TL;DR

Il livello 1 si riferisce a una rete di base, come Bitcoin, BNB Chain o Ethereum, e alla sua infrastruttura sottostante. Le blockchain di livello 1 possono convalidare e finalizzare le transazioni senza la necessità di un'altra rete. Apportare miglioramenti alla scalabilità delle reti di livello 1 è difficile, come abbiamo visto con Bitcoin. Come soluzione, gli sviluppatori creano protocolli di livello 2 che si basano sulla rete di livello 1 per sicurezza e consenso. Il Lightning Network di Bitcoin è un esempio di protocollo di livello 2. Consente agli utenti di effettuare transazioni liberamente prima di registrarle nella catena principale.


introduzione

Layer 1 e layer 2 sono termini che ci aiutano a comprendere l'architettura di diversi blockchain, progetti e strumenti di sviluppo. Se ti sei mai chiesto quale sia la relazione tra Polygon ed Ethereum o Polkadot e le sue parachain, conoscere i diversi livelli della blockchain ti aiuterà.



Cos'è il livello 1?

Una rete di livello 1 è un altro nome per una blockchain di base. BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) e Solana sono tutti protocolli di livello 1. Li chiamiamo layer-1 perché queste sono le reti principali all'interno del loro ecosistema. A differenza del livello 1, abbiamo soluzioni off-chain e altre soluzioni di livello 2 costruite sopra le catene principali.

In altre parole, un protocollo è di livello 1 quando elabora e finalizza le transazioni sulla propria blockchain. Hanno anche il proprio token nativo, utilizzato per pagare le commissioni di transazione.


Ridimensionamento del livello 1

Un problema comune con le reti di livello 1 è la loro incapacità di scalare. Bitcoin e altre grandi blockchain hanno avuto difficoltà a elaborare le transazioni in tempi di aumento della domanda. Bitcoin utilizza il meccanismo di consenso Proof of Work (PoW), che richiede molte risorse computazionali.

Sebbene PoW garantisca decentralizzazione e sicurezza, le reti PoW tendono anche a rallentare quando il volume delle transazioni è troppo elevato. Ciò aumenta i tempi di conferma della transazione e rende le commissioni più costose.

Gli sviluppatori blockchain lavorano su soluzioni di scalabilità da molti anni, ma si discute ancora molto sulle migliori alternative. Per il ridimensionamento del livello 1, alcune opzioni includono:

1. Aumento della dimensione del blocco, consentendo l'elaborazione di più transazioni in ciascun blocco.

2. Modifica del meccanismo di consenso utilizzato, come con il prossimo aggiornamento di Ethereum 2.0.

3. Implementazione dello sharding. Una forma di partizionamento del database.

I miglioramenti di livello 1 richiedono un lavoro significativo da implementare. In molti casi, non tutti gli utenti della rete saranno d'accordo con il cambiamento. Ciò può portare a divisioni della comunità o addirittura a un hard fork, come è accaduto con Bitcoin e Bitcoin Cash nel 2017.

SegWit

Un esempio di soluzione di livello 1 per il ridimensionamento è SegWit (testimone segregato) di Bitcoin. Ciò ha aumentato la produttività di Bitcoin modificando il modo in cui sono organizzati i dati dei blocchi (le firme digitali non fanno più parte dell'input della transazione). La modifica ha liberato più spazio per le transazioni per blocco senza compromettere la sicurezza della rete. SegWit è stato implementato tramite un soft fork retrocompatibile. Ciò significa che anche i nodi Bitcoin che non sono ancora stati aggiornati per includere SegWit sono ancora in grado di elaborare le transazioni.


Cos'è lo sharding di livello 1?

Lo sharding è una popolare soluzione di ridimensionamento di livello 1 utilizzata per aumentare il throughput delle transazioni. La tecnica è una forma di partizionamento del database che può essere applicata ai registri distribuiti blockchain. Una rete e i suoi nodi sono divisi in diversi frammenti per distribuire il carico di lavoro e migliorare la velocità delle transazioni. Ogni frammento gestisce un sottoinsieme dell'attività dell'intera rete, il che significa che ha le proprie transazioni, nodi e blocchi separati.

Con lo sharding, non è necessario che ciascun nodo mantenga una copia completa dell’intera blockchain. Invece, ciascun nodo riporta il lavoro completato alla catena principale per condividere lo stato dei propri dati locali, incluso il saldo degli indirizzi e altri parametri chiave.


Livello 1 contro Livello 2

Quando si tratta di miglioramenti, non tutto è risolvibile sul livello 1. A causa dei vincoli tecnologici, alcuni cambiamenti sono difficili o quasi impossibili da apportare sulla rete blockchain principale. Ethereum, ad esempio, si sta aggiornando alla Proof of Stake (PoS), ma questo processo ha richiesto anni per svilupparsi.

