Cosa sono le soluzioni Layer 2?

Le soluzioni di scaling Layer 2 si riferiscono a progetti basati su blockchain dedicati ad aumentare l'efficienza e l'usabilità delle blockchain Layer 1. 

Questi protocolli mirano in genere a ridurre le commissioni di transazione e ad aumentare la quantità di transazioni al secondo che le blockchain Layer 1 possono elaborare.

Sebbene molte blockchain Layer 1 continuino a fornire aggiornamenti che migliorano la funzionalità delle loro reti, le soluzioni Layer 2 continuano a svolgere un ruolo importante nell'aumentare l'efficienza dell'uso della tecnologia blockchain.

Potrebbe essere più facile comprendere le soluzioni di scaling Layer 2 osservando un aspetto della nostra vita quotidiana. 

Ogni giorno, miliardi di persone si spostano da casa al lavoro. Alcuni fanno questo viaggio con il proprio veicolo privato, mentre altri si recano al lavoro con i mezzi pubblici.

Anche diverse soluzioni di scaling affrontano le limitazioni di throughput delle reti blockchain in modi che potrebbero sembrare simili al tuo tragitto giornaliero.

Alcune soluzioni di scaling sono simili all'apertura di un'altra strada accanto a un'autostrada. 

Anziché far seguire a tutte le transazioni un unico percorso, queste soluzioni di scaling offrono strade secondarie che aumentano le capacità di elaborazione delle transazioni.

Altre soluzioni di scaling sono più simili a un autobus pubblico. 

Anziché far sedere ogni persona nella propria auto e occupare spazio sulla strada, le persone si uniscono e si siedono una accanto all'altra in un unico veicolo. Lo stesso principio si applica ad alcuni tipi di soluzioni Layer 2, che raggruppano ed elaborano più transazioni insieme, invece di elaborarle individualmente sulla rete blockchain.

Le blockchain Layer 1 come Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH) e Solana (SOL) consentono agli sviluppatori di costruire vari prodotti, funzionalità, applicazioni e infrastrutture su di esse. 

Un vantaggio chiave di questa funzionalità è la capacità di avviare nuovi progetti di criptovaluta rapidamente e in modo più conveniente rispetto alla costruzione di una blockchain interamente nuova da zero. 

Questi progetti di nuova costruzione beneficiano anche della sicurezza sottostante della blockchain Layer 1.

Il principale svantaggio di ospitare più progetti diversi su un'unica blockchain, tuttavia, è la congestione di rete che può verificarsi. 

Man mano che le blockchain crescono, possono attrarre migliaia di utenti che potrebbero voler utilizzare il protocollo contemporaneamente.

Questi utenti finiscono per competere tra loro per far sì che le loro transazioni vengano elaborate per prime sulla blockchain Layer 1.

Man mano che più persone utilizzano la rete blockchain, la capacità di throughput della blockchain potrebbe non essere in grado di tenere il passo. Ciò può comportare che la blockchain diventi sempre più lenta e costosa da usare, compromettendone la praticità.

A causa di questa limitazione di scalabilità, sono emerse una varietà di soluzioni Layer 2. 

Ciascuna offre un metodo unico per affrontare le sfide di throughput e costo, aumentando al contempo l'efficienza dell'utilizzo della tecnologia blockchain.

Nello spazio blockchain, esiste un compromesso.

Coloro che costruiscono reti blockchain si trovano spesso di fronte a un trilemma, con una scelta tra:

• Sicurezza
• Scalabilità
• Decentralizzazione

Molte delle principali reti blockchain avrebbero privilegiato la sicurezza e la decentralizzazione rispetto alla scalabilità.

La logica alla base di questa decisione è che le blockchain devono essere sicure e archiviare in modo affidabile le informazioni in un modo altamente resistente alle manomissioni. 

Gli sviluppatori di blockchain ritengono inoltre che le loro reti dovrebbero essere decentralizzate, altrimenti non sarebbero molto diverse dalle soluzioni centralizzate tradizionali che mirano a sostituire.

Ciò significa che, mentre gli sviluppatori di blockchain si assicurano che le loro reti siano sicure e decentralizzate, spesso affrontano sfide nella scalabilità della loro tecnologia in un modo che possa accogliere l'enorme quantità di transazioni al secondo elaborate da opzioni più centralizzate o meno resistenti alle manomissioni.

