TL;DR
La popolarità delle criptovalute e della blockchain sta crescendo in modo esponenziale, così come il numero di utenti e transazioni. Sebbene sia facile vedere quanto sia rivoluzionaria la blockchain, la scalabilità – la capacità di un sistema di crescere soddisfacendo la crescente domanda – è sempre stata 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 praticamente impossibile per un sistema decentralizzato raggiungere contemporaneamente livelli altrettanto elevati di decentralizzazione, sicurezza e scalabilità. Realisticamente, le reti blockchain possono avere solo due fattori su tre.
Fortunatamente, però, migliaia di appassionati ed esperti stanno lavorando a soluzioni scalabili. Alcune di queste soluzioni sono progettate per modificare l'architettura della blockchain principale (Layer 1), mentre altre prendono di mira i protocolli Layer 2 che operano sulla rete sottostante.
introduzione
Con un gran numero di blockchain e criptovalute disponibili, potresti non sapere se stai utilizzando una catena di livello 1 o di livello 2. Ci sono vantaggi nel nascondere la complessità della blockchain, ma vale la pena comprendere il sistema in cui stai investendo o che stai utilizzando. Con questo articolo capirai le differenze tra blockchain di livello 1 e livello 2 e varie soluzioni di scalabilità.
Cos'è una blockchain Layer 1 e Layer 2?
Il termine Layer 1 si riferisce al livello base di un’architettura blockchain. È la struttura principale di una rete blockchain. Bitcoin, Ethereum e BNB Chain sono esempi di blockchain di livello 1. Il livello 2 si riferisce alle reti costruite su altre blockchain. Quindi, se Bitcoin è un Layer 1, la rete Lightning che gira sopra è un esempio di Layer 2.
I miglioramenti della scalabilità della rete Blockchain possono essere classificati in soluzioni di Livello 1 e Livello 2. Una soluzione di livello 1 cambierà direttamente le regole e i meccanismi della blockchain originale. Una soluzione Layer 2 utilizzerà una rete parallela esterna per facilitare le transazioni lontano dalla catena principale.
Perché la scalabilità della blockchain è importante?
Immaginate una nuova autostrada in costruzione tra una grande città e il suo sobborgo in rapida crescita. Poiché la quantità di traffico che attraversa l’autostrada aumenta e la congestione diventa comune, soprattutto nelle ore di punta, il tempo medio per spostarsi da A a B può aumentare in modo significativo. Non c’è da stupirsi, dato che le infrastrutture stradali hanno una capacità limitata e la domanda è in continua crescita.
Ora, cosa possono fare le autorità per aiutare un maggior numero di pendolari a viaggiare più velocemente lungo questa tratta? Una soluzione potrebbe essere quella di migliorare l’autostrada stessa, aggiungendo corsie extra su ciascun lato della strada. Questa, però, non è sempre praticabile in quanto si tratta di una soluzione costosa che creerebbe notevoli disagi a chi già utilizza l'autostrada. Un’alternativa è essere creativi e prendere in considerazione vari approcci non associati alla modifica delle infrastrutture principali, come la costruzione di strade di servizio aggiuntive o addirittura il lancio di una linea di metropolitana leggera lungo l’autostrada.
Nel mondo della tecnologia blockchain, l’autostrada primaria sarebbe un Layer 1 (la rete principale), mentre le strade di servizio aggiuntive sarebbero soluzioni di Layer 2 (rete secondaria per migliorare la capacità complessiva).
Bitcoin, Ethereum e Polkadot sono tutti considerati blockchain di livello 1. Sono le blockchain di livello base che elaborano e registrano le transazioni per i rispettivi ecosistemi, caratterizzate da una criptovaluta nativa, generalmente utilizzata per pagare commissioni e fornire un'utilità più ampia. Polygon è un esempio di soluzione di ridimensionamento Layer 2 per Ethereum. La rete Polygon impegna regolarmente checkpoint sulla rete principale di Ethereum per aggiornarla del suo stato.
La capacità di throughput è un elemento vitale di una blockchain. È una misura di velocità ed efficienza che mostra quante transazioni possono essere elaborate e registrate entro un periodo di tempo specifico. Man mano che il numero di utenti e il numero di transazioni simultanee aumentano, una blockchain di livello 1 può diventare lenta e costosa da utilizzare. Ciò è particolarmente vero per le blockchain di livello 1 che utilizzano un meccanismo di Proof of Work anziché Proof of Stake.
Problemi attuali del livello 1
Bitcoin ed Ethereum sono buoni 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. I cosiddetti nodi minerari competono tutti per risolvere un complesso puzzle computazionale e i minatori che hanno successo vengono ricompensati nella criptovaluta nativa della rete.
In altre parole, tutte le transazioni richiedono la verifica indipendente di diversi nodi prima di essere confermate. Questo è un modo efficiente per registrare e registrare dati corretti e verificati sulla blockchain, mitigando al tempo stesso il rischio di attacchi da parte di malintenzionati. Tuttavia, una volta che si dispone di una rete popolare come Ethereum o Bitcoin, la domanda di throughput diventa un problema sempre crescente. In tempi di congestione della rete, gli utenti dovranno affrontare tempi di conferma più lenti e commissioni di transazione più elevate.
Come funzionano le soluzioni di scalabilità di livello 1?
