Khả năng lập trình trên Bitcoin: Sidechains, Rollups và BitVM

Sidechain: Liquid, Rootstock (RSK) và Stacks (sBTC)

Sidechain là các blockchain độc lập vận hành song song với mạng Bitcoin, mang lại những tính năng không có ở lớp nền tảng. Các sidechain hoạt động dựa trên cơ chế khóa BTC trên chuỗi chính, đồng thời phát hành tài sản tương đương trên sidechain. Mỗi hệ đều sở hữu bộ quy tắc đồng thuận, máy ảo và logic giao dịch riêng biệt.

Liquid Network

Liquid Network do Blockstream phát triển là một sidechain theo mô hình liên minh, ưu tiên xử lý thanh toán nhanh giữa các sàn giao dịch. Người dùng chuyển BTC vào Liquid để nhận L-BTC, tài sản đại diện cho BTC trên mạng Liquid. Giao dịch trên Liquid diễn ra nhanh (1 phút/khối), ẩn danh nhờ công nghệ Confidential Transactions và hỗ trợ phát hành token cho tài sản như stablecoin hoặc chứng khoán. Quản trị mạng này là một liên minh các node chức năng chịu trách nhiệm ký khối và vận hành quy trình chuyển đổi BTC vào/ra. Liquid có ưu điểm vượt trội về hiệu suất và riêng tư, nhưng bảo mật lại phụ thuộc vào sự trung thực của liên minh quản trị thay vì sức mạnh proof-of-work của Bitcoin.

Rootstock

Rootstock (RSK) là sidechain liên kết với Bitcoin, tương thích hoàn toàn với Ethereum Virtual Machine (EVM). RSK cho phép triển khai hợp đồng thông minh bằng ngôn ngữ Solidity, giúp nhà phát triển xây dựng ứng dụng DeFi, oracle, NFT và hơn thế nữa, sử dụng BTC làm tài sản gốc. RSK áp dụng khai thác hợp nhất, nghĩa là thợ đào Bitcoin có thể đồng thời xác thực khối RSK. Tuy nhiên, quy trình chuyển đổi BTC vào/ra do một liên minh điều phối, nên các giả định bảo mật của RSK đều phụ thuộc vào nhóm trung gian này.

Stacks

Stacks, tiền thân là Blockstack, chọn cách tiếp cận khác biệt: sử dụng Bitcoin làm lớp lưu trữ và thanh toán, trong khi duy trì một chuỗi riêng để thực thi. Năm 2023, Stacks trình làng sBTC, tài sản BTC có thể lập trình, tỷ lệ 1:1 với bitcoin thực tế. sBTC giúp nhà phát triển viết hợp đồng thông minh bằng Clarity—ngôn ngữ lập trình xác định, không hoàn chỉnh Turing. Clarity đảm bảo tính toán dự đoán, logic minh bạch, dễ kiểm tra—khác biệt với mô hình tính phí gas của Ethereum. Hiện Stacks đang nâng cấp Nakamoto, cải thiện tốc độ tạo khối và bổ sung lớp đồng thuận mới cho trải nghiệm tốt hơn.

Rollup trên Bitcoin

Rollup là nhóm giao thức Layer-2 gom nhiều giao dịch lại thành một bằng chứng duy nhất, sau đó gửi lên chuỗi chính. Công nghệ này đã giúp mở rộng quy mô DeFi trên Ethereum mà không gây áp lực lớn lên hạ tầng blockchain. Hệ thống rollup tách biệt xử lý tính toán, lưu trữ dữ liệu ngoài chuỗi, còn thanh toán và xác thực bằng chứng diễn ra trên chuỗi. Nhờ vậy, rollup giúp tăng mạnh thông lượng giao dịch nhưng vẫn duy trì phần nào độ an toàn của lớp nền tảng.

Việc phát triển rollup cho Bitcoin gặp thách thức do ngôn ngữ script hạn chế và thiếu tính năng xác thực proof phức tạp như SNARK hoặc STARK. Tuy nhiên, nhiều dự án lớn đã đạt được bước tiến quan trọng trong việc xây dựng rollup trên Bitcoin trong giai đoạn 2024–2025.

