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Guida per principianti alle soluzioni di scalabilità Layer-2

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Le soluzioni di scaling di livello 2 sono state create per aiutare le catene di livello 1 come Ethereum, Bitcoin e altre a scalare oltre i limiti. Queste soluzioni si concentrano sul miglioramento della capacitàditrasmissione senza rinunciare all’etica della decentralizzazione. Tuttavia, anche le soluzioni di scalabilità di livello 2 si sono innovate nel corso degli anni. In questa guida discutiamo tutto ciò che c’è da sapere, includendo i diversi tipi di layer-2, le soluzioni avanzate e l’impatto sulle tariffe del gas e sulla velocità delle transazioni.

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Che cos’è la blockchain layer-1 vs. layer-2?

Prima di iniziare a delineare le differenze tra le soluzioni di scaling layer-1 e layer-2, cerchiamo di capire i concetti utilizzando un’analogia. Immaginate le blockchain di livello 1, come Bitcoin ed Ethereum, come normali strade cittadine, che consentono il passaggio dei veicoli giorno dopo giorno. Tuttavia, con il passare del tempo, queste strade possono risultare intasate, rendendo necessaria una rete di tunnel e passerelle che aiutino a reindirizzare il traffico e a rendere più efficienti i movimenti della strada principale.

Multi-layer ecosystem for Ethereum: BeInCrypto
Ecosistema multistrato per Ethereum: BeInCrypto

Disimballare le catene di livello 1

Le catene di livello 0 e di livello 1 sono come i livelli fondamentali della blockchain. Nel caso delle catene di livello 1, le transazioni raggiungono il libro mastro centrale. Tuttavia, queste catene sono soggette a congestione. Una blockchain di livello 2 è costruita in modo diverso. Funziona come una rete sovrapposta, che porta i dati delle transazioni al di fuori della catena, ovvero al di fuori della catena di livello-1.

Quali sono le soluzioni di scaling di livello 2?

Le soluzioni di livello 2 implementano tecniche specializzate come le catene di plasma, i canali di stato e i rollup per eseguire un maggior numero di transazioni in tempi brevi.

How layer-2 scaling works: BIC
Come funziona lo scaling di livello 2: BIC

Un rapido esempio potrebbe essere quello di capire come funziona la mainnet di Ethereum, la catena di livello-1. A causa della sua crescente popolarità, Ethereum si trova spesso ad affrontare congestioni di rete, alcune delle quali possono essere efficacemente combattute utilizzando soluzioni di livello 2 come i rollup ottimistici e altro ancora.

“Penso che i progetti blockchain con meccanismi di amministrazione decentralizzati integrati abbiano senso per molte applicazioni, anche se ci vorranno anni per capire come farlo bene. Detto questo, penso che questo approccio abbia più senso per le app di secondo livello in cima a catene di base meno “attiviste””.

Vitalik Buterin, cofondatore di Ethereum: X

Sulla base di queste soluzioni, abbiamo catene come Arbitrum, Optimism e altre, che si sono evolute in reti piuttosto popolari.

https://twitter.com/LadyofCrypto1/status/1734272057012298094

Inoltre, se siete interessati solo alle criptovalute di livello 2, le migliori in circolazione includono Polygon (MATIC), Immutable X (IMX), Optimism (OP), Arbitrum (ARB), Loopring (LRC) e altre ancora. Ecco alcuni dei migliori piattaformadiscambio da prendere in considerazione per acquistare e detenere alcuni o tutti questi token layer-2.

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Soluzioni chiave per la scalabilità del layer-2

Ora che abbiamo una panoramica, cerchiamo di capire quali sono le principali soluzioni di scalabilità del layer-2.

Canali di Stato

I canali di stato sono soluzioni di scaling layer-2 altamente innovative, identificate come canali di comunicazione bidirezionali. L’idea è semplice. La transazione trova posto nella catena solo quando un canale di stato viene aperto e quando viene chiuso. Questa registrazione temporale delle transazioni riduce il carico sulla catena madre, abbassando le spese di transazione e aumentando la velocità delle transazioni stesse.

