Cosa sono le soluzioni di ridimensionamento di livello 2?

La corsa alla luna di Blockchain è in corso mentre l'ecosistema è alle prese con lo sviluppo di soluzioni di scalabilità per soddisfare la domanda senza sacrificare la sicurezza o il decentramento:il classico trilemma blockchain.

La rapida crescita della finanza decentralizzata, NFT, e il gioco ha visto l'adozione congestionare la rete Ethereum, in particolare, portando a colli di bottiglia e commissioni di transazione elevate data la sua capacità di elaborare solo poche transazioni al secondo, rendendo a volte utilizzabili molte dApp.

La transizione di Ethereum a una rete sharded proof-of-stake potrebbe alleviare parte di quella pressione sul livello 1, con lo sharding che divide la rete Ethereum in nuove catene o frammenti per distribuire il carico, ridurre la congestione, e l'aumento delle transazioni al secondo.

Tuttavia, dato che la piena implementazione è ancora lontana anni e la partecipazione non mostra segni di rallentamento in tempi brevi, la pressante necessità di soluzioni scalabili ha accelerato l'adozione della tecnologia di livello 2 che viene eseguita al di sopra del livello 1 di Ethereum, piuttosto che cercare di migliorare le prestazioni a livello di base.

Il livello 2 e la tecnologia correlata offrono diverse soluzioni per lo scaling di Ethereum, ognuno con i propri vantaggi e compromessi, Compreso:

• Plasma
• Sidechain
• Canali statali e canali di pagamento
• Rollup ottimistici
• ZK-Rollup
• Validium
• aggregatori

Plasma

Le catene di plasma sono blockchain separate che si ancorano a Ethereum, a volte chiamate catene di bambini, poiché operano come copie più piccole della mainnet di Ethereum. Queste catene figlio utilizzano una combinazione di contratti intelligenti e verifica crittografica per scaricare le transazioni dalla catena padre.

Ciascuno con il proprio meccanismo per la convalida dei blocchi, Le catene di plasma riportano periodicamente alla catena principale di Ethereum, utilizzando la sua sicurezza per risolvere le controversie in caso di contestazione tramite prove di frode.

Le catene al plasma consentono un'elevata produttività a un basso costo per transazione. Tuttavia, sono supportate solo le transazioni di base come trasferimenti di token e swap, c'è un requisito di vivacità, e i prelievi a catena possono essere lunghi per consentire le sfide.

Diversi progetti prevedono implementazioni di Plasma per l'integrazione di dApp, inclusi OMG Network e LeapDAO.

Sidechain

Le sidechain di livello 2 sono blockchain indipendenti compatibili con Ethereum Virtual Machine (EVM) che funzionano parallelamente alla catena principale di Ethereum. I nodi validatori nella rete sidechain sono responsabili della conferma e dell'elaborazione delle transazioni, aggiunta di blocchi, e mantenendo le regole di consenso proprie della sidechain, come la prova dell'autorità o la prova di partecipazione delegata, per fornire transazioni più efficienti.

La compatibilità è ottenuta tramite un ponte a due vie verso Ethereum, sebbene la sua sicurezza non sia direttamente ereditata ed è responsabilità della sidechain.

I sidechain utilizzano una tecnologia consolidata e supportano transazioni più complesse con compatibilità EVM, sebbene siano meno decentralizzati e si basino sui propri meccanismi di consenso piuttosto che sulla sicurezza del livello 1 e quindi non sono tecnicamente il livello 2 in questo senso.

I progetti che offrono implementazioni sidechain includono POA Network e xDai chain.

Canali statali e canali di pagamento

Una delle prime soluzioni di ridimensionamento di livello 2 ampiamente discusse, i canali statali utilizzano contratti multi-firma per consentire ai partecipanti di effettuare transazioni rapidamente e frequentemente off-chain, tornando al livello 1 per la finalità come richiesto.

I canali di stato possono gestire interazioni più complesse come un gioco, mentre i canali di pagamento sono canali statali semplificati che trattano solo i pagamenti tra due partecipanti. I canali statali consentono un throughput delle transazioni estremamente elevato a un costo molto basso, rendendoli ideali per i micropagamenti. Tuttavia, il tempo e il costo per impostare e regolare i canali non sono l'ideale per i pagamenti una tantum, è richiesta vivacità, e i fondi devono essere bloccati in canali di pagamento aperti.

I principali progetti che sfruttano i canali di stato su Ethereum sono Celer, Perun, e Raiden.

Rollup ottimistici

I rollup ottimistici si trovano in parallelo alla catena principale di Ethereum sul livello 2. Consentono di eseguire le transazioni in modo economico e scalabile in batch al di fuori del livello 1 pur continuando a utilizzare la sicurezza del livello di base di Ethereum quando le si invia come una singola transazione.

Poiché il calcolo è l'elemento lento e costoso della rete Ethereum, i rollup ottimistici offrono miglioramenti della scalabilità fino a 100 volte in quanto non eseguono alcun calcolo per impostazione predefinita, un numero che aumenterà ulteriormente con la futura introduzione dello sharding di Ethereum.

Anziché, i rollup ottimistici presuppongono che le transazioni siano valide ed eseguono il calcolo solo se contestate tramite un dispositivo a prova di frode. I rollup ottimistici utilizzano un sistema di incollaggio, e chiunque si dimostri responsabile di una transazione fraudolenta o di una sfida perderà la sua cauzione con alcuni tagli e altri usati per incentivare la parte corretta.

