ก่อนจะพูดถึงเรื่อง "Layer" ของ Blockchain เรามาทำความเข้าใจกันก่อนว่า Blockchain เกี่ยวข้องกับ "คริปโทเคอร์เรนซี" อย่างไร?
หลายคนอาจคุ้นชื่อกับเหรียญดิจิทัลอย่าง Bitcoin, Ethereum หรือเหรียญอื่นๆ ที่มักจะถูกเรียกรวมว่า "คริปโทเคอร์เรนซี" (Cryptocurrency) แต่แท้จริงแล้วเหรียญเหล่านี้ไม่ได้มีอยู่แยกจากระบบที่เรียกว่า Blockchain—ในทางตรงกันข้าม พวกมัน "อาศัย" อยู่บนระบบ Blockchain และไม่สามารถทำงานได้หากไม่มี Blockchain คอยเป็นโครงสร้างพื้นฐานรองรับอยู่เบื้องหลัง
(https://www.thailandtraderclub.com/index.php?action=dlattach;attach=8688;image)
Blockchain คืออะไร?
Blockchain คือ เทคโนโลยีเบื้องหลังคริปโทเคอร์เรนซี เปรียบเสมือน "สมุดบัญชีดิจิทัล" ที่ใช้ในการบันทึกรายการธุรกรรมต่างๆ โดยไม่ต้องมีตัวกลาง เช่น ธนาคาร หรือองค์กรกลางใดๆ มาควบคุม
● โปร่งใส: ข้อมูลที่บันทึกใน Blockchain สามารถตรวจสอบได้โดยทุกคนในเครือข่าย
● ไม่สามารถแก้ไขย้อนหลังได้ เพราะข้อมูลแต่ละบล็อกเชื่อมโยงกันเป็นห่วงโซ่ หากจะแก้ไขข้อมูลในบล็อกใดบล็อกหนึ่ง จะต้องได้รับความเห็นชอบจากเครือข่ายส่วนใหญ่ก่อน ซึ่งแทบเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ
● กระจายศูนย์ (Decentralized) ข้อมูลในระบบจะถูกกระจายไปยังคอมพิวเตอร์หลายพันเครื่อง (ที่เรียกว่า Node) ทั่วโลก ไม่มีเครื่องใดเป็นศูนย์กลาง ทำให้ระบบปลอดภัยจากการถูกควบคุมหรือโจมตีจากจุดเดียว
Layer บล็อกเชน" คืออะไร?
ชั้นของบล็อกเชน (Blockchain Layers) คือ โครงสร้างพื้นฐานที่ถูกแบ่งออกเป็นระดับต่างๆ ซึ่งแต่ละชั้นทำหน้าที่เฉพาะ และทำงานร่วมกันเป็นระบบเดียวที่สอดประสานกันอย่างมีประสิทธิภาพ ระบบเหล่านี้ถูกออกแบบโดยมีแนวคิดแบบ "เลเยอร์ทับซ้อน" (Layered Architecture)
— หมายความว่าแต่ละชั้นจะสร้างขึ้นบนพื้นฐานของชั้นก่อนหน้า และใช้ประโยชน์จากฟังก์ชันที่ชั้นล่างมอบให้ เพื่อให้ระบบสามารถขยายตัว เพิ่มความเร็ว หรือรองรับการใช้งานที่หลากหลายยิ่งขึ้นได้
เหตุใดจึงต้องมี "Layer" ในระบบ Blockchain?
