Polkadot bắt đầu như một tầm nhìn táo bạo của Gavin Wood – đồng sáng lập Ethereum, người luôn trăn trở trước hạn chế về tốc độ và khả năng tương tác giữa các blockchain riêng lẻ. Từ những bước đi đầu tiên, dự án này đã nuôi tham vọng tạo ra “một mạng lưới của những mạng lưới”, nơi các parachain có thể kết nối và chia sẻ bảo mật với nhau.
Trải qua nhiều giai đoạn phát triển, Polkadot đã chứng minh sức mạnh của kiến trúc đa chuỗi: vừa đảm bảo tính phi tập trung, vừa tạo nền tảng vững chắc cho hàng loạt ứng dụng Web3. Tuy nhiên, hành trình ấy chưa dừng lại. Trước yêu cầu ngày càng cao của các lập trình viên và mong muốn trải nghiệm liền mạch hơn, Gavin Wood một lần nữa tiến về phía trước với JAM (Join and Accumulate Machine).
JAM được xem như chương tiếp theo của câu chuyện Polkadot, bổ sung cơ chế máy ảo mới (PVM), xây dựng lối tiếp cận “ordered accumulation” linh hoạt, và đề xuất mô hình “dịch vụ” (service) để thay thế một phần parachain truyền thống. “Gray paper” của JAM liên tục cập nhật các phiên bản vào cuối năm 2024, đánh dấu tròn 10 năm sau khi Gavin Wood công bố bản “Yellow paper” đặt nền móng cho Ethereum.
Polkadot tính tới nay, ngày đầu năm mới âm lịch 2025, đã tiến hóa qua nhiều chặng, mỗi lần lại bồi đắp thêm khái niệm mới và cải tiến quan trọng. Bài viết này kể lại hành trình “đa chuỗi” ấy, đồng thời lý giải cách mà JAM kế thừa và nâng tầm Polkadot, giúp hệ sinh thái sẵn sàng bước vào kỷ nguyên Web3 – nơi một “máy tính phi tập trung toàn cầu” không còn là viễn cảnh, mà đã trở thành hiện thực ngay trước mắt chúng ta.
1. Bối cảnh và ý tưởng ban đầu của Polkadot
1.1 Người sáng lập và tầm nhìn
- Người sáng lập: Polkadot được khởi xướng bởi Tiến sĩ Gavin Wood – đồng sáng lập Ethereum, người đã đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển ngôn ngữ lập trình Solidity.
- Tầm nhìn: Polkadot hướng tới xây dựng một hạ tầng đa chuỗi (multi-chain) phi tập trung, nơi nhiều blockchain khác nhau có thể kết nối, tương tác với nhau một cách liền mạch, chia sẻ bảo mật và quản trị thống nhất. Mục tiêu là tạo ra một “mạng lưới của các mạng blockchain”, tối ưu tốc độ, khả năng mở rộng và tính tùy biến.
1.2 Những vấn đề Polkadot muốn giải quyết
- Khả năng mở rộng (Scalability): Ethereum và nhiều blockchain thế hệ đầu gặp vấn đề tắc nghẽn mạng, phí giao dịch cao.
- Khả năng tương tác (Interoperability): Các blockchain hoạt động rời rạc, khó trao đổi dữ liệu và giá trị.
- Bảo mật chia sẻ (Shared security): Mỗi dự án tận dụng chung lớp đồng thuận và validator của Polkadot, thay vì phải tự “chăm lo” bảo mật.
2. Kiến trúc Parachain: Trái tim của Polkadot (hiện tại)
2.1 Relay Chain
- Relay Chain là chuỗi trung tâm của Polkadot, tập trung cơ chế đồng thuận (consensus), quản trị (governance) và bảo mật.
- Các dự án có thể kết nối vào Relay Chain, kế thừa bảo mật, thay vì phải duy trì đồng thuận độc lập.
2.2 Parachain
- Parachain là những blockchain chạy song song, được Relay Chain xác thực. Parachain vẫn có logic riêng, nhưng “mượn” bảo mật từ Relay Chain.
- Parachain tương tác với nhau và với Relay Chain qua XCMP (Cross-Chain Message Passing).
2.3 Đấu giá slot parachain
- Dự án muốn trở thành parachain phải tham gia đấu giá để giành slot giới hạn.
