TL;DR
La popolarità delle criptovalute e della blockchain sta crescendo rapidamente, così come il numero di utenti e transazioni. La Blockchain è davvero una cosa rivoluzionaria. Tuttavia, la scalabilità, ovvero la capacità del sistema di crescere soddisfacendo la domanda crescente, è sempre una sfida. Le reti blockchain pubbliche altamente decentralizzate e sicure spesso hanno difficoltà a raggiungere un throughput elevato.
Questo viene spesso descritto come il Trilemma Blockchain in cui si afferma che è impossibile per un sistema decentralizzato raggiungere allo stesso modo decentralizzazione, sicurezza ed elevata scalabilità. In realtà, una rete blockchain può avere solo due di questi tre fattori.
Fortunatamente, però, migliaia di appassionati ed esperti stanno lavorando a soluzioni scalabili. Alcune di queste soluzioni sono progettate per modificare l'architettura blockchain primaria (Layer 1), mentre altre si concentrano sui protocolli Layer 2 che operano sulla rete sottostante.
Introduzione
Con il gran numero di blockchain e criptovalute disponibili, potresti non essere in grado di capire se stai utilizzando una catena di livello 1 o di livello 2. È importante comprendere il sistema che stai utilizzando o in cui stai investendo. In questo articolo capirai le differenze tra le blockchain di livello 1 e di livello 2, nonché le varie soluzioni di scalabilità.
Che cos'è la blockchain di livello 1 e di livello 1? Strato 2?
Il termine Layer 1 si riferisce al livello base di un’architettura blockchain. Questo livello è la struttura principale di una rete blockchain. Bitcoin, Ethereum e BNB Chain sono esempi di blockchain di livello 1. Il livello 2 è reti costruite sopra altre blockchain. Quindi, se Bitcoin è Layer 1, allora la Lightning Network che opera su di esso è un esempio di Layer 2.
L’aumento della scalabilità delle reti blockchain può essere classificato in soluzioni Layer 1 e Layer 2. Le soluzioni Layer 1 cambieranno direttamente le regole e i meccanismi della blockchain originale. Le soluzioni di livello 2 utilizzeranno reti parallele esterne per facilitare le transazioni al di fuori della catena principale.
Perché la scalabilità della blockchain è importante?
Immagina che sia in costruzione una nuova autostrada tra una grande città e i suoi sobborghi in rapida crescita. Poiché la quantità di traffico sull'autostrada aumenta e la congestione diventa un luogo comune, soprattutto nelle ore di punta, il tempo medio da A a B può aumentare in modo significativo. Ciò è ovviamente dovuto al fatto che l’infrastruttura stradale ha una capacità limitata, mentre la domanda continua ad aumentare.
Quindi, quali misure possono adottare le autorità per aiutare un maggior numero di pendolari a percorrere questa tratta più rapidamente? Una soluzione è migliorare l’autostrada aggiungendo corsie su ciascun lato. Tuttavia, ciò non è sempre pratico, poiché questa soluzione è costosa e causerà problemi a chi già utilizza l’autostrada. Una soluzione alternativa è pensare in modo creativo e prendere in considerazione approcci che non siano correlati alla modifica delle infrastrutture principali, come la costruzione di ulteriori strade di accesso o addirittura il lancio di una linea di metropolitana leggera lungo l’autostrada.
Nel campo della tecnologia blockchain, l’autostrada principale è il Layer 1 (rete principale), mentre le strade di accesso aggiuntive sono soluzioni del Layer 2 (reti secondarie per aumentare la capacità complessiva).
Bitcoin, Ethereum e Polkadot sono considerati blockchain di livello 1. Queste blockchain sono il livello base che elabora e registra le transazioni per i rispettivi ecosistemi con criptovalute native generalmente utilizzate per pagare commissioni e fornire un'utilità più ampia. Polygon è un esempio di soluzione di ridimensionamento Layer 2 per Ethereum. La rete Polygon controlla regolarmente la rete principale di Ethereum per aggiornare il suo stato.