(https://www.thailandtraderclub.com/index.php?action=dlattach;attach=8690;image)
แม้ว่า Blockchain จะมีข้อดีมากมาย แต่เมื่อมีผู้ใช้งานจำนวนมากขึ้น ก็เริ่มเกิดปัญหา เช่น ความล่าช้าในการประมวลผลธุรกรรม หรือค่าธรรมเนียมที่สูงขึ้นในช่วงเวลาที่มีการใช้งานหนาแน่น ดังนั้นนักพัฒนาจึงได้พัฒนาสถาปัตยกรรมของ Blockchain ให้มีความซับซ้อนและยืดหยุ่นมากขึ้น โดยแบ่งออกเป็น หลายชั้น (Layer) เพื่อแยกหน้าที่และเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน
โดยทั่วไปแล้ว Blockchain สมัยใหม่สามารถแบ่งออกได้เป็น 4 Layer หลัก ซึ่งแต่ละ Layer มีบทบาทหน้าที่เฉพาะในการทำให้ระบบ Blockchain ทั้งระบบทำงานได้ราบรื่น มั่นคง และสามารถขยายตัวได้ในอนาคต
สถาปัตยกรรมบล็อกเชนแบบแบ่งชั้น (Layered Architecture) เป็นแนวคิดที่เกิดขึ้นเพื่อแก้ปัญหา "Blockchain Trilemma" ซึ่งเป็นความท้าทายในการสร้างสมดุลระหว่าง 3 คุณสมบัติหลัก ได้แก่ ความสามารถในการขยายขนาด (Scalability), ความปลอดภัย (Security), และ การกระจายอำนาจ (Decentralization) การแบ่งโครงสร้างออกเป็นชั้นๆ ช่วยให้นักพัฒนาสามารถปรับปรุงและสร้างนวัตกรรมในแต่ละส่วนได้โดยไม่กระทบต่อส่วนอื่นๆ ทำให้ระบบโดยรวมมีประสิทธิภาพและยืดหยุ่นมากขึ้น
Layer 0: The Foundation Layer (ชั้นของโครงสร้างพื้นฐาน)
Layer 0 เป็นชั้นรากฐานที่อยู่ต่ำที่สุด ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างพื้นฐานที่ช่วยให้บล็อกเชนต่างๆ (Layer 1) สามารถทำงานร่วมกันได้ เปรียบเสมือนเป็น "อินเทอร์เน็ตของบล็อกเชน" ที่เชื่อมต่อเครือข่ายที่แตกต่างกันให้สื่อสารกันได้อย่างราบรื่น
● หน้าที่หลัก
○ การทำงานร่วมกัน (Interoperability) สร้างโปรโตคอลและโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับให้บล็อกเชนที่แตกต่างกันสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลและสินทรัพย์ดิจิทัลได้
○ โครงสร้างพื้นฐาน จัดเตรียมเครื่องมือสำหรับนักพัฒนา (SDKs), โปรโตคอลการสื่อสารข้ามเชน (Cross-chain communication protocols) และกลไกฉันทามติพื้นฐานที่ Layer 1 สามารถนำไปใช้ได้
○ ความยืดหยุ่นในการพัฒนา ช่วยให้นักพัฒนาสามารถสร้างบล็อกเชนใหม่ (Layer 1) ที่มีคุณสมบัติตามต้องการได้อย่างรวดเร็ว โดยไม่ต้องสร้างทุกอย่างขึ้นมาใหม่จากศูนย์
● ตัวอย่าง
○ Cosmos (ATOM) ใช้โปรโตคอล Inter-Blockchain Communication (IBC) เพื่อให้ "Zones" (บล็อกเชนอิสระ) สามารถสื่อสารและแลกเปลี่ยนโทเคนกันได้ผ่าน Cosmos Hub
○ Polkadot (DOT) สร้างสถาปัตยกรรมที่เรียกว่า "Relay Chain" (เชนหลัก) ที่ทำหน้าที่รักษาความปลอดภัยและเชื่อมต่อ "Parachains" (เชนย่อยที่ทำงานขนานกัน) เข้าไว้ด้วยกัน
○ LayerZero เป็นโปรโตคอลที่เน้นการส่งข้อความข้ามเชน (Omnichain messaging protocol) ทำให้ dApps สามารถทำงานข้ามบล็อกเชนหลายๆ ตัวได้อย่างราบรื่น