Citrea

Citrea, phát triển bởi Chainway, là rollup zero-knowledge đầu tiên dành riêng cho Bitcoin. Dự án khai thác tối đa nâng cấp Taproot để neo bằng chứng zk lên chuỗi Bitcoin, còn thực thi giao dịch được thực hiện ngoài chuỗi trên máy ảo zkVM. Citrea cho phép các nhà phát triển xây dựng hợp đồng thông minh và ứng dụng với khả năng xác thực mật mã mà không cần node Bitcoin xử lý từng bước. Thiết kế ưu tiên tính toàn vẹn và mô-đun hóa, hướng đến phục vụ ứng dụng DeFi, tất cả được chốt thẳng vào các khối Bitcoin.

BOB

BOB (Build on Bitcoin) là rollup lai tương thích EVM, kết nối mạng Bitcoin với tầng ứng dụng bằng hạ tầng Ethereum. BOB kết hợp OP-stack với cầu nối BTC gốc, cho phép nhà phát triển sử dụng Solidity mà vẫn đảm bảo sự xác quyết cuối cùng trên Bitcoin. BOB tập trung tăng tính kết hợp với các công cụ Ethereum, tạo điều kiện lý tưởng cho phát triển đa chuỗi. Thách thức lớn nhất là độ tin cậy của cầu nối BTC và mức độ phi tập trung của bộ xác thực.

Botanix

Botanix, ra mắt đầu năm 2025, là rollup EVM khác dành cho Bitcoin, với kiến trúc tiên tiến cho phép neo giao dịch EVM lên Bitcoin và giữ tốc độ thực thi nhanh ở tầng rollup. Botanix đề xuất thời gian tạo khối 5 giây, tích hợp hạ tầng ví và công cụ cung cấp thanh khoản. Mô hình chuyển đổi BTC cho phép đưa BTC vào rollup qua liên đoàn hoặc thông qua hợp đồng thông minh, tùy phương án triển khai. Botanix định vị mình là môi trường native trên Bitcoin cho các nhà phát triển quen thuộc hệ Ethereum.

Rollup trên Bitcoin vẫn đang trong giai đoạn khám phá. Hiện chưa giải pháp nào đạt được mức độ phi lưu ký tuyệt đối như rollup trên Ethereum. Thay vào đó, các dự án thường dùng mô hình lai, dựa vào cầu nối bên thứ ba hoặc sơ đồ khóa thời gian. Việc thiếu opcode xác thực tổng quát khiến Bitcoin chưa xác minh được trực tiếp zk-proof hay fraud proof. Tuy nhiên, các nghiên cứu về primitive như OP_CAT, OP_TAPLEAF_UPDATE_VERIFY hoặc Covenant có thể mở ra cơ hội cho rollup bảo chứng tốt hơn trong tương lai.

BitVM

BitVM là khuôn khổ mới được đề xuất, cho phép thực hiện tính toán hoàn chỉnh Turing trên Bitcoin mà không đòi hỏi thay đổi quy tắc đồng thuận. Xuất hiện lần đầu năm 2023, BitVM áp dụng giao thức thử thách–đáp trả giữa hai bên—prover và verifier—mô phỏng phép tính bất kỳ thông qua các cam kết băm và script điều kiện. Khung này sử dụng Taproot tree cùng giao dịch ký sẵn để đảm bảo ràng buộc game theory.

BitVM cho phép xử lý bất cứ hàm tính toán nào ngoài chuỗi và xác minh lại trên chuỗi Bitcoin, miễn là có ít nhất một bên trung thực tham gia giao thức thử thách. Điều này mở ra khả năng xác thực proof zero-knowledge, xây dựng cầu nối BTC gốc và xác nhận rollup.

