Sommario
(come Bitcoin, Binance Chain, Ethereum) e l'infrastruttura di queste reti. Le blockchain Layer 1 possono verificare e completare le transazioni senza la partecipazione di altre reti. Migliorare la scalabilità della rete Layer 1 è molto difficile, come dimostrato da Bitcoin. Per risolvere questo problema, gli sviluppatori hanno creato protocolli Layer 2 che si basano sulla sicurezza e sul consenso delle reti Layer 1. Il Lightning Network di Bitcoin è un esempio tipico di protocollo Layer 2. Il Lightning Network consente agli utenti di effettuare transazioni liberamente, per poi scriverle sulla catena principale.
Introduzione
I termini Layer 1 e Layer 2 possono aiutarci a comprendere l'architettura delle diverse blockchain, progetti e strumenti di sviluppo. Se sei curioso riguardo alla relazione tra Polygon e Ethereum, o tra Polkadot e le sue parachain, comprendere i diversi livelli della blockchain aiuta a svelare il mistero.
Che cos'è il Layer 1?
La rete Layer 1 è un altro nome per la blockchain di base. Binance Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) e Solana sono tutti protocolli Layer-1. Li chiamiamo Layer 1 perché sono le reti principali all'interno del rispettivo ecosistema. Le soluzioni off-chain e le soluzioni Layer 2 sono costruite sulla main chain.
In altre parole, i protocolli Layer 1 possono gestire e completare transazioni sulla propria blockchain, avendo anche un token nativo per pagare le commissioni di transazione.
Scalabilità Layer 1
Le reti Layer 1 hanno generalmente problemi di scalabilità. Davanti alla crescente domanda di transazioni, Bitcoin e altre blockchain di grandi dimensioni stanno cercando di accelerare la velocità di elaborazione delle transazioni. Il meccanismo di consenso Proof of Work (PoW) utilizzato da Bitcoin richiede notevoli risorse computazionali.
Il PoW bilancia decentralizzazione e sicurezza, ma durante i picchi di transazioni, la velocità di funzionamento della rete diminuisce, portando a tempi di conferma delle transazioni prolungati e a costi più elevati.
Per anni, gli sviluppatori blockchain hanno cercato soluzioni di scalabilità, ma finora non hanno raggiunto un consenso su un'alternativa ottimale. Le opzioni per la scalabilità Layer 1 includono:
1. Aumentare le dimensioni dei blocchi per consentire a ciascun blocco di gestire più transazioni.
2. Modificare il meccanismo di consenso. La prossima versione di Ethereum 2.0 adotterà questa soluzione.
3. Implementare lo sharding, suddividendo il database.
Migliorare il Layer 1 richiede notevoli sforzi. In molti casi, non tutti gli utenti della rete accettano tali modifiche. Questo può portare a divisioni nella comunità e persino a fork hard. Il fork hard che ha portato alla nascita di Bitcoin Cash nel 2017 è una conseguenza di questo processo.
Witness Separato (SegWit)
Il SegWit (Witness Separato) di Bitcoin è un esempio di soluzione di scalabilità Layer 1. Il SegWit aumenta la capacità di Bitcoin cambiando il modo in cui i dati del blocco sono organizzati (rimuovendo le firme digitali dai dati delle transazioni). Questo libera spazio nel blocco, permettendo a ogni blocco di gestire più transazioni senza compromettere la sicurezza della rete. Il SegWit è stato implementato attraverso un soft fork retrocompatibile. Ciò significa che i nodi Bitcoin che non hanno ancora aggiornato per includere il SegWit possono comunque gestire le transazioni.
Che cos'è il sharding Layer 1?
Lo sharding è una comune soluzione di scalabilità Layer 1 utilizzata per aumentare la capacità delle transazioni. È una tecnica di partizionamento del database che può essere applicata al libro mastro distribuito della blockchain. La rete, insieme ai nodi sopra, è suddivisa in diversi shard per distribuire il carico di lavoro e aumentare la velocità delle transazioni. Ogni shard gestisce una parte delle attività dell'intera rete, cioè ogni shard ha le proprie transazioni, i propri nodi e blocchi indipendenti.
Dopo lo sharding, non è necessario mantenere una copia completa della blockchain su ogni nodo. Ogni nodo scrive il lavoro completato nella catena principale, condividendo in tempo reale i dati locali, inclusi i saldi degli indirizzi e altri parametri chiave.
Confronto tra Layer 1 e Layer 2
Il Layer 1 presenta alcuni colli di bottiglia ineludibili. A causa di limitazioni tecniche, è difficile o quasi impossibile implementare alcune modifiche sulla mainnet della blockchain. Ad esempio, Ethereum sta aggiornando per passare a un sistema di Proof of Stake (PoS), ma l'intero processo ha richiesto anni.