Layer 1: The Execution Layer (ชั้นของบล็อกเชนหลัก)
Layer 1 คือ เครือข่ายบล็อกเชนพื้นฐานที่เราคุ้นเคยกันดี เป็นชั้นที่ทำหน้าที่ประมวลผลและตรวจสอบธุรกรรมทั้งหมด รวมถึงสร้างบล็อกใหม่และรักษาสถานะของเครือข่าย (Ledger) บล็อกเชนยอดนิยมส่วนใหญ่จัดอยู่ใน Layer นี้
● หน้าที่หลัก
○ การประมวลผลธุรกรรม รับผิดชอบการยืนยันและบันทึกธุรกรรมลงบนบล็อกเชนโดยตรง
○ กลไกฉันทามติ (Consensus Mechanism) กำหนดกฎเกณฑ์ในการตรวจสอบและยืนยันธุรกรรม เช่น Proof of Work (PoW) หรือ Proof of Stake (PoS)
○ ความปลอดภัยของเครือข่าย เป็นผู้รับผิดชอบหลักในการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลและสินทรัพย์ทั้งหมดบนเชน
○ โทเคนหลัก (Native Token) มีสกุลเงินดิจิทัลเป็นของตัวเองเพื่อใช้จ่ายค่าธรรมเนียม (Gas Fee) และเป็นส่วนหนึ่งของระบบเศรษฐศาสตร์ของเครือข่าย
● ปัญหาที่พบ
○ Scalability ต่ำ เมื่อมีผู้ใช้งานจำนวนมาก เครือข่ายจะประมวลผลได้ช้าลงและมีค่าธรรมเนียมสูงขึ้น ดังที่เห็นใน Ethereum
● ตัวอย่าง
○ Bitcoin (BTC) บล็อกเชนแรกของโลก ใช้กลไก PoW เน้นความปลอดภัยและการกระจายอำนาจสูงสุด
○ Ethereum (ETH) แพลตฟอร์มสัญญาอัจฉริยะ (Smart Contract) ที่ใหญ่ที่สุด ซึ่งเป็นรากฐานของ DeFi และ NFTs ปัจจุบันใช้กลไก PoS
○ Solana (SOL) ออกแบบมาเพื่อความเร็วในการประมวลผลสูง โดยใช้กลไกที่เป็นเอกลักษณ์อย่าง Proof of History (PoH) ร่วมกับ PoS
○ BNB Chain (BNB) บล็อกเชนที่พัฒนาโดย Binance มีความเร็วสูงและค่าธรรมเนียมต่ำ
○ Cardano (ADA) เน้นการพัฒนาบนพื้นฐานของงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการตรวจสอบอย่างเป็นทางการ (Formal verification)
Layer 2: The Scaling Layer (ชั้นสำหรับขยายขนาด)
Layer 2 เป็นโซลูชันที่สร้างขึ้น "บน" Layer 1 เพื่อช่วยแบ่งเบาภาระการประมวลผลธุรกรรม โดยมีเป้าหมายหลักเพื่อเพิ่มความเร็วและลดค่าธรรมเนียม โดยยังคงอาศัยความปลอดภัยจาก Layer 1 อยู่ ธุรกรรมจำนวนมากจะถูกประมวลผลนอกเชนหลัก (Off-chain) และจะส่งเพียงข้อมูลสรุปผลลัพธ์สุดท้ายกลับมาบันทึกที่ Layer 1 เท่านั้น
● หน้าที่หลัก
○ เพิ่มความเร็วในการทำธุรกรรม (Throughput) สามารถรองรับธุรกรรมได้หลายพันรายการต่อวินาที (TPS) เทียบกับหลักสิบของ Layer 1 ส่วนใหญ่
○ ลดค่าธรรมเนียม (Gas Fee) การประมวลผลนอกเชนทำให้ค่าใช้จ่ายในการทำธุรกรรมถูกลงอย่างมาก
○ รักษาความปลอดภัย อาศัยความปลอดภัยจาก Layer 1 โดยการส่ง "Proofs" หรือหลักฐานการคำนวณกลับไปให้ Layer 1 ตรวจสอบและบันทึก
● ประเภทและตัวอย่าง
○ Rollups เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมสูงสุดในปัจจุบัน
■ Optimistic Rollups มองโลกในแง่ดีว่าธุรกรรมทั้งหมดถูกต้อง และจะมีการตรวจสอบก็ต่อเมื่อมีผู้ทักท้วง (Fraud Proof)