BitVM khác hoàn toàn các hợp đồng thông minh truyền thống khi không thực thi tính toán trên chuỗi mà đưa toàn bộ quá trình sang off-chain, chỉ giải quyết tranh chấp trên Bitcoin lúc cần thiết. Phương pháp này vừa tiết kiệm không gian khối, vừa bảo toàn thiết kế tối giản của Bitcoin. Nhược điểm là độ trễ cao và cần nhiều tương tác giữa các bên, vì vậy BitVM thuận lợi hơn trong các trường hợp xác thực thanh toán, kiểm tra gian lận hoặc mở khóa có điều kiện hơn là ứng dụng trực tiếp cho người dùng cuối.

Làn sóng Layer-2 mới của Bitcoin: Merlin, B² Network và Bitlayer

Bên cạnh các Layer-2 lớn như Citrea, Stacks hay RSK, năm 2025 xuất hiện thêm nhiều giải pháp mới nhằm nâng cao khả năng lập trình và khả năng mở rộng của Bitcoin. Merlin hướng tới trở thành Layer-2 bản địa cho Bitcoin, tối ưu cho DeFi với giao dịch xác quyết cực nhanh, thông lượng vượt trội và bộ công cụ phát triển nhằm tái hiện thành công dApp của Ethereum—nhưng mọi giá trị và sự an toàn vẫn được chốt trên Bitcoin. Nhờ hỗ trợ hợp đồng thông minh EVM và cơ chế khuyến khích mạnh cho các nhà cung cấp thanh khoản, Merlin giúp thu hẹp khoảng cách giữa trải nghiệm DeFi trên Bitcoin và Ethereum.

B² Network ra mắt nền tảng zk-rollup chuyên biệt cho Bitcoin, cung cấp khả năng mở rộng và lập trình nhờ công nghệ proof không kiến thức. B² Network hỗ trợ hoàn chỉnh EVM, cho phép tái sử dụng code Solidity với mức bảo mật xác quyết như Bitcoin. Rollup này sử dụng SNARK đệ quy để nén dữ liệu giao dịch và xác minh hiệu quả, nhưng cũng như các rollup khác, vẫn cần tới cầu nối để di chuyển BTC qua các lớp.

Bitlayer triển khai phương pháp mô-đun, khẳng định là Layer-2 đầu tiên dùng zkVM cho Bitcoin. Dự án tạo điều kiện phát triển ứng dụng đa năng, bảo đảm mật mã mạnh mẽ, tận dụng Bitcoin làm lớp thanh toán và lưu trữ dữ liệu. Bitlayer còn ưu tiên linh hoạt trong thiết kế hợp đồng thông minh, hỗ trợ nhắn tin liên chuỗi, và tương thích với bộ công cụ Ethereum như Remix hay Hardhat. Dù còn rất mới, Bitlayer thu hút sự chú ý nhờ tiềm năng trở thành môi trường thực thi tổng hợp cho Bitcoin.

Nhìn chung, các dự án này phản ánh xu hướng lớn: các giải pháp Layer-2 không chỉ mở rộng năng suất cho Bitcoin mà còn biến Bitcoin thành nền tảng tài chính lập trình, có khả năng kết hợp cao. Mỗi giải pháp đều có ưu và nhược điểm về bảo mật, hiệu suất, phi tập trung, nhưng tựu trung cùng khẳng định Bitcoin hoàn toàn có thể hỗ trợ các ứng dụng phức tạp mà không đánh đổi giá trị nền tảng.

Mô hình peg-in/peg-out, nhóm xác thực và giả định về proof

Tất cả Layer-2 lập trình được trên Bitcoin đều cần cơ chế chuyển đổi tài sản giữa lớp gốc và lớp thứ hai. Những chuyển đổi này dựa vào cơ chế peg, tức là khóa BTC trên chuỗi chính rồi phát hành tài sản tương ứng ngoài chuỗi. Đảm bảo sự minh bạch, an toàn của bước này là yếu tố quyết định niềm tin và bảo vệ người dùng.