Sono disponibili diverse opzioni per le blockchain di livello 1 che possono aumentare il throughput e la capacità complessiva della rete. Nel caso delle blockchain che utilizzano Proof of Work, una transizione alla Proof of Stake potrebbe essere un’opzione per aumentare le transazioni al secondo (TPS) riducendo al contempo le spese di elaborazione. Tuttavia, ci sono opinioni contrastanti nella comunità cripto riguardo ai vantaggi e alle implicazioni a lungo termine della Proof of Stake.
Le soluzioni di scalabilità sulle reti Layer 1 vengono generalmente 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 piccole modifiche 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. Questo crea due versioni della blockchain, una con l'aggiornamento e una senza. Un’altra opzione per aumentare il throughput di una rete è lo sharding. Ciò suddivide le operazioni di una blockchain in più sezioni più piccole che possono elaborare i dati simultaneamente anziché in sequenza.
Come funzionano le soluzioni di scalabilità Layer 2?
Come discusso, le soluzioni Layer 2 si basano su reti secondarie che funzionano in parallelo o indipendentemente dalla catena principale.
Rollup
I rollup a conoscenza zero (il tipo più comune) raggruppano le transazioni di livello 2 fuori catena e le inviano come un'unica transazione sulla catena principale. Questi sistemi utilizzano prove di validità per verificare l'integrità delle transazioni. Le risorse sono conservate nella catena originale con uno smart contract ponte e lo smart contract conferma che il rollup funziona come previsto. Ciò fornisce la sicurezza della rete originale con i vantaggi di un rollup meno dispendioso in termini di risorse.
Sidechain
Le sidechain sono reti blockchain indipendenti con i propri set di validatori. Ciò significa che il contratto intelligente ponte sulla catena principale non verifica la validità della rete sidechain. Pertanto, devi avere fiducia che la sidechain funzioni correttamente poiché è in grado di controllare le risorse sulla catena originale.
Canali statali
Un canale statale è un ambiente di comunicazione bidirezionale tra le parti coinvolte nella transazione. Le parti sigillano una parte della blockchain sottostante e la collegano a un canale di transazione fuori catena. Questo di solito avviene tramite un contratto intelligente pre-concordato o una firma multipla. Le parti eseguono quindi una transazione o un 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 nel set, lo “stato” finale del canale viene trasmesso alla blockchain per la convalida. Questo meccanismo consente di migliorare la velocità delle transazioni e di aumentare la capacità complessiva della rete. Soluzioni come Bitcoin Lightning Network e Raiden di Ethereum operano sulla base di canali statali.
Blockchain annidate
Questa soluzione si basa su una serie di catene secondarie che si trovano sopra la blockchain principale, “madre”. Le blockchain nidificate funzionano secondo le regole e i parametri stabiliti dalla catena madre. La catena principale non partecipa all’esecuzione delle transazioni e il suo ruolo è limitato alla risoluzione delle controversie quando necessario. Il lavoro quotidiano è delegato a catene “figlie” che restituiscono le transazioni elaborate alla catena principale una volta completate dalla catena principale. Il progetto Plasma di OmiseGO è un'istanza di una soluzione blockchain nidificata di livello 2.
Limitazioni delle soluzioni di ridimensionamento Layer 1 e Layer 2
Entrambe le soluzioni Layer 1 e Layer 2 presentano vantaggi e svantaggi unici. Lavorare con il Livello 1 può fornire la soluzione più efficace per miglioramenti del protocollo su larga scala. Tuttavia, ciò significa anche che i validatori devono essere convinti ad accettare le modifiche attraverso un hard fork.
Un possibile esempio in cui i validatori potrebbero non voler farlo è il passaggio da Proof of Work a Proof of Stake. I minatori perderanno entrate a causa del passaggio a un sistema più efficiente, disincentivandoli dal migliorare la scalabilità.
Il livello 2 fornisce un modo molto più rapido per migliorare la scalabilità. Tuttavia, a seconda del metodo utilizzato, puoi 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 di sicurezza. Eliminando alcuni aspetti dal Livello 1, spesso è necessario fare affidamento sul team e sulla rete del Livello 2 per garantire efficienza e sicurezza.
Cosa c’è dopo il Livello 1 e il Livello 2?
Una domanda chiave è se avremo bisogno di soluzioni Layer 2 man mano che i Layer 1 diventeranno più scalabili. Le blockchain esistenti vedono miglioramenti e vengono create nuove reti con già una buona scalabilità. Tuttavia, ci vorrà molto tempo prima che i principali sistemi migliorino 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 di Livello 2 di adattare i propri servizi a casi d’uso specifici.
Nel prossimo futuro, ci sono buone probabilità che grandi catene come Ethereum continuino a dominare grazie alla loro vasta comunità di utenti e sviluppatori. Tuttavia, il suo ampio set di validatori decentralizzati e la sua reputazione affidabile creano una solida base per soluzioni Layer 2 mirate.
Pensieri conclusivi
Da quando sono iniziate le criptovalute, la ricerca di una migliore scalabilità ha creato un duplice approccio con miglioramenti di livello 1 e soluzioni di livello 2. Se disponi di un portafoglio crittografico diversificato, ci sono buone probabilità che tu abbia già un’esposizione sia alle reti Layer 1 che a quelle Layer 2. Ora comprendi le differenze tra i due, nonché i diversi approcci alla scalabilità che offrono.