■ ตัวอย่าง Arbitrum, Optimism (OP)
■ Zero-Knowledge Rollups (ZK-Rollups) ใช้การพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน (Validity Proof) เพื่อยืนยันความถูกต้องของธุรกรรมทุกชุดก่อนส่งไป Layer 1 ทำให้มีความปลอดภัยสูง
■ ตัวอย่าง: zkSync, StarkNet, Polygon zkEVM
○ Sidechains เป็นบล็อกเชนอิสระที่เชื่อมต่อกับ Layer 1 ผ่าน "Bridge" มีกลไกฉันทามติเป็นของตัวเอง ซึ่งอาจจะปลอดภัยน้อยกว่า Rollups เพราะไม่ได้พึ่งพาความปลอดภัยของ Layer 1 โดยตรง
■ ตัวอย่าง Polygon PoS, Ronin Network (ของเกม Axie Infinity)
○ State Channels สร้างช่องทางการสื่อสารโดยตรงระหว่างผู้ใช้ ทำให้สามารถทำธุรกรรมจำนวนมากนอกเชนได้อย่างรวดเร็วและเป็นส่วนตัว เหมาะสำหรับการใช้งานเฉพาะทาง เช่น เกม หรือการชำระเงินรายย่อย
■ ตัวอย่าง Lightning Network (บน Bitcoin)
Layer 3: The Application Layer (ชั้นของแอปพลิเคชัน)
Layer 3 เป็นชั้นที่อยู่บนสุด มักถูกเรียกว่าชั้นแอปพลิเคชัน (Application Layer) ซึ่งเป็นที่อยู่ของแอปพลิเคชันแบบกระจายอำนาจ (dApps) และโปรโตคอลต่างๆ ที่ผู้ใช้งานทั่วไปมีปฏิสัมพันธ์ด้วยโดยตรง Layer 3 นี้จะใช้ประโยชน์จากความสามารถของ Layer 1 และ Layer 2 เพื่อสร้างประสบการณ์การใช้งานที่เฉพาะเจาะจงและมีประสิทธิภาพสูงสุด
● หน้าที่หลัก
○ ส่วนต่อประสานกับผู้ใช้ (User Interface) เป็นส่วนที่ผู้ใช้มองเห็นและใช้งานโดยตรง เช่น เว็บไซต์ DeFi, ตลาด NFT, หรือเกมบล็อกเชน
○ ฟังก์ชันเฉพาะทาง สร้างขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะอย่าง ซึ่งอาจต้องการคุณสมบัติที่แตกต่างกัน เช่น เกมที่ต้องการความเร็วสูงมาก หรือแอปพลิเคชันทางการเงินที่เน้นความเป็นส่วนตัว
○ การทำงานข้ามเชน (Cross-chain Functionality) dApps ใน Layer 3 สามารถออกแบบให้ทำงานเชื่อมต่อกับหลายๆ Layer 2 หรือแม้กระทั่ง Layer 1 ที่แตกต่างกันได้ เพื่อมอบประสบการณ์ที่ไร้รอยต่อ
● ตัวอย่าง
○ Decentralized Finance (DeFi) แอปพลิเคชันเช่น Uniswap, Aave, Compound ที่ทำงานบน Layer 1 (Ethereum) และ Layer 2 (Arbitrum, Optimism)
○ GameFi & Metaverse เกมบล็อกเชนอย่าง Axie Infinity (ที่ใช้ Ronin ซึ่งเป็น Sidechain) หรือ The Sandbox
○ NFT Marketplaces แพลตฟอร์มซื้อขาย NFT เช่น OpenSea, Blur
○ dApps ที่ปรับแต่งได้สูง ลองนึกภาพแอปพลิเคชัน DeFi ที่สร้างขึ้นบน ZK-Rollup อีกทอดหนึ่ง (อยู่บน Layer 2) เพื่อเพิ่มความเป็นส่วนตัวในการทำธุรกรรมทางการเงิน ซึ่งถือเป็น Layer 3 ที่สร้างขึ้นเพื่อกรณีใช้งานเฉพาะทาง
ประโยชน์ของการแยกเลเยอร์ คือ ความสามารถในการปรับปรุงแต่ละส่วนแยกกัน เพิ่มความยืดหยุ่น ความสามารถในการขยายตัว (scalability) และประสบการณ์ผู้ใช้ที่ดีขึ้น