Che cosa sono le soluzioni Layer 2?

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

Questi protocolli mirano tipicamente a ridurre le commissioni di transazione e ad aumentare il numero di transazioni al secondo che le blockchain di Layer 1 possono elaborare.

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

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

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

Diverse soluzioni di scalabilità affrontano le limitazioni di throughput delle reti blockchain in modi che possono sembrare simili anche al tuo tragitto giornaliero.

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

Invece di far seguire a tutte le transazioni un unico percorso, queste soluzioni di scalabilità offrono strade laterali che aumentano le capacità di elaborazione delle transazioni.

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

Invece di 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 di Layer 2, che raggruppano ed elaborano più transazioni insieme, invece di elaborarle individualmente sulla rete blockchain.

Le blockchain di 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 lanciare nuovi progetti di criptovaluta rapidamente e in modo più conveniente rispetto alla costruzione di una blockchain completamente nuova da zero. 

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

Il principale svantaggio di ospitare più progetti diversi su una blockchain, tuttavia, è la congestione della 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 prima registrate sulla blockchain di 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, minandone così la praticità.

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

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

All'interno dello spazio blockchain, esiste un compromesso.

Coloro che costruiscono reti blockchain spesso affrontano un trilemma, con una scelta tra:

• Sicurezza
• Scalabilità
• Decentralizzazione

Molte delle principali reti blockchain avrebbero favorito 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 tradizionali soluzioni centralizzate che mirano a sostituire.

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

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

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

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

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

Le Layer 2 sono costruite indipendentemente dalla comunità di sviluppatori e partecipanti alla rete della blockchain di Layer 1. 

Questa separazione consente in ultima analisi una maggiore autonomia e flessibilità nello sviluppo di modi innovativi per migliorare l'efficienza delle catene di Layer 1.

I servizi di scalabilità secondari sfruttano varie tecnologie off-chain per migliorare le blockchain di Layer 1 nel tentativo di migliorarne l'usabilità. 

Sebbene siano emerse diverse soluzioni di Layer 2, non tutte funzionano allo stesso modo. Diamo quindi un'occhiata più da vicino ad alcune delle principali soluzioni di Layer 2 nell'ecosistema blockchain di oggi.

Alcuni dei tipi più popolari di sistemi di Layer 2 includono:

• Rollup
• Sidechain
• Canali di pagamento off-chain

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

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

1. Rollup a conoscenza zero (ZK)
2. Rollup ottimistici 

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

Usando l'analogia dei trasporti, entrambi i tipi di rollup possono essere pensati come simili all'autobus pubblico - dove più transazioni sono raggruppate insieme come passeggeri su un autobus, piuttosto che ognuna occupare spazio e creare 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.

Ciò  consente la privacy e la sicurezza dei dati utente, 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 lotti di transazioni off-chain e creano una prova crittografica di validità per dimostrare senza dubbio che le transazioni sono valide.

Un contratto intelligente distribuito sulla blockchain di Layer 1 gestisce il processo di verifica del rollup ZK e autentica ogni prova di validità ZK. Gli operatori quindi inviano le singole prove a conoscenza zero compresse on-chain.

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

Esempi di soluzioni 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 lotto di transazioni, tutte le transazioni all'interno di un lotto di rollup ottimistico sono considerate valide a meno che non sia dimostrato il contrario. 

In questo modo, la soluzione è considerata “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 lotti di transazioni e inviano le transazioni on-chain. Una rete di validatori esamina quindi queste transazioni. 

In alcuni casi, possono decidere di inviare prove di frode on-chain se si ritiene che le transazioni non siano valide. Se si dimostra che hanno ragione (cioè, se le transazioni inviate si dimostrano fraudolente), la rete annulla le transazioni non valide e penalizza il sequencer.

Esempi di soluzioni rollup ottimistiche 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 di dimensione dei blocchi e velocità delle transazioni, le sidechain offrono un modo per alleviare questi problemi scaricando parte del volume delle transazioni su una catena separata. Ciò può migliorare notevolmente le prestazioni e l'efficienza complessive della rete blockchain. 

Tornando all'analogia dei trasporti, le sidechain possono essere pensate 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 aspettare dietro altre transazioni.

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

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

La Lightning Network si presenta come un'importante soluzione di scalabilità di secondo livello, 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, la Lightning Network consente 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 saldare il saldo finale sulla blockchain. 

L'efficienza della Lightning Network e il suo potenziale per alleviare le limitazioni di scalabilità di Bitcoin hanno fatto sì che molti la considerassero una soluzione promettente per le microtransazioni e per costi di transazione Bitcoin più economici.

Sebbene le soluzioni di Layer 2 offrano 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 di 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, presentano 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 la maggiore complessità che esse 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 difficile da comprendere per sviluppatori e utenti. 

Questa maggiore complessità può rendere più difficile la risoluzione dei problemi che potrebbero sorgere, portando a potenziali interruzioni nella rete.

Un altro svantaggio delle soluzioni Layer 2 è il potenziale rischio per la sicurezza che esse comportano. 

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

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

Alcuni sostengono che le soluzioni Layer 2, in particolare quelle che si basano su meccanismi off-chain per la scalabilità, possano 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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