- Có thể dùng crowdloan (DOT) từ cộng đồng để nâng cơ hội thắng đấu giá.
3. Những hạn chế của Polkadot hiện nay
- Đấu giá slot phức tạp: Mỗi parachain phải cạnh tranh, tốn kém nguồn vốn và thời gian.
- Cộng đồng dev: So với Ethereum/EVM, Polkadot yêu cầu Substrate (Rust), độ dốc học tập cao.
- Khó khăn về truyền thông: Mô hình multi-chain khá phức tạp, người dùng phổ thông cần thời gian để làm quen.
- Tính liên chuỗi (cross-chain) vẫn đang hoàn thiện: Hệ sinh thái đang tích cực phát triển cầu nối (bridge) với bên ngoài (Ethereum, Cosmos, v.v.), nhưng còn chưa thực sự “mượt” ở mọi khía cạnh.
4. JAM (Join and Accumulate Machine) – Bước tiến mới
Gần đây, Gavin Wood liên tục chia sẻ về JAM (Join and Accumulate Machine). Đây là nỗ lực “tiến hóa Polkadot” sang thế hệ mới, với cách tiếp cận linh hoạt hơn trong lập trình, bảo mật, và sử dụng tài nguyên on-chain. Độc giả có thể nghe Gavin trình bày về JAM Roadmap tại đây: https://www.youtube.com/watch?v=Jq8XBs1wPhg và tại đây https://www.youtube.com/watch?v=UxcmPC-yY0A
4.1 Mục tiêu tổng quan của JAM
- Tương thích với Relay Chain
- JAM được thiết kế để tương thích ngược với Polkadot Relay Chain hiện tại.
- Hỗ trợ Corlay (định hướng tương lai)
- Corlay là nền tảng “smart contract actors” mang tính đồng bộ cao (synchronously composable), hướng tới một “Global Super-Computer” thực thụ, nơi người dùng có thể viết và chạy các chương trình (hoặc hợp đồng thông minh) “liên tục”, không bị trói buộc bởi mô hình block-based.
4.2 Cấu phần kỹ thuật mới
-
PVM (Polkadot Virtual Machine)
- Một máy ảo (VM) dựa trên RISC-V, với “64-bit registers”, paging 4KB, cho phép linh hoạt mở rộng, hủy, hoặc quản lý bộ nhớ (các trang nhớ) trong suốt quá trình chạy.
- Có khả năng tương thích với LLVM (dự kiến trong 12 tháng), giúp biên dịch code Rust/C/C++ sang PVM dễ dàng.
-
Ordered Accumulation
- Khái niệm “tích lũy có thứ tự” (introduced từ bản gray paper 0.4 trở đi), cho phép chương trình (work package) đọc–ghi dữ liệu qua nhiều block liên tiếp mà không phải chờ 1–2 block như trước.
- Giúp 0-latency segment IO: viết dữ liệu ở block t, đọc lại ở block t+1 (cùng core index), nâng cao hiệu quả và tính “liên tục” cho ứng dụng.
-
Dịch vụ (Service) – thay thế hoặc bổ sung cho mô hình parachain
- Trong JAM, một số tính năng—như Bridge Hub, Storage Network, thậm chí full node L1 của blockchain khác—có thể chạy dưới dạng “dịch vụ” thay vì xây parachain.
- Các dịch vụ này kế thừa bảo mật của JAM, có thể giao tiếp cross-chain tốc độ cao, giảm gánh nặng duy trì slot parachain.
5. Ưu điểm nổi bật của JAM
-
Máy tính “liên tục”
- Thoát khỏi mô hình “block-based gas limit” cứng nhắc (như Ethereum). Nếu chương trình chạy lâu, nó bị tạm dừng (suspend) và tiếp tục ở block sau, miễn trả phí tương ứng.
- Người dùng/nhà phát triển không phải lo “vỡ gas” – code “chạy quá dài” chỉ khiến chi phí tăng, chứ không thất bại.
-
Phù hợp lập trình đa ngôn ngữ
- Cơ chế VM cho phép biên dịch code Rust, C, C++ (hoặc ngôn ngữ khác) sang PVM. Mô hình này tiệm cận kiểu “viết ứng dụng như trên máy tính thật”.
-
Chia sẻ DA (Data Availability) và bảo mật
- JAM sử dụng chung lớp validator, DA của Polkadot. Dữ liệu được phân đoạn (segment) và “ordered accumulation” đảm bảo đồng bộ nhanh giữa các block.