La capacità di throughput è un elemento importante di una blockchain. Si tratta di una misura di velocità ed efficienza che mostra il numero di transazioni che possono essere elaborate e registrate entro un determinato periodo di tempo. Con l’aumento del numero di utenti e del numero di transazioni simultanee, le blockchain di livello 1 diventeranno lente e costose da utilizzare. Ciò vale soprattutto per le blockchain di livello 1 che utilizzano meccanismi di Proof of Work anziché Proof of Stake.
Problemi attuali del livello 1
Bitcoin ed Ethereum sono ottimi esempi di reti Layer 1 con problemi di ridimensionamento. Entrambi proteggono la rete attraverso un modello di consenso distribuito. Ciò significa che tutte le transazioni vengono verificate da più nodi prima di essere convalidate. Tutti questi nodi minerari competono per risolvere complessi enigmi computazionali. I minatori di successo riceveranno ricompense sotto forma di criptovaluta nativa della rete.
In altre parole, tutte le transazioni richiedono una verifica indipendente da parte di più nodi prima di essere confermate. Questo è un modo efficace per inserire e registrare dati corretti e verificati nella blockchain, mitigando al tempo stesso il rischio di attacchi da parte di attori malintenzionati. Tuttavia, una volta che una rete diventa popolare come Ethereum o Bitcoin, le richieste di throughput diventano un problema crescente. Durante i periodi di congestione della rete, gli utenti riscontreranno tempi di conferma più lenti e commissioni di transazione più elevate.
Come funziona la soluzione di ridimensionamento di livello 1?
Sono disponibili diverse opzioni per le blockchain di livello 1 che possono aumentare il throughput e la capacità complessivi della rete. Se la blockchain utilizza la Proof of Work, il passaggio alla Proof of Stake potrebbe essere un’opzione per aumentare le transazioni al secondo (TPS) riducendo al contempo i costi di elaborazione. Tuttavia, ci sono opinioni diverse all’interno della comunità cripto riguardo ai vantaggi e all’impatto a lungo termine della Proof of Stake.
Le soluzioni di scalabilità sulle reti Layer 1 vengono solitamente introdotte dal team di sviluppo del progetto. A seconda della soluzione, la comunità dovrà effettuare un hard fork o un soft fork della rete. Alcune modifiche minori sono compatibili con le versioni precedenti, come l'aggiornamento SegWit di Bitcoin.
Modifiche più grandi, come l’aumento della dimensione del blocco di Bitcoin a 8 MB, richiedono un hard fork. Ciò si traduce in due versioni della blockchain, ovvero una con aggiornamenti e una senza aggiornamenti. Un'altra opzione per aumentare il throughput della rete è lo sharding. Questa azione divide le operazioni blockchain in parti più piccole che possono elaborare i dati simultaneamente anziché in sequenza.
Come funziona la soluzione di ridimensionamento Layer 2?
Come discusso, le soluzioni di livello 2 si basano su reti secondarie che funzionano in parallelo o indipendentemente dalla catena primaria.
Arrotolare
Il rollup a conoscenza zero (il tipo più comune) raggruppa le transazioni di livello 2 fuori catena, quindi le invia come una singola transazione sulla catena principale. Questo sistema utilizza la prova di validità per verificare l'integrità delle transazioni. Le risorse vengono archiviate nella catena originale con uno smart contract ponte, quindi lo smart contract conferma che il rollup funziona come previsto. In questo modo, la sicurezza di rete nativa trae vantaggio dai rollup che non richiedono un utilizzo intensivo delle risorse.
Catena laterale
Sidechain è una rete blockchain indipendente con un proprio set di validatori. Ciò significa che il collegamento del contratto intelligente sulla catena principale non verifica la validità della rete sidechain. Pertanto, devi avere fiducia che la sidechain funzioni correttamente, perché può controllare le risorse sulla catena originale.