Inoltre, l'ottimizzazione delle blockchain Layer 1 richiede spesso molto tempo, coordinamento e risorse. Gli aggiornamenti possono richiedere cicli di revisione e il supporto completo della rete prima di essere attivati.

Ad esempio, dalla sua nascita, sono stati effettuati solo due importanti aggiornamenti sulla blockchain di Bitcoin — SegWit e Taproot. 

Nel frattempo, la Ethereum Merge, che ha visto Ethereum passare da un meccanismo di consenso basato su proof-of-work a proof-of-stake, ha richiesto più di due anni per essere completata.

Per affrontare le sfide legate all'apporto di modifiche alla rete blockchain Layer 1, sono emerse le soluzioni Layer 2. 

I Layer 2 sono costruiti indipendentemente dalla comunità di sviluppatori e dai partecipanti alla rete della blockchain Layer 1. 

Questa separazione consente in definitiva una maggiore autonomia e flessibilità mentre sviluppano modi innovativi per migliorare l'efficienza delle chain Layer 1.

I servizi di scaling secondari sfruttano diverse tecnologie off-chain per migliorare le blockchain Layer 1 al fine di aumentarne l'usabilità. 

Sebbene siano emerse diverse soluzioni Layer 2, non tutte funzionano allo stesso modo. Diamo quindi uno sguardo più da vicino ad alcuni dei principali Layer 2 nell'ecosistema blockchain di oggi.

Alcuni dei tipi più popolari di sistemi Layer 2 includono:

• Rollups
• Sidechains
• Canali di pagamento off-chain

I Rollups rappresentano un tipo di tecnologia Layer 2 che implica l'elaborazione dei dati blockchain off-chain (lontano dalla blockchain Layer 1) prima di inviare un qualche tipo di prova crittografica on-chain (sulla blockchain Layer 1).

Esistono due tipi principali di tecnologie di Rollup utilizzate per migliorare la scalabilità delle blockchain Layer 1: 

1. Zero-knowledge (ZK) rollups
2. Optimistic rollups 

Entrambe queste soluzioni sono utilizzate prevalentemente per migliorare il throughput delle transazioni della blockchain di Ethereum, ma possono integrarsi anche con altre chain Layer 1. 

Usando l'analogia dei trasporti, entrambi i tipi di Rollup possono essere pensati come simili all'autobus pubblico - dove più transazioni vengono raggruppate come passeggeri su un autobus, piuttosto che ognuna occupi spazio e crei congestione.

I rollup a conoscenza zero prendono il nome dal modo in cui consentono a una persona di dimostrare la validità di un calcolo senza divulgare alcun dettaglio relativo ai dati.

Questo  consente la privacy e la sicurezza dei dati degli utenti, pur consentendo un'elaborazione efficiente e senza fiducia delle transazioni. Oltre ai vantaggi in termini di privacy e scalabilità, i rollup ZK hanno anche il potenziale per ridurre significativamente le commissioni di transazione sulla rete Ethereum.

Questi tipi di rollup coinvolgono operatori che elaborano batch di transazioni off-chain e creano una prova di validità crittografica per dimostrare senza ombra di dubbio che le transazioni sono valide.

Uno smart contract distribuito sulla blockchain di Livello 1 gestisce il processo di verifica dei rollup ZK e autentica ogni prova di validità ZK. Gli operatori inviano quindi le prove a conoscenza zero singole e compresse on-chain.

Per questo motivo, la rete deve solo memorizzare una singola prova che rappresenti tutte le transazioni all'interno di quel bundle, piuttosto che elaborare ogni singola transazione in modo indipendente on-chain.

Esempi di soluzioni di rollup ZK includono zkSync, il protocollo zkEVM di Polygon e Loopring.

I rollup ottimistici operano in modo leggermente diverso rispetto ai rollup ZK. 

Invece di fornire prove crittografiche per ogni batch di transazioni, tutte le transazioni all'interno di un batch di rollup ottimistici sono considerate valide a meno che non sia provato il contrario. 

In questo modo, si dice che la soluzione sia “ottimistica” riguardo alla veridicità delle transazioni inviate - assumendo che siano valide fino a quando non sia “provato” il contrario.

Qui, terze parti fidate chiamate sequencer elaborano batch di transazioni e le inviano on-chain. Una rete di validatori esamina quindi queste transazioni. 