A causa di problemi di scalabilità, il Layer 1 stesso non è adatto per alcuni casi d'uso. Il processo di transazione sulla rete Bitcoin è troppo lungo, rendendo impossibile eseguire giochi blockchain sulla rete nella realtà. Tuttavia, gli sviluppatori di giochi potrebbero comunque voler sfruttare la sicurezza e la decentralizzazione del Layer 1. Pertanto, la soluzione migliore è costruire una soluzione Layer 2 su questa rete.
Lightning Network
Le soluzioni Layer 2 si basano sul Layer 1 per completare le transazioni. Il Lightning Network è un esempio famoso. Durante i picchi di traffico, possono essere necessarie ore per completare una transazione sulla rete Bitcoin. Il Lightning Network consente agli utenti di effettuare pagamenti rapidi con Bitcoin sotto la catena principale, per poi inviare il saldo alla catena principale in un secondo momento. Questo consente di aggregare tutte le transazioni in un'unica registrazione finale, risparmiando tempo e risorse.
Esempi di blockchain Layer 1
Abbiamo già compreso cosa sia il Layer 1, ora diamo un'occhiata ad alcuni esempi. Ci sono molti tipi di blockchain Layer 1, ognuna con le proprie peculiarità. Molte blockchain supportano casi d'uso unici. Non tutte le blockchain sono simili a Bitcoin o Ethereum. Per risolvere il dilemma del triangolo della blockchain, raggiungendo un buon equilibrio tra sicurezza, decentralizzazione e scalabilità, ogni rete ha le proprie soluzioni.
Elrond
Elrond è una rete Layer 1 creata nel 2018. Questa rete utilizza la tecnologia di sharding per migliorare le prestazioni e la scalabilità. La blockchain di Elrond può gestire oltre 100.000 transazioni al secondo. Il protocollo di consenso Security Proof of Stake (SPoS) e lo sharding adattivo sono le sue due caratteristiche uniche.
Lo sharding adattivo si riferisce alla suddivisione o fusione degli shard in base all'aumento o diminuzione degli utenti della rete. L'architettura complessiva della rete, comprese le sue stati e transazioni, sarà suddivisa. I validatori saranno anche assegnati a diversi shard, riducendo il rischio di takeover malevoli.
Il token nativo di Elrond, EGLD, viene utilizzato per pagare le commissioni di transazione, per implementare DApp e per premiare gli utenti che partecipano al meccanismo di verifica della rete. Inoltre, la rete Elrond ha ottenuto la certificazione di emissione negativa di carbonio, avendo compensato una quantità di carbonio superiore a quella emessa dal meccanismo PoS.
Harmony
Harmony è una rete Layer 1 che utilizza il Proof of Stake efficace (EPoS) e la tecnologia di sharding. La mainnet della blockchain ha quattro shard, creando e verificando nuovi blocchi simultaneamente. Ogni shard opera alla propria velocità, con altezze di blocco diverse.
Attualmente, Harmony sta attuando una strategia di "finanza cross-chain" per attrarre sviluppatori e utenti. Un ponte cross-chain senza fiducia che collega Ethereum e Bitcoin consente agli utenti di scambiare token senza dover affrontare i comuni rischi di custodia associati ai ponti e gioca un ruolo importante nella strategia di Harmony. Harmony si basa su organizzazioni autonome decentralizzate (DAO) e prove a zero conoscenza per realizzare la sua visione centrale di espandere il Web3.
Le blockchain multiple e cross-chain sembrano essere il futuro dello sviluppo della DeFi (finanza decentralizzata), rendendo i servizi di bridging di Harmony più attraenti per gli utenti. L'infrastruttura di token non fungibili, gli strumenti DAO e i protocolli di bridging sono le aree principali su cui Harmony si concentra.
Il token nativo ONE viene utilizzato per pagare le commissioni di transazione della rete. Gli utenti possono anche mettere in staking i token per partecipare al meccanismo di consenso e governance di Harmony. I validatori che partecipano con successo riceveranno ricompense in blocchi e commissioni di transazione.
Celo
Celo è una rete Layer 1 originata da un fork di Go Ethereum nel 2017. Dopo il fork, la rete ha subito alcune modifiche significative, tra cui l'implementazione del PoS e l'attivazione di un sistema di indirizzi unico. L'ecosistema Web3 di Celo include finanza decentralizzata, token non fungibili e soluzioni di pagamento. La rete ha confermato oltre 100 milioni di transazioni. Su Celo, chiunque può utilizzare un numero di telefono o un indirizzo email come chiave pubblica. Eseguire la blockchain non richiede hardware speciale; anche un computer standard può gestirla facilmente.
Il token principale di Celo, CELO, è un token di utilità standard utilizzato per la sicurezza, le transazioni e le ricompense. La rete utilizza anche cUSD, cEUR e cREAL come stablecoin. Questi token sono generati dagli utenti e il meccanismo di peg stabilizzato è simile a quello del token DAI di MakerDAO. Inoltre, le transazioni effettuate con stablecoin Celo possono essere pagate utilizzando qualsiasi altro asset Celo.
