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Le criptovalute e la blockchain stanno rapidamente guadagnando popolarità, spingendo gli sviluppatori a trovare nuovi modi per scalare le reti per soddisfare la crescente domanda. Sharding, sidechain, canali di stato e rollup sono tutti strumenti utilizzati per aumentare la scalabilità. I rollup blockchain trasferiscono il processo di esecuzione delle transazioni a catene di terze parti, trasferendo i dati ricevuti alla rete principale di primo livello. In questo articolo, esamineremo due tipi di rollup utilizzati nello spazio delle criptovalute: rollup ottimistico e rollup a conoscenza zero (rollup ZK).

Introduzione

L'interesse per le criptovalute è in rapida crescita e alcune blockchain non sono in grado di soddisfare la domanda di massa. Questo porta alla congestione della rete e all'aumento delle commissioni di transazione. Per risolvere questo problema, si stanno sviluppando e testando soluzioni per la scalabilità e l'aumento della produttività e della velocità di elaborazione delle transazioni. Tali soluzioni possono essere suddivise in due gruppi: soluzioni di primo e secondo livello.

Le soluzioni di scalabilità di livello 1 (come lo sharding) apportano modifiche direttamente alla blockchain principale (nota anche come blockchain di base o di livello 1). Le soluzioni di livello 2, invece, operano sulla blockchain di livello 1. Tali soluzioni includono, ad esempio, canali di stato, sidechain e rollup di blockchain.

I rollup blockchain sono protocolli progettati per offrire un throughput elevato e ridurre i costi. Mirano a risolvere un problema comune a molte blockchain popolari, raggruppando le transazioni e riducendo le dimensioni dei dati per un'elaborazione e un'archiviazione più efficienti.

Cosa sono i rollup blockchain

Rollup è una soluzione di livello 2 che aggrega i dati delle transazioni e li sposta al di fuori della rete principale (blockchain di livello 1). Le transazioni vengono eseguite off-chain e gli asset vengono memorizzati in uno smart contract sulla catena. Una volta completata l'elaborazione, i dati delle transazioni vengono rinviati alla blockchain principale.

In teoria, qualsiasi soluzione di livello uno può utilizzare il rollup per ottimizzare l'elaborazione delle transazioni e aumentare la produttività. I ​​rollup sono un modo efficace per aumentare la velocità di elaborazione delle transazioni su una blockchain.

Attualmente esistono due tipi di rollup: i rollup ottimistici e i rollup a conoscenza zero (ZK rollup).

Cos'è un rollup ottimistico?

L'optimistic rollup è un protocollo che migliora le prestazioni di rete raggruppando più transazioni per l'elaborazione off-chain. I dati risultanti vengono quindi ritrasmessi alla catena principale utilizzando tecniche di compressione dei dati, riducendo le commissioni e aumentando la velocità delle transazioni. Secondo Ethereum, gli ottimistic rollup possono migliorare la scalabilità di 10-100 volte.

Conferma delle transazioni in rollup ottimistici

Per motivi di efficienza, tutte le transazioni sono considerate valide di default. Velocità di elaborazione così elevate possono sollevare problemi di sicurezza. Tuttavia, i rollup ottimistici utilizzano un sistema di controllo antifrode con un periodo di risoluzione delle controversie (periodo di contestazione). Durante questo periodo, chiunque può presentare ricorso e verificare se la transazione è stata elaborata correttamente e se ha superato il controllo antifrode.

Se vengono rilevati errori, il protocollo di rollup li correggerà rieseguendo la/le transazione/i e aggiornando il blocco. Le parti che hanno approvato l'esecuzione di una transazione errata saranno penalizzate.

Limitazioni del rollup ottimistico

Nonostante l'eliminazione del processo di verifica delle transazioni, i rollup ottimistici implementano un periodo di contestazione che i rollup ZK non hanno, il che aumenta i tempi di elaborazione delle transazioni.

Inoltre, i rollup ottimistici richiedono generalmente più tempo per completare le transazioni rispetto ai rollup ZK. Il tempo di completamento è il periodo durante il quale l'utente attende la conferma che la transazione è stata completata e non verrà annullata o modificata. Anche i prelievi tramite rollup ottimistici richiedono più tempo, poiché includono un periodo di contestazione. I prelievi tramite rollup ZK, invece, vengono completati immediatamente dopo che lo smart contract ha verificato la presenza di frodi.