Alcuni casi d'uso semplicemente non possono funzionare con il livello 1 a causa di problemi di scalabilità. Un gioco blockchain non potrebbe realisticamente utilizzare la rete Bitcoin a causa dei lunghi tempi di transazione. Tuttavia, il gioco potrebbe comunque voler utilizzare la sicurezza e la decentralizzazione del livello 1. L'opzione migliore è costruire sulla rete con una soluzione di livello 2.

Rete fulminea

Le soluzioni Layer-2 si basano sul layer 1 e fanno affidamento su di esso per finalizzare le proprie transazioni. Un esempio famoso è il Lightning Network. La rete Bitcoin sotto traffico intenso può impiegare ore per elaborare le transazioni. La rete Lightning consente agli utenti di effettuare pagamenti rapidi con i loro Bitcoin fuori dalla catena principale e il saldo finale viene riportato successivamente alla catena principale. Ciò essenzialmente raggruppa le transazioni di tutti in un record finale, risparmiando tempo e risorse.


Esempi di blockchain di livello 1

Ora che sappiamo cos'è il livello 1, diamo un'occhiata ad alcuni esempi. Esiste un'enorme varietà di blockchain di livello 1 e molte supportano casi d'uso unici. Non è tutto Bitcoin ed Ethereum, e ogni rete ha soluzioni diverse al trilemma della tecnologia blockchain di decentralizzazione, sicurezza e scalabilità.

Elrond

Elrond è una rete di livello 1 fondata nel 2018 che utilizza lo sharding per migliorare le proprie prestazioni e scalabilità. La blockchain di Elrond può elaborare oltre 100.000 transazioni al secondo (TPS). Le sue due caratteristiche principali uniche sono il protocollo di consenso Secure Proof of Stake (SPoS) e l'Adaptive State Sharding.

L'Adaptive State Sharding avviene tramite suddivisioni e fusioni di partizioni man mano che la rete perde o acquisisce utenti. L'intera architettura della rete è frammentata, compreso lo stato e le transazioni. I validatori si spostano anche tra gli shard, riducendo la possibilità di un'acquisizione dannosa di uno shard.

Il token nativo EGLD di Elrond viene utilizzato per le commissioni di transazione, per la distribuzione di DApp e per premiare gli utenti che partecipano al meccanismo di convalida della rete. Inoltre, la rete Elrond è certificata Carbon Negative, poiché compensa più CO2 di quanto il suo meccanismo PoS sia responsabile.

Armonia

Harmony è una rete EPoS (Efficace Proof of Stake), di livello 1 con supporto per lo sharding. La rete principale della blockchain ha quattro frammenti, ciascuno dei quali crea e verifica nuovi blocchi in parallelo. Un frammento può farlo alla propria velocità, il che significa che possono avere tutti blocchi di altezze diverse.

Harmony attualmente utilizza una strategia di "finanza incrociata" per attirare sviluppatori e utenti. I ponti trustless verso Ethereum (ETH) e Bitcoin svolgono un ruolo chiave, consentendo agli utenti di scambiare i propri token senza i soliti rischi di custodia tipici dei bridge. La visione principale di Harmony per scalare Web3 si basa su organizzazioni autonome decentralizzate (DAO) e prove a conoscenza zero.

Il futuro della DeFi (finanza decentralizzata) sembra basato su opportunità multi-catena e inter-catena, rendendo i servizi ponte di Harmony attraenti per gli utenti. L'infrastruttura NFT, gli strumenti DAO e i bridge interprotocollo sono le principali aree di interesse.

Il suo token nativo, ONE, viene utilizzato per pagare le commissioni sulle transazioni di rete. Si può anche partecipare al meccanismo di consenso e alla governance di Harmony. Ciò fornisce ai validatori di successo premi in blocco e commissioni di transazione.

Fronte

Celo è una rete di livello 1 biforcata da Go Ethereum (Geth) nel 2017. Tuttavia, ha apportato alcune modifiche significative, inclusa l'implementazione di PoS e un sistema di indirizzi univoco. L'ecosistema Celo Web3 include DeFi, NFT e soluzioni di pagamento, con oltre 100 milioni di transazioni confermate. Su Celo, chiunque può utilizzare un numero di telefono o un indirizzo e-mail come chiave pubblica. La blockchain può essere facilmente eseguita con computer standard e non richiede hardware speciale.

Il token principale di Celo è CELO, un token di utilità standard per transazioni, sicurezza e premi. La rete Celo ha anche cUSD, cEUR e cREAL come stablecoin. Questi sono generati dagli utenti e i loro ancoraggi sono mantenuti da un meccanismo simile al DAI di MakerDAO. Inoltre, le transazioni effettuate con le stablecoin Celo possono essere pagate con qualsiasi altro asset Celo.