I rollup ottimistici possono gestire qualsiasi operazione eseguita su Ethereum layer 1 poiché sono compatibili con EVM e Solidity. Poiché tutti i dati delle transazioni sono archiviati sulla catena di livello 1, i rollup ottimistici rimangono sicuri e decentralizzati. Allo stesso tempo, forniscono scalabilità di esecuzione. Tuttavia, lunghi tempi di attesa per le transazioni on-chain sono possibili a causa delle potenziali sfide di frode.

Poiché i rollup ottimistici supportano sia pagamenti semplici che contratti intelligenti complessi, sono visti come più immediatamente adatti alle applicazioni DeFi, con ottimismo, Arbitro, e Cartesi tra i molteplici progetti che offrono realizzazioni.

In segno della futura direzione dello spazio, la principale piattaforma DEX Uniswap ha anche recentemente annunciato che avrebbe compiuto il passo successivo nell'adozione della tecnologia di livello 2 lanciando su Optimism per ridurre drasticamente i costi di transazione per i suoi utenti.

ZK-Rollup

Rollup a conoscenza zero, o ZK-rollup, raggruppare le transazioni off-chain e generare una prova crittografica, noto come SNARK. A differenza dei rollup ottimistici, I rollup ZK eseguono il calcolo off-chain e inviano queste prove di validità alla catena di livello 1.

I contratti intelligenti ZK-rollup mantengono lo stato di tutte le transazioni sul livello 2, che può essere aggiornato solo con prova di validità. Poiché i rollup ZK necessitano solo della prova di validità anziché di tutti i dati della transazione, la convalida di un blocco è più rapida ed economica poiché include meno dati e richiede meno gas.

Inoltre, poiché il contratto ZK-rollup ha già verificato le transazioni, non ci sono ritardi nel passaggio dal livello 2 al livello 1.

Di conseguenza, Le prove ZK offrono tempi di finalità più rapidi pur rimanendo sicuri e decentralizzati poiché i dati necessari per ripristinare lo stato sono archiviati sul livello 1 di Ethereum. Tuttavia, alcuni ZK-rollup non hanno il supporto EVM, e le prove di validità sono complesse da calcolare, rendendoli inadatti per dApp con poca attività sulla catena.

Esistono anche implementazioni multiple di ZK-rollup, inclusi zkSync e ZKSwap. zkSync offre un protocollo trustless per scalabili, pagamenti a basso costo su Ethereum utilizzando la tecnologia ZK-rollup, aiutando i portafogli crittografici e le piattaforme defi a sbloccare una scala simile a PayPal. ZKSwap fornisce un layer 2 DEX basato su ZK-rollup con zero commissioni per il gas e un throughput di transazioni elevato, trasformare il futuro del modello AMM.

Il livello 2 interoperabile di Harmony per Ethereum offre qualcosa di più unico, combinando il meglio di entrambi i mondi ottimisti e ZK-rollup. Harmony offre la piena compatibilità EVM, a differenza dei rollup ZK, regolamento più rapido con tempi di prelievo più brevi rispetto ai rollup ottimistici, e l'interoperabilità efficiente dal punto di vista del gas basata sulla sua blockchain sharded Proof-of-Stake che si collega a Ethereum tramite contratti intelligenti.

Basandosi sui vantaggi sia dei rollup ottimistici che dei rollup ZK, generalmente considerata la più promettente tra le tecnologie di scaling di livello 2, mentre affrontano i loro difetti, Harmony può fornire una soluzione più completa per l'implementazione dei progetti. L'interoperabilità di Harmony si estende anche oltre Ethereum con il suo bridge Horizen verso Binance Smart Chain, aprendo l'accesso al più ampio ecosistema defi.

Validium

Validium utilizza prove di validità come ZK-rollup, ma invece, i dati non sono memorizzati su Ethereum layer 1, consentendo una scalabilità fino a 10, 000 transazioni al secondo per catena Validium, di cui multipli possono essere eseguiti in parallelo.

Validium non offre ritardi di prelievo, migliorare l'efficienza del capitale, e non è vulnerabile a determinati attacchi economici affrontati da dApp di alto valore che utilizzano sistemi a prova di frode. Tuttavia, Le catene Validium hanno un supporto limitato per gli smart contract.

I progetti che forniscono implementazioni di Validium includono Loopring e StarkWare. Immutabile X, la prima soluzione di scaling di livello 2 per NFT su Ethereum, utilizza la tecnologia Validium e ZK-rollup di StarkWare per consentire velocità di transazione di oltre 9, 000 al secondo senza commissioni per il gas, pur mantenendo la sicurezza di Ethereum per il suo ecosistema di mercati, app, e giochi.

aggregatori

Polygon è una sorta di aggregatore di queste soluzioni di livello 2, offrendo molteplici implementazioni di diverse tecnologie di livello 2. Di conseguenza, Polygon è diventata la rete di livello 2 in più rapida crescita, portando l'infrastruttura blockchain alle masse aprendo l'accessibilità, usabilità, e casi d'uso di applicazioni decentralizzate sull'Internet delle blockchain di Ethereum.

La suite di soluzioni di scalabilità layer 2 di Polygon ha visto l'adozione da parte dei blue chip Defi, con piattaforme come Aave, SushiSwap, e 1 pollice già integrato con esso.

CVI, l'indice di volatilità decentralizzato per lo spazio crittografico alimentato dalla rete COTI, ha anche seguito quell'esempio nell'integrazione con Polygon. Gli utenti CVI possono aprire posizioni, fornire liquidità e partecipazione, durante l'elaborazione delle transazioni dalla blockchain principale di ETH.

Riepilogo

Nessuna soluzione di ridimensionamento da sola è sufficiente per soddisfare la sicurezza, decentralizzato, e scalabile visione di Ethereum 2.0, evitando il problema di commissioni elevate e colli