Vale la pena notare che i canali di pagamento, come la rete Lightning, sono implementazioni della tecnologia dei canali di stato.

Ecco una rapida analogia per comprendere meglio i canali di stato. Immaginate di trovarvi in un bar e, invece di pagare ogni singola bevanda, di aprire un conto e di pagare la consumazione alla fine. La scheda tiene traccia dei vostri ordini, ma non vi pesa in termini di calcoli. Ci si deve preoccupare solo di aprire e chiudere la scheda.

Oltre alla rete Lightning, altre implementazioni dei canali di stato includono la rete Raiden per la mainnet di Ethereum e la rete Celer.

Did you know? Celer network doesn’t just support off-chain transactions. It also supports off-chain smart contracts, making the concept of scaling more widespread and relatable.

Rete Lightning

Anche se la rete Lightning di Bitcoin è uno dei canali di pagamento più popolari, basato sul concetto di canali di stato, merita comunque una menzione a parte. Una volta aperto un canale di Lightning Network, gli utenti possono effettuare transazioni multiple e ogni transazione viene trasmessa immediatamente alla rete Bitcoin. Mentre le trasmissioni sono istantanee, il regolamento avviene solo quando il canale di pagamento viene chiuso. In questo modo, un numero maggiore di transazioni può avvenire con commissioni minime.

How Layer-2 scaling and lightning network works: BIC
Come funziona il layer-2 scaling e la rete lightning: BeInCrypto

La rete Lightning di Bitcoin è una soluzione di scaling efficiente per le piccole imprese interessate a portare avanti una configurazione di pagamento ultraveloce e conveniente.

Catene al plasma

Le catene Plasma sono catene minori collegate alla rete principale. Queste catene minori sono in grado di gestire contratti intelligenti e transazioni indipendenti. Il riepilogo di queste transazioni scalate viene periodicamente riportato alla catena madre. In questo modo, le catene plasma possono mantenere la sicurezza delle transazioni mentre le scaricano.

Plasma chains: BeInCrypto
Catene al plasma: BeInCrypto

Le catene al plasma sono rami dell’albero che possono operare in modo indipendente senza dipendere dall’albero principale. Inoltre, le catene al plasma offrono molti vantaggi: la capacità di gestire un volume massiccio di transazioni senza rallentamenti. Le catene di plasma sono un’ottima scelta per i costruttori che vogliono costruire piattaformadiscambio (DEX) e piattaforme di gioco ad alta velocità.

Polygon o Matic Network si sono inizialmente affidati alle Plasma Chains, includendo però nel mix altre soluzioni di scala di livello 2, come i rollup e le sidechain. Un altro esempio di integrazione di Plasma Chains è OmiseGo o la rete OMG.

Soluzioni avanzate di scalatura di livello 2: capire i rollup

Quando parliamo di soluzioni avanzate di layer-2 scaling, dobbiamo parlare dei rollup. Per cominciare, i rollup raggruppano le transazioni in un’unica transazione, aumentando il volume delle transazioni. Tuttavia, il concetto di rollup è ulteriormente suddiviso in rollup zk e rollup ottimistici.

https://twitter.com/VitalikButerin/status/1263436326445203461

Disimballaggio dei rollup zk

Chiamati anche rollup a conoscenza zero, queste implementazioni consistono nell’accorpare più transazioni in un’unica operazione e nel generare una prova crittografica per garantire la stessa. La transazione raggruppata (ora un’unica transazione) e la prova vengono poi inviate alla catena madre.

https://twitter.com/DefiIgnas/status/1580592173459787781

Un modo migliore per comprendere zk-Rollups è quello di considerare una ricevuta bancaria per i depositi. Ciascuna distinta può contenere più elementi, come depositi in contanti, assegni e altro. Alla fine della giornata, la banca elabora la singola distinta, gestendo tutte le transazioni in una volta sola, accelerando nel frattempo l’intero processo.