In alcuni casi, potrebbero decidere di inviare prove di frode on-chain se le transazioni sono ritenute non valide. Se si dimostra corretto (ossia, se le transazioni inviate si dimostrano fraudolente), la rete annulla le transazioni non valide e penalizza il sequencer.

Esempi di soluzioni di rollup ottimistici includono Optimism, Arbitrum e Boba Network.

Le sidechain sono blockchain separate che operano in parallelo alla blockchain principale, consentendo l'interoperabilità tra diverse blockchain. Ciò significa che asset e dati possono essere trasferiti tra diverse blockchain, aprendo maggiori possibilità per sviluppatori e aziende.

Con le attuali limitazioni delle dimensioni dei blocchi e della velocità delle transazioni, le sidechain offrono un modo per alleviare questi problemi "scaricando" parte del volume delle transazioni su una catena separata. Questo può migliorare notevolmente le prestazioni complessive e l'efficienza della rete blockchain. 

Tornando all'analogia del trasporto, le sidechain possono essere considerate come l'aggiunta di una strada accanto a un'autostrada già trafficata o congestionata. Invece di aspettare nel traffico sulla strada affollata, la sidechain consente alle transazioni di raggiungere la loro “destinazione” in modo più efficiente, senza dover attendere dietro altre transazioni.

Le sidechain possono anche rendere più pratico per applicazioni del mondo reale, come l'elaborazione dei pagamenti e la gestione della catena di approvvigionamento, l'uso della tecnologia blockchain.

Un esempio di spicco di un progetto di sidechain Bitcoin è la Liquid Network di Blockstream.

The Lightning Network è un'importante soluzione di scaling Layer 2, ideata per affrontare i problemi di scalabilità di Bitcoin. 

Consente principalmente transazioni più veloci ed economiche creando canali di transazione off-chain.

Operando su una rete di canali di pagamento bidirezionali, il Lightning Network permette agli utenti di effettuare transazioni senza registrare ogni dettaglio sulla blockchain principale. 

Attraverso smart contract, i partecipanti possono scambiare fondi in modo sicuro più volte prima di regolare il saldo finale sulla blockchain. 

L'efficienza del Lightning Network e il suo potenziale per alleviare le limitazioni di scalabilità di Bitcoin hanno fatto sì che molti lo considerassero una soluzione promettente per le microtransazioni e per ridurre i costi di transazione di Bitcoin.

Mentre le soluzioni Layer 2 offrono miglioramenti promettenti alla scalabilità e alle prestazioni della blockchain, è importante considerare questi potenziali svantaggi e affrontarli attraverso un'attenta pianificazione e implementazione. 

Affrontando questi problemi, l'ecosistema blockchain può beneficiare dei vantaggi delle soluzioni Layer 2 senza essere ostacolato dalle loro carenze e rischi.

Le soluzioni Layer 2, progettate per migliorare la scalabilità e le prestazioni delle reti blockchain, hanno certamente i loro vantaggi. 

Tuttavia, è anche importante considerare le potenziali limitazioni e i rischi di queste soluzioni.

Uno dei principali svantaggi delle soluzioni Layer 2 è l'ulteriore complessità che apportano all'ecosistema blockchain. 

Introducendo livelli aggiuntivi al di sopra del protocollo blockchain sottostante, le soluzioni Layer 2 possono rendere il sistema più intricato e più difficile da comprendere per sviluppatori e utenti. 

Questa maggiore complessità può rendere più difficile risolvere e correggere i problemi che potrebbero sorgere, portando a potenziali interruzioni della rete.

Un altro svantaggio delle soluzioni Layer 2 sono i potenziali rischi per la sicurezza che comportano. 

Sebbene queste soluzioni siano destinate a migliorare la scalabilità e l'efficienza delle reti blockchain, possono anche introdurre ulteriori vettori di attacco che attori malevoli potrebbero potenzialmente sfruttare.

Infine, le soluzioni Layer 2 potrebbero anche incontrare resistenza dalla più ampia comunità blockchain a causa di preoccupazioni sulla centralizzazione e la fiducia. 

Alcuni sostengono che le soluzioni Layer 2, in particolare quelle che si affidano a meccanismi off-chain per la scalabilità, potrebbero compromettere la natura decentralizzata delle reti blockchain. Ciò potrebbe ostacolare l'adozione e l'accettazione delle soluzioni Layer 2 all'interno della più ampia comunità blockchain.

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