute Anything On Bitcoin", lần đầu tiên đề xuất ý tưởng về BitVM. Thiết kế của BitVM tương tự như Optimistic Rollup, dựa trên chứng minh gian lận và giao thức thách thức-phản hồi, nhưng không cần sửa đổi quy tắc đồng thuận của Bitcoin. Nguyên lý cơ bản của BitVM rất đơn giản, chủ yếu dựa trên khóa băm, khóa thời gian và cây Taproot lớn. BitVM