Layer-2 scaling and zk-rollups
Scalabilità Layer-2 e zk-rollup: BeInCrypto

Alcuni dei principali vantaggi di zk-rollup sono i seguenti:

  1. Riduzione delle commissioni di transazione o di gas
  2. Miglioramento della sicurezza e della privacy
  3. Finalità più rapida
  4. Capacità di inviare un grande volume di transazioni.

Capire i rollup ottimistici

A differenza degli zk-rollup che sono accompagnati da una prova, i rollup ottimistici consistono nel raggruppare le transazioni e considerarle valide a meno che una transazione non venga contestata. Un modo migliore per comprendere il concetto di rollup ottimistico è quello di considerare il sistema d’onore di qualsiasi negozio self-service. In un negozio si presume che tutti i clienti paghino onestamente gli acquisti e il meccanismo di controllo delle ricevute entra in funzione solo in caso di sospetto di furto.

How Optimistic rollups work: BIC
Come funzionano i rollup ottimistici: BIC

Alcuni dei vantaggi esclusivi dei rollup ottimistici includono:

  1. Scalabilità migliorata
  2. Semplificazione a prova di frode
  3. Compatibilità con i contratti intelligenti
https://twitter.com/ryanberckmans/status/1725213303490650333

Oltre ai rollup, esistono altre soluzioni di scalabilità meno conosciute come:

zk-STARK

Meglio definiti come Zero knowledge Scalable Transparent ARguments of Knowledge, gli zk-STARK sono similmente agli zk-Rollup ma offrono una migliore scalabilità ed efficienza. Inoltre, sono resistenti ai quanti e non possono essere violati con potenti sistemi di calcolo.

Validium

Anche questa soluzione di scalabilità è simile a zk-Rollup, ma con un’importante differenza legata alla disponibilità dei dati. Nel caso di Validium, i dati delle transazioni rimangono fuori dalla catena, rendendo la catena madre ancora più agile.

Blockchain annidate

Si può considerare un ecosistema di blockchain in cui la catena principale stessa delega il lavoro ad altre catene, che possono a loro volta delegare altri bit.

https://twitter.com/DefiLlama/status/1732520603494617259

Qual è la soluzione di livello 2 per scalare Ethereum?

Ora che abbiamo esplorato i diversi elementi del layer-2 scaling, è opportuno discutere della blockchain Ethereum e conoscere meglio alcune delle sue soluzioni di layer-2. Poiché Ethereum è il più grande spazio per DApp, contratti intelligenti e altro ancora, è destinato a congestionarsi a volte, e quindi a dipendere da soluzioni di livello 2 per una scalabilità avanzata.

https://twitter.com/TheCryptoLark/status/1267575381843824640

Per cominciare, i rollup – sia zk che Optimistic – hanno un ruolo importante da svolgere quando si tratta di scalare la catena di livello-1.

Layer-2 scaling solution Optimism DeFi TVL; DeFillama
Soluzione di scalabilità di livello 2 Optimism DeFi TVL; DeFillama

Per quanto riguarda i rollup Optimistic, Optimism e Arbitrum sono i principali attori specifici di Ethereum a cui guardare. In alternativa, è possibile affidarsi a Loopring e zk-Sync, nel caso in cui i rollup zk facciano al caso vostro.

Ethereum layer-2 scaling players:BIC
Operatori di scalabilità di livello 2 di Ethereum: BeInCrypto

Gli zk-rollup offrono velocità più elevate e commissioni di gas più basse rispetto agli Optimistic rollup.

https://twitter.com/zksync/status/1381955843428605958

La blockchain di Ethereum fa spazio anche ai canali di stato attraverso la rete Raiden, le Sidechain, la rete Polygon PoS e altre soluzioni per scalare su diverse capacità. Vale la pena di notare che diversi elementi dell’ecosistema Ethereum sono anche compatibili con il layer-2. Tra questi, MetaMask, con supporto per i token layer-2 e ERC-20, ricongiunti per il trasferimento di asset, strumenti per sviluppatori ed esploratori come Etherscan.