Alcuni utenti ritengono inoltre che gli ottimistici rollup siano meno efficienti degli ZK rollup. Per completare le transazioni in un ottimistico rollup, tutti i dati relativi all'operazione devono essere inseriti on-chain. Con le controparti ZK, è richiesta solo la verifica antifrode on-chain.

Cosa sono i rollup a conoscenza zero (ZK Rollup)

I rollup a conoscenza zero sono protocolli che raggruppano le transazioni per eseguirle off-chain. Per ciascun gruppo, l'operatore di rollup a conoscenza zero fornisce dati sulle modifiche richieste dopo l'esecuzione delle transazioni nel gruppo. Gli operatori eseguono controlli antifrode per dimostrare la correttezza delle modifiche. Queste prove sono molto più piccole dei dati delle transazioni, quindi la loro verifica è molto meno dispendiosa in termini di tempo e denaro.

Su Ethereum, gli ZK rollup riducono i dati tramite compressione quando le transazioni vengono scritte su Ethereum come calldata, il che riduce le commissioni.

Conferma delle transazioni nei rollup ZK

Per confermare le transazioni, gli ZK rollup utilizzano prove a conoscenza zero (ZKP). Il dimostratore fornisce la ZKP all'altra parte (il verificatore), confermando così di possedere determinate informazioni, ovvero che la transazione può essere eseguita.

Ecco come funziona:

1. Il dimostratore fornisce una dimostrazione matematica che solo lui può ottenere.

2. Grazie a questa prova matematica, il verificatore può confermare la validità della transazione.

3. Ciò consente di verificare l'accuratezza delle informazioni senza rivelarne il contenuto.

Vantaggi dei rollup ZK

Se implementati correttamente, gli ZK rollup possono garantire un elevato livello di sicurezza per gli utenti. Una delle caratteristiche chiave che migliora la sicurezza è l'utilizzo di prove a conoscenza zero. Queste garantiscono che la rete possa funzionare solo in stato verificato e che gli operatori non possano rubare i fondi degli utenti o danneggiare il sistema in alcun modo.

Un altro vantaggio degli ZK rollup è che gli utenti non devono monitorare la rete. Gli ZK rollup memorizzano tutti i dati sulla catena e utilizzano la prova di autenticità per la verifica. L'operatore del rollup non può ingannare nessuno, il che significa che la possibilità di frodi sulla rete è completamente esclusa. Inoltre, gli ZK rollup consentono di prelevare fondi sulla rete principale senza la necessità di collaborare con gli operatori, ma solo confermando la proprietà dei token attraverso la disponibilità dei dati.

Simili ai rollup ottimistici, i rollup ZK implementano un meccanismo di esecuzione delle transazioni off-chain per aumentare la velocità di elaborazione delle transazioni.

Differenze tra rollup ZK e rollup ottimistici

La tabella seguente mostra le principali differenze tra rollup rialzisti e ZK.

Il futuro degli ottimistici e degli ZK Rollup

Il futuro dei rollup ottimistici e ZK è ancora incerto. Con la crescente diffusione e adozione di criptovalute e blockchain, anche i rollup diventeranno sempre più importanti per migliorare l'efficienza delle blockchain. Le blockchain continueranno a testare diverse soluzioni di scalabilità, tra cui sharding, rollup e layer 0. In futuro, assisteremo probabilmente all'emergere e all'adozione di nuove soluzioni, in concomitanza o in alternativa ai rollup.

Insomma

Con la rapida crescita della domanda di criptovalute e la scoperta dei vari limiti delle blockchain, molti progetti hanno iniziato a offrire nuove soluzioni di scalabilità. In questo articolo, abbiamo esaminato le principali differenze tra i due tipi di rollup: ottimistico e ZK. Man mano che i rollup vengono ulteriormente testati e applicati a diversi problemi, è probabile che emerga un nuovo tipo di rollup più avanzato che ci aiuterà a raggiungere la scalabilità e a facilitare l'adozione di massa delle criptovalute.

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