La volatilità del mercato delle criptovalute e la difficoltà di accesso scoraggiano molte persone, mentre l'obiettivo di Celo è migliorare la comodità attraverso il sistema di indirizzi e le stablecoin, promuovendo così le criptovalute.
THORChain
THORChain è una piattaforma decentralizzata di scambio (DEX) cross-chain senza autorizzazione. Questa rete Layer 1 è costruita utilizzando Cosmos SDK e verifica le transazioni attraverso il meccanismo di consenso Tendermint. L'obiettivo principale di THORChain è realizzare una liquidità decentralizzata cross-chain, evitando il processo di peg o imballaggio degli asset, consentendo agli investitori cross-chain di non dover affrontare i rischi aggiuntivi derivanti da entrambi.
Durante il funzionamento, THORChain funge da custode della cassaforte, regolando gli accessi e creando liquidità decentralizzata, eliminando intermediari centralizzati. RUNE è il token nativo di THORChain, utilizzato per pagare le commissioni di transazione, partecipare alla governance, verificare le transazioni e proteggere la sicurezza della rete.
Il modello di market maker automatizzato (AMM) di THORChain utilizza RUNE come valuta di base, consentendo agli utenti di scambiare RUNE con qualsiasi altro asset supportato. In un certo senso, il funzionamento del progetto è simile a quello di Uniswap cross-chain, con RUNE che funge da asset di regolamento per il pool di liquidità e asset di sicurezza nel progetto.
Kava
Kava è una blockchain Layer 1 che combina la velocità e l'interoperabilità di Cosmos con il supporto per sviluppatori di Ethereum. La rete Kava utilizza un'architettura "co-chain" che offre catene separate per gli ambienti di sviluppo EVM e Cosmos SDK. Con il supporto IBC sulla co-chain Cosmos, le applicazioni decentralizzate distribuite dagli sviluppatori possono funzionare senza soluzione di continuità tra gli ecosistemi di Cosmos ed Ethereum.
Kava utilizza il meccanismo di consenso Tendermint PoS, fornendo un'elevata scalabilità per le applicazioni sulla co-chain EVM. La rete Kava è finanziata da KavaDAO, e il meccanismo di incentivi per gli sviluppatori on-chain pubblici premia i primi cento progetti sulla co-chain in base all'utilizzo.
Kava supporta due tipi di token: il token di utilità nativo e il token di governance KAVA, e una stablecoin ancorata al dollaro chiamata USDX. KAVA è utilizzato per pagare le commissioni di transazione e i validatori possono mettere in staking i token per generare consenso della rete. Gli utenti possono delegare i token KAVA messi in staking ai validatori, guadagnando una parte dei KAVA emessi. Gli staker e i validatori possono anche votare per le proposte di governance, decidendo i parametri della rete.
IoTeX
IoTeX, fondato nel 2017, è una rete Layer 1 focalizzata sull'integrazione della blockchain e dell'Internet delle Cose. Gli utenti di IoTeX possono controllare i dati generati dai dispositivi, consentendo alle macchine di supportare DApp, asset e servizi. Le informazioni personali degli utenti hanno un certo valore e gestire le informazioni tramite blockchain può garantire la sicurezza dei dati.
IoTeX combina software e hardware, offrendo una nuova soluzione per controllare la privacy e i dati senza compromettere l'esperienza utente. Gli utenti possono utilizzare un sistema chiamato MachineFi per guadagnare asset digitali utilizzando dati del mondo reale.
IoTeX ha lanciato due prodotti hardware degni di nota: Ucam e Pebble Tracker. Ucam è una telecamera di sicurezza domestica avanzata che consente agli utenti di tenere sotto controllo la propria casa ovunque e mantenere la privacy dei dati. Pebble Tracker è un sistema di localizzazione globale supportato da 4G con funzionalità di tracciamento, in grado di monitorare non solo i dati GPS, ma anche i dati ambientali in tempo reale, inclusa la temperatura, l'umidità e la qualità dell'aria.
In termini di architettura blockchain, ci sono diverse soluzioni Layer 2 basate su IoTeX. La blockchain fornisce strumenti per creare reti personalizzate che utilizzano IoTeX per la conferma finale. Queste catene possono anche interagire e condividere informazioni tramite IoTeX. Gli sviluppatori possono facilmente creare nuove sottocategorie per soddisfare le esigenze specifiche dei propri dispositivi IoT. Il token di IoTeX, IOTX, è utilizzato per pagare le commissioni di transazione, per lo staking, per la governance e per la verifica della rete.
Conclusione
Oggi ci sono molte reti Layer 1 e protocolli Layer 2 nell'ecosistema blockchain. Sebbene possa essere facile confondersi, una volta compresi i concetti di base, è possibile comprendere facilmente l'architettura complessiva. È molto utile padroneggiare i concetti di base quando si esplorano nuovi progetti blockchain, in particolare quelli focalizzati sull'interoperabilità della rete e sulle soluzioni cross-chain.