Arbitrum DeFi presence: DeFillama
Presenza di Arbitrum DeFi: DeFillama

Tariffe del gas ed efficienza nelle soluzioni layer-2

Anche se i layer-2 sono principalmente soluzioni di scalabilità, riducono anche in modo significativo le elevate tariffe del gas associate alle catene layer-1. Ecco gli elementi che giocano un ruolo sinergico nella riduzione delle tariffe del gas:

  1. Transazioni fuori catena
  2. Elaborazione dei lotti
  3. Uso corretto dello spazio blockchain

Mentre la rete Ethereum vanta ancora una velocità di transazione di 15-30 tps, le soluzioni di scaling di layer-2 la spingono oltre i 1000.

scaling was optimism
Guerra per lo scaling di livello 2 e ottimismo in testa: IntoTheBlock

Sfide e limiti dello scaling di livello 2

Anche se le soluzioni di layer-2 scaling offrono molti vantaggi sia ai costruttori che agli utenti, non sono prive di sfide. Alcune di quelle più critiche sono le seguenti:

Complessità

Le implementazioni di livello 2 possono rendere più complessa l’infrastruttura blockchain. I passaggi aggiuntivi per le transazioni, la chiusura e l’apertura dei canali di stato e la familiarità con i rollup possono essere complicati per un utente generico.

Titoli di sicurezza

Anche se le soluzioni di livello 2 prendono in prestito la loro sicurezza dalla catena madre, sono ancora nuove e spesso esposte a vulnerabilità. Inoltre, i problemi di disponibilità dei dati possono affliggere i rollup, compromettendo l’efficacia di queste implementazioni.

Problemi di liquidità

Alcune soluzioni di secondo livello, come i canali statali, richiedono agli utenti di bloccare la liquidità all’interno di sezioni specifiche, con conseguente frammentazione della liquidità. Inoltre, l’efficienza del capitale può essere un problema per le transazioni, in quanto gli utenti potrebbero dover allocare fondi più del necessario per tenere il passo con le liquidazioni e altri problemi.

Problemi di consenso e centralizzazione

Diverse soluzioni di scaling di livello 2 hanno meccanismi di consenso innovativi che possono interferire con quelli della catena madre. Inoltre, i problemi di centralizzazione potrebbero manifestarsi anche con alcune sidechain o catene di plasma che hanno un insieme più ristretto di validatori in gioco, compromettendo l’etica stessa della decentralizzazione.

Il futuro dello scaling di livello 2

Il layer-2 scaling è la necessità del momento. Non si tratta solo di una soluzione temporanea per la scalabilità, ma di un’innovazione necessaria che si sta lentamente espandendo alle applicazioni mainstream, includendo la crescente popolarità di zkSync, i ricongiunti tra catene con Polygon in testa alle classifiche e altri spazi. Sebbene lo stato attuale sembri convincente, possiamo aspettarci che le soluzioni di scalabilità del layer-2 stimolino l’innovazione in aree correlate a DeFi, NFT, aggregatori di layer-2 e oltre.

Domande frequenti

What is layer-2 and layer-3 blockchain?

What is layer 1 and layer-2 blockchain examples?

Is Solana layer-1 or 2?

Is Cardano a layer-2 blockchain?

What is a layer-2 scalability solution?

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Ananda Banerjee è un tecnico specializzato nella scrittura di contenuti per il web3, criptovalute, Blockchain, AI e SaaS, con una carriera di oltre 12 anni. Dopo aver completato il suo M.Tech in ingegneria delle telecomunicazioni presso RCCIIT, India, Ananda ha rapidamente combinato le sue competenze tecniche con la creazione di contenuti, contribuendo a piattaforme come Towardsdatascience, Hackernoon, Dzone, Elephant Journal, Business2Community e molte altre. Attualmente, Ananda scrive...
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