Il sistema di indirizzi e la stablecoin di CELO mirano a rendere le criptovalute più accessibili e a migliorarne l'adozione. La volatilità del mercato delle criptovalute e le difficoltà per i nuovi arrivati ​​possono essere scoraggianti per molti.

THORCatena

THORChain è uno scambio decentralizzato senza autorizzazione cross-chain (DEX). È una rete di livello 1 creata utilizzando Cosmos SDK. Utilizza inoltre il meccanismo di consenso Tendermint per la convalida delle transazioni. L'obiettivo principale di THORChain è consentire liquidità cross-chain decentralizzata senza la necessità di vincolare o avvolgere gli asset. Per gli investitori multi-catena, il pegging e il wrapping aggiungono ulteriori rischi al processo.

In effetti, THORChain agisce come un gestore di caveau che monitora depositi e prelievi. Ciò aiuta a creare liquidità decentralizzata e rimuove gli intermediari centralizzati. RUNE è il token nativo di THORChain, utilizzato per pagare le commissioni di transazione e anche per governance, sicurezza e convalida.

Il modello Automated Market Maker (AMM) di THORChain utilizza RUNE come coppia di basi, il che significa che puoi scambiare RUNE con qualsiasi altra risorsa supportata. In un certo senso, il progetto funziona come un Uniswap cross-chain, con RUNE che funge da risorsa di regolamento e sicurezza per i pool di liquidità.

Kava

Kava è una blockchain di livello 1 che combina la velocità e l'interoperabilità di Cosmos con il supporto degli sviluppatori di Ethereum. Utilizzando un'architettura "co-chain", la rete Kava presenta una blockchain distinta sia per gli ambienti di sviluppo EVM che per Cosmos SDK. Insieme al supporto IBC sulla co-catena Cosmos, ciò consente agli sviluppatori di distribuire applicazioni decentralizzate che interagiscono perfettamente tra gli ecosistemi Cosmos ed Ethereum.

Kava utilizza il meccanismo di consenso Tendermint PoS, fornendo una potente scalabilità alle applicazioni sulla co-catena EVM. Finanziata da KavaDAO, la rete Kava offre anche incentivi aperti per gli sviluppatori on-chain progettati per premiare i migliori 100 progetti su ciascuna co-chain in base all'utilizzo.

Kava ha un token di utilità e governance nativo, KAVA, e una stablecoin ancorata al dollaro USA, USDX. KAVA viene utilizzato per pagare le commissioni di transazione ed è messo in staking dai validatori per generare il consenso della rete. Gli utenti possono delegare il loro KAVA in staking ai validatori per guadagnare una quota delle emissioni KAVA. Gli staker e i validatori possono anche votare sulle proposte di governance che dettano i parametri della rete.

IoTeX

IoTeX è una rete di livello 1 fondata nel 2017 con l'obiettivo di combinare blockchain con Internet of Things. Ciò offre agli utenti il ​​controllo sui dati generati dai loro dispositivi, consentendo “DApp, risorse e servizi supportati dalla macchina”. Le tue informazioni personali hanno valore e gestirle tramite blockchain ne garantisce la proprietà sicura.

La combinazione di hardware e software di IoTeX fornisce una nuova soluzione per consentire alle persone di controllare la propria privacy e i propri dati senza sacrificare l’esperienza dell’utente. Il sistema che consente agli utenti di guadagnare risorse digitali dai propri dati nel mondo reale si chiama MachineFi.

IoTeX ha rilasciato due importanti prodotti hardware noti come Ucam e Pebble Tracker. Ucam è una telecamera di sicurezza domestica avanzata che consente agli utenti di monitorare la propria casa da qualsiasi luogo e in completa privacy. Pebble Tracker è un GPS intelligente con supporto 4G e funzionalità di tracciamento. Non tiene traccia solo dei dati GPS, ma anche dei dati ambientali in tempo reale, tra cui temperatura, umidità e qualità dell'aria.

In termini di architettura blockchain, IoTeX ha una serie di protocolli di livello 2 costruiti su di essa. La blockchain fornisce strumenti per creare reti personalizzate che utilizzano IoTeX per la finalizzazione. Queste catene possono anche interagire tra loro e condividere informazioni tramite IoTeX. Gli sviluppatori possono quindi creare facilmente una nuova sottocatena per soddisfare le esigenze specifiche del proprio dispositivo IoT. La moneta di IoTeX, IOTX, viene utilizzata per le commissioni di transazione, lo staking, la governance e la convalida della rete.



Pensieri conclusivi

L’ecosistema blockchain di oggi ha diverse reti di livello 1 e protocolli di livello 2. È facile confondersi, ma non appena si afferrano i concetti di base, diventa più facile comprendere la struttura e l’architettura complessiva. Questa conoscenza può essere utile quando si studiano nuovi progetti blockchain, soprattutto quando si concentrano sull’interoperabilità della rete e sulle soluzioni cross-chain.