Canale di Stato
Il canale statale è un ambiente di comunicazione bidirezionale tra le parti coinvolte nella transazione. Le parti chiudono una porzione della blockchain sottostante e la collegano a un canale di transazione off-chain. Questo di solito viene fatto tramite uno smart contract concordato o firme multiple. Quindi, le parti eseguono la transazione o il batch di transazioni off-chain senza inviare immediatamente i dati della transazione al registro distribuito sottostante (ovvero, la catena principale). Una volta completate tutte le transazioni nella catena, lo “stato” finale del canale viene trasmesso alla blockchain per la convalida. Questo meccanismo consente velocità di transazione più elevate e una maggiore capacità complessiva della rete. Soluzioni come Bitcoin Lightning Network e Raiden di Ethereum operano sulla base di canali statali.
Blockchain nidificata
Questa soluzione si basa su una serie di catene secondarie che si trovano sopra la blockchain “madre” primaria. Le blockchain nidificate funzionano in base a regole e parametri stabiliti dalla catena madre. La catena principale non partecipa all’esecuzione delle transazioni e il suo ruolo è limitato alla risoluzione delle controversie, se necessario. Il lavoro quotidiano è delegato a catene “figlie” che restituiscono le transazioni elaborate alla catena principale dopo che sono state completate al di fuori della catena principale. Il progetto Plasma di OmiseGO è un esempio di soluzione blockchain nidificata di livello 2.
Limitazioni delle soluzioni di ridimensionamento Layer 1 e Layer 2
Le soluzioni Layer 1 e Layer 2 presentano vantaggi e svantaggi unici. Lavorare con il Livello 1 può fornire la soluzione più efficace per gli aggiornamenti del protocollo su larga scala. Tuttavia, ciò significa anche che i validatori devono essere incoraggiati ad accettare le modifiche tramite un hard fork.
Un esempio di quando i validatori potrebbero non voler farlo è il passaggio da Proof of Work a Proof of Stake. I minatori perderanno entrate con questo passaggio a sistemi più efficienti, creando un disincentivo a migliorare la scalabilità.
Il livello 2 fornisce un modo più rapido per aumentare la scalabilità. Tuttavia, a seconda del metodo utilizzato, si può perdere gran parte della sicurezza della blockchain originale. Gli utenti si fidano di reti come Ethereum e Bitcoin per la loro resilienza e il loro track record in termini di sicurezza. Eliminando aspetti del Livello 1, spesso è necessario fare affidamento sui team e sulle reti del Livello 2 per efficienza e sicurezza.
Cosa c'è dopo il Livello 1 e il Livello 2?
Una domanda importante è se avremo bisogno di una soluzione di livello 2 poiché il livello 1 diventa più scalabile. Le blockchain esistenti sono state aggiornate e sono state create nuove reti con una buona scalabilità. Tuttavia, occorrerà molto tempo prima che il sistema principale aumenti la propria scalabilità e ciò non è garantito. L’opzione più probabile è che il Livello 1 si concentri sulla sicurezza e consenta alle reti del Livello 2 di adattare i propri servizi a usi specifici.
Nel prossimo futuro esiste la possibilità che grandi catene come Ethereum continuino a dominare grazie alle loro grandi comunità di utenti e sviluppatori. Tuttavia, la sua ampia rete di validatori decentralizzati e la sua reputazione affidabile creano una solida base per soluzioni Layer 2 mirate.
Copertina
Da quando sono iniziate le criptovalute, la ricerca di una maggiore scalabilità ha portato a un duplice approccio con miglioramenti di livello 1 e soluzioni di livello 2. Se disponi di un portafoglio crittografico diversificato, probabilmente hai già un'esposizione alle reti di livello 1 e livello 2 comprendere la differenza tra entrambi insieme ai vari approcci di ridimensionamento che offrono.