Cos'è un Crypto Layer 2 e come funziona?

Per comprendere la tecnologia blockchain, è fondamentale iniziare dalle fondamenta, note come " Livello 1 " (L1). Questo livello rappresenta il fondamento delle reti decentralizzate come Bitcoin (BTC) ed Ethereum (ETH). Queste piattaforme operano su sistemi di contabilità distribuita che facilitano la proprietà e lo scambio di risorse digitali senza la necessità di intermediari. L'assenza di dipendenza da terze parti significa che chiunque può utilizzare il protocollo L1 utilizzando un dispositivo informatico personale, come un laptop o anche un Raspberry Pi.

Al centro del Livello 1 c'è il meccanismo di consenso , che garantisce a tutti i partecipanti, o nodi, della rete di raggiungere alla fine un accordo sullo stato del sistema, ad esempio confermando la quantità di ETH posseduta da un utente in un dato momento. Attualmente, il Layer 1 della rete Bitcoin può elaborare circa sette transazioni al secondo, mentre la capacità di Ethereum è leggermente superiore, ma comunque limitata a decine di transazioni al secondo. Queste limitazioni si traducono in una corsa competitiva per lo spazio nei blocchi.

Questa competizione si manifesta sotto forma di commissioni di transazione, con gli utenti che fanno offerte a vicenda per dare priorità alle loro transazioni e confermarle più rapidamente sulla blockchain. Maggiore è la commissione offerta da un utente, prima è probabile che la transazione venga elaborata. Questo collo di bottiglia nel throughput ha spesso portato a congestione e costi più elevati, rappresentando una sfida significativa in termini di scalabilità.

Sebbene l’equilibrio intrinseco tra decentralizzazione, sicurezza e scalabilità – spesso definito Trilemma Blockchain – sembri essere un vincolo fondamentale, le soluzioni Layer 2 sono state sviluppate per affrontare queste limitazioni. Tecnologie come i rollup per Ethereum e la Lightning Network per Bitcoin sono progettate per migliorare la capacità di transazione e l’efficienza di queste reti, offrendo una strada promettente per superare gli ostacoli inerenti alle loro controparti Layer 1.

Le cronache del livello 2: passi verso la scalabilità della blockchain

Gli utenti di criptovalute incontrano spesso commissioni elevate e transazioni ritardate a causa del limite di elaborazione della rete, che attualmente ammonta a circa 1,5 milioni di transazioni al giorno e solo a circa 15 transazioni al secondo. Eventi ad alto traffico, come la vendita di terreni virtuali Otherside di Yuga Labs o il mercato rialzista del 2021, esemplificano la congestione della rete e i conseguenti picchi di tariffe e le lente prestazioni delle applicazioni.

Le soluzioni Layer 2, o "L2", sono le innovazioni tecnologiche progettate per alleviare questo collo di bottiglia. Agendo come autostrade supplementari alla vivace rete principale di Ethereum, questi L2 offrono transazioni rapide ed efficienti in termini di costi, pur beneficiando della sicurezza della rete sottostante e della natura decentralizzata. Pensa alle L2 come arterie stradali che corrono lungo la principale arteria blockchain, complete di rampe di accesso/uscita per un facile accesso, fornendo una rapida alternativa alle strade principali congestionate.

Arbitrum, Optimism e zk-Sync stanno guidando la carica come popolari reti L2 su Ethereum, mentre Lightning Network svolge una funzione simile per gli utenti Bitcoin. Collettivamente, queste reti detengono una capitalizzazione di mercato vicina ai 2 miliardi di dollari, riflettendo il loro ruolo fondamentale nella scalabilità della blockchain.

I Layer 2 si distinguono non solo riducendo le tariffe attraverso il raggruppamento di transazioni off-chain, ma anche espandendo l’utilità grazie alla loro capacità di elaborare più transazioni al secondo a un costo inferiore. Ciò consente esperienze utente migliorate e una gamma più ampia di applicazioni, con l’obiettivo finale di rivaleggiare con l’efficienza dei processori di pagamento centralizzati come Visa e Mastercard.