-
Linh hoạt triển khai “service”
- Các use-case như Bridge, Storage, Full Node embed… có thể hoạt động trực tiếp trong JAM mà không cần parachain. Giảm chi phí, tăng tương tác cross-chain.
6. Tương lai của Polkadot với JAM
6.1 Lộ trình “gray paper” của JAM - xêm thêm tại: https://www.graypaper.com/
- Từ 0.1 → 0.4 → 0.5:
- Giới thiệu dần ordered accumulation, cải tiến PVM (64-bit registers, paging,…).
- 0.6 (Feature Freeze):
- Dự kiến “chốt” tính năng cốt lõi (Grandpa, MMB, Network protocol). Sau đó chỉ còn sửa lỗi, tối ưu hiệu năng.
- 0.7 → 0.8:
- Chạy thử “toaster” (mô phỏng mạng quy mô), kiểm tra và tối ưu network, erasure coding, cross-service.
- Bắt đầu dịch vụ mẫu (prototyping).
- 0.9 → 1.0:
- Audit bảo mật, hoàn thiện cuối. JAM chính thức ra mắt, sẵn sàng phục vụ các ứng dụng Corlay, CoreChains, Core VM…
6.2 Ứng dụng thực tiễn (Use Cases) trên JAM
- Cor VM:
- Chạy chương trình “liên tục” (suspend-resume) như game, mô phỏng, machine learning…
- Core Chains:
- Thay thế relay chain hiện tại, xử lý message passing, finality, slashing.
- Corlay:
- Nền tảng hợp đồng thông minh “actors”, hứa hẹn giảm bớt mô hình “gas out”, tăng tính đồng bộ giữa nhiều hợp đồng/phân mảnh.
6.3 Đóng góp của JAM cho Polkadot
- Nâng cấp mạnh mẽ về lập trình: Từ mô hình “block-based transaction” sang mô hình “máy tính liên tục” – thu hút thêm lập trình viên, mở rộng khả năng ứng dụng.
- Mô hình dịch vụ thay vì phải đấu giá parachain: Tiết kiệm thời gian, chi phí, mở ra cơ hội cho nhiều dự án mới.
- Khả năng cross-chain sâu hơn: Với mô hình “ordered accumulation” và network protocol tối ưu, JAM có thể đẩy mạnh liên kết giữa Polkadot với bên ngoài (Ethereum, Cosmos, v.v.), giúp dòng tài sản và dữ liệu “chảy” tự do hơn.
7. Tổng kết
Polkadot vẫn duy trì tầm nhìn về một hạ tầng đa chuỗi bảo mật và tương tác lẫn nhau. Những khái niệm cốt lõi như Relay Chain, Parachain tiếp tục là xương sống của hệ sinh thái. Tuy nhiên, JAM (Join and Accumulate Machine) mang đến một bước phát triển vượt bậc:
- Tư duy lập trình mới: Thay vì bị giới hạn bởi mô hình “block & gas” truyền thống, JAM hướng tới tiến hóa Polkadot thành một “Global Super-Computer” – nơi code có thể chạy liên tục, tận dụng “ordered accumulation” và DA chia sẻ.
- Service-Oriented: Mở ra hướng triển khai “dịch vụ” (service) linh hoạt, kế thừa bảo mật Polkadot, không cần slot parachain.
- Hướng tới Corlay: Một nền tảng hợp đồng thông minh “actor-based”, hứa hẹn khả năng đồng bộ (composability) cao, giảm độ phức tạp của cơ chế gas-limit như Ethereum.
Như vậy, JAM được kỳ vọng sẽ tạo ra bứt phá lớn về trải nghiệm của các nhà phát triển lẫn người dùng trên Polkadot, thúc đẩy chuyển đổi sang mô hình Web3 mang tính “hệ điều hành” hơn là blockchain truyền thống. Dù còn nhiều thách thức trong tối ưu mạng, triển khai cross-service và quản trị, tầm nhìn “JAM + Polkadot” phản ánh khát vọng của Gavin Wood về một hệ sinh thái blockchain đa năng, linh hoạt và tối ưu cho kỷ nguyên Web3.
29/1/2025. Mùng 1 Tết âm lịch
Đỗ Ngọc Minh - minhdo@uba.edu.vn Liên minh blockchain trong các trường Đại học.