Mô hình phổ biến nhất là peg liên minh (federated peg), trong đó một nhóm ký tên kiểm soát ví đa chữ ký trên Bitcoin. Người dùng gửi BTC vào ví này và nhận token (L-BTC, RBTC...) trên sidechain. Khi rút, họ trả lại token và liên minh chuyển BTC về. Mô hình này đơn giản, dễ mở rộng nhưng tồn tại rủi ro lưu ký: nếu liên minh thông đồng hoặc bị tấn công, tài sản có nguy cơ mất hoặc bị đóng băng.

Một số hệ thống ứng dụng peg dựa trên hợp đồng thông minh hoặc HTLC, tạo điều kiện cầu nối phi lưu ký, nhưng vẫn bị giới hạn do ngôn ngữ script của Bitcoin. Rollup thường sử dụng peg một chiều: BTC được chuyển vào hợp đồng khóa, rồi nhận lại qua xác minh ngoài chuỗi sau này. Vì Bitcoin chưa hỗ trợ xác thực zk-proof hoặc fraud proof trực tiếp, nên niềm tin vẫn đặt ở cơ chế chuyển tiếp hoặc máy chủ xác thực ngoài chuỗi.

Nhóm xác thực cũng thay đổi tùy hệ. Một số sidechain như RSK dùng khai thác hợp nhất, dựa vào động lực kinh tế của thợ đào Bitcoin. Số khác sử dụng bộ ký khối chuyên biệt, proof-of-authority, hoặc proof-of-stake. Độ an toàn và khả năng chống kiểm duyệt của Layer-2 phụ thuộc lớn vào mức độ phi tập trung, minh bạch của nhóm xác thực.

Các hệ proof cũng không giống nhau: Rollup sử dụng proof không kiến thức (SNARK) hoặc fraud proof dạng lạc quan (optimistic). BitVM mở ra lớp proof tương tác dựa trên thách thức tính toán. Mỗi dạng đều có đánh đổi về tốc độ xử lý, chi phí xác thực và mức độ tin cậy đối với người dùng cuối.

Hệ sinh thái và công cụ phát triển

Layer-2 lập trình chỉ thực sự giá trị khi cộng đồng phát triển ứng dụng mạnh mẽ. Đến năm 2025, hệ sinh thái Bitcoin chứng kiến sự bùng nổ về công cụ xây dựng hợp đồng thông minh, phát hành tài sản, tích hợp ví.

Stacks cung cấp ngôn ngữ lập trình Clarity, đảm bảo tính toán dự đoán, tích hợp tự nhiên với khối Bitcoin. Nhà phát triển có thể xây dựng DeFi, NFT, DAO bằng Clarity và neo trực tiếp lên chuỗi Bitcoin.

RSK hỗ trợ đầy đủ Solidity và bộ công cụ EVM, giúp cộng đồng dev Ethereum chuyển dịch sang nền tảng Bitcoin dễ dàng. Các dự án như Sovryn, Tropykus sử dụng RSK để mang lending, giao dịch và stablecoin vào không gian Bitcoin.

Citrea và Botanix hướng tới cung cấp SDK cho rollup, cho phép lập trình bằng ngôn ngữ/lộ trình của Ethereum (Remix, Metamask, subgraph... đều được hỗ trợ).

Bộ công cụ cho BitVM còn sơ khai, song các nguyên mẫu trình biên dịch, máy giải quyết tranh chấp, trình xác thực on-chain đang dần xuất hiện. Đây sẽ là nền tảng để xây dựng ứng dụng sử dụng proof tương tác hoặc logic tính toán tùy biến.

Các nhà cung cấp hạ tầng như L2.watch, Chainway, BOB Studio đang phát triển dashboard, cầu nối, cổng thông tin nhằm thúc đẩy hoạt động Layer-2 trên Bitcoin. Nhờ khả năng tương tác ngày càng tốt, nhà phát triển có thể xây dựng ứng dụng liên chuỗi tận dụng sức mạnh hợp đồng thông minh, tài sản của Layer-2 và chốt giá trị bằng BTC.