L’integrazione di L2 è essenziale per affrontare i problemi di scalabilità legati alla decentralizzazione inerenti ai sistemi blockchain. Laddove i sistemi bancari tradizionali beneficiano del controllo centralizzato per una regolamentazione dei pagamenti più efficiente, la blockchain deve mantenere sicurezza e trasparenza tra migliaia di partecipanti alla rete. In questo contesto, il Livello 1 assume il ruolo di garantire sicurezza e decentralizzazione, mentre il Livello 2 si concentra sull’ampliamento delle capacità di transazione, lavorando insieme verso una rete che non solo sia più veloce ma anche più facile da usare, garantendo che la tecnologia blockchain possa soddisfare le richieste dei mercati globali e forse, un giorno, diventeranno superiori ai tradizionali canali finanziari.

Come funziona il livello 2?

I protocolli Layer 2 (L2) fungono da framework avanzato per Ethereum, progettato per gestire le transazioni al di fuori della rete Ethereum principale (Layer 1), sfruttando al tempo stesso la solida sicurezza fornita dalla blockchain principale. Queste soluzioni Layer 2 sono blockchain separate che completano ed estendono la funzionalità di Ethereum, fornendo un ambiente scalabile in cui la rete può operare in modo più efficiente.

L'ingegnosità delle soluzioni L2 risiede nella loro capacità di alleggerire un carico significativo dal livello 1. Ciò non solo riduce la congestione ma migliora anche la scalabilità complessiva del sistema. Una delle tecnologie chiave all'interno del Layer 2 è il concetto di rollup. I rollup funzionano raggruppando centinaia di transazioni in un'unica transazione di livello 1, condividendo e riducendo al minimo le commissioni di transazione tra tutti gli utenti inclusi nel rollup. Sebbene queste transazioni vengano eseguite al di fuori del Livello 1, i loro dati vengono comunque pubblicati sul Livello 1, il che garantisce che la sicurezza di Ethereum sia mantenuta: ripristinare una transazione all'interno di un rollup richiederebbe il ripristino di una transazione su Ethereum stesso.

Esistono due forme principali di rollup: ottimistico e a conoscenza zero . Entrambi i tipi differiscono nel metodo utilizzato per inviare i dati delle transazioni al Livello 1, ma l'obiettivo rimane lo stesso: garantire la fedeltà e la sicurezza dei dati delle transazioni scaricando la maggior parte del lavoro computazionale.

Oltre ai rollup, il Layer 2 include anche sidechain e altri framework che supportano una moltitudine di applicazioni. Alcuni L2 sono progettati per essere aperti e accessibili, supportando un'ampia gamma di applicazioni, mentre altri sono più specializzati e soddisfano esigenze di progetto specifiche. Indipendentemente dalla loro struttura, la caratteristica essenziale di tutte le soluzioni Layer 2 è la loro capacità di riportare i dati delle transazioni al Layer 1, dove sono ancorati in modo sicuro nel registro e nei registri storici della blockchain.

Lo spazio del Livello 2 è un campo dinamico con diversi livelli di accessibilità e applicazione. Scaricando il carico di lavoro dal Livello 1 e re-inviandovi i dati delle transazioni, i protocolli Livello 2 migliorano la funzionalità, la velocità e l'efficienza della rete Ethereum, pur mantenendo l'integrità e la sicurezza fornite dalla tecnologia blockchain. Questa architettura a doppio strato garantisce che, man mano che Ethereum continua a crescere ed evolversi, possa soddisfare le richieste dei suoi utenti e delle sue applicazioni senza sacrificare i suoi principi fondamentali.

Esistono alcuni tipi di rollup, ciascuno con le proprie sfumature. Ad esempio, i rollup Optimistic e ZK (Zero-Knowledge) differiscono nel modo in cui comunicano con la catena principale.

Rollup ottimistici

I rollup ottimistici operano insieme alla blockchain primaria di Ethereum. Elaborano le transazioni su un binario parallelo prima di riportare i risultati alla catena principale. Gli utenti preferiscono questi rollup a causa delle tariffe più basse. Se c'è il sospetto di una transazione fraudolenta, questa può essere contestata e verificata attraverso prove di frode, che ricostruiscono la transazione utilizzando i dati statali esistenti. Sebbene il processo di risoluzione possa richiedere più tempo rispetto ai rollup ZK, le transazioni all'interno del rollup Optimistic stesso vengono confermate rapidamente.

I rollup ottimistici sono anche pienamente compatibili con la Ethereum Virtual Machine (EVM), il che significa che possono rispecchiare qualsiasi funzione dalla rete principale di Ethereum sul loro livello. Alcuni esempi importanti di rollup ottimistici includono soluzioni come Arbitrum, Optimism e Boba.

Rollup ZK

Al contrario, i rollup ZK utilizzano prove crittografiche per accertare l’integrità della transazione. Queste prove, note come prove di validità, comprese SNARK e STARK, vengono presentate alla catena principale. I rollup ZK aggiornano lo stato dei trasferimenti sul proprio livello utilizzando queste prove senza bisogno di dati completi sulla transazione, semplificando il processo di convalida. Dopo l'accettazione di una prova di validità da parte del contratto di rollup, l'accuratezza delle transazioni è già garantita, semplificando il ritorno dei fondi alla catena principale. Tuttavia, i rollup ZK presentano limitazioni, come il supporto parziale dell'EVM e maggiori richieste di calcolo per determinate operazioni. Esempi di rollup ZK includono piattaforme come dYdX, Loopring e zkSync.

Sidechain

Sebbene le sidechain come XDai e Polygon PoS funzionino in tandem con la rete Ethereum e offrano compatibilità EVM, fanno affidamento sui propri meccanismi di consenso e non sono protette dalla rete principale di Ethereum, classificandole al di fuori della rigorosa definizione di Layer 2. Queste catene imitano Ethereum funzionalità ma con un modello di sicurezza distinto che comporta rischi diversi, soprattutto per quanto riguarda la fiducia negli operatori della sidechain.

Validi

I Validium utilizzano prove di validità simili a quelle dei rollup ZK ma differiscono perché non memorizzano i dati delle transazioni sulla catena principale. Possono gestire più catene in parallelo, ciascuna in grado di elaborare migliaia di transazioni al secondo. Tuttavia, a causa della necessità di linguaggi di programmazione più specializzati, il supporto per i contratti intelligenti è più limitato.

Sia le sidechain che i validium, sebbene non vere soluzioni Layer 2 come i rollup, offrono vantaggi simili come commissioni di transazione ridotte ed elevata capacità di elaborazione. Forniscono metodi di scalabilità alternativi ma comportano considerazioni di sicurezza distinte a causa dei loro framework operativi separati.

Il futuro delle blockchain L2

Man mano che l’ecosistema blockchain si evolve con una crescente attenzione all’adozione mainstream, le soluzioni di scalabilità stanno diventando sempre più cruciali. Si prevede che i progressi di Ethereum Layer 1 (L1), come il passaggio a un meccanismo di consenso Proof of Stake e l'introduzione dello sharding, miglioreranno significativamente le prestazioni delle reti connesse Layer 2 (L2). Queste soluzioni L2 sono pronte a offrire velocità di transazione e riduzioni dei costi senza precedenti, consentendo ulteriormente la crescita di applicazioni decentralizzate, in particolare nel settore DeFi .

Il progresso delle soluzioni L2 sarà determinante nel promuovere un ambiente multichain, migliorare l’interoperabilità della blockchain e facilitare nuove possibilità nel commercio di asset digitali. Con l’aumento del numero di ponti tra le piattaforme L2, gli utenti possono trarre vantaggio da un’esperienza senza soluzione di continuità e dall’apertura di nuovi percorsi nelle interazioni blockchain.

Tuttavia, il percorso verso un paesaggio decentralizzato non è privo di complessità. Mentre i protocolli L2 sono ideologicamente impegnati nella decentralizzazione, l’implementazione pratica spesso coinvolge elementi centralizzati. Ciò è evidente in scenari come il Lightning Network per Bitcoin, dove nonostante il suo protocollo decentralizzato, gli utenti tendono a favorire portafogli e servizi di custodia per motivi di comodità. Allo stesso modo, molte soluzioni Ethereum L2 iniziano con funzionalità centralizzate, destinate a essere gradualmente decentralizzate nel tempo, consentendo aggiornamenti e sviluppo più rapidi nelle fasi iniziali.

Per gli utenti blockchain, discernere la reale portata della decentralizzazione all’interno di questi protocolli è impegnativo. Progetti come L2Beat forniscono approfondimenti critici sullo stato di decentralizzazione delle reti L2 di Ethereum, sottolineando l'importanza di una ricerca diligente e di un approccio cauto quando si naviga nello spazio crittografico.

Man mano che il settore progredisce, la collaborazione e l’innovazione saranno fondamentali per fornire soluzioni L2 e applicazioni decentralizzate ( DApp ) che fanno avanzare il mondo verso un’economia decentralizzata, sostenendo al contempo i principi fondamentali di sicurezza, decentralizzazione e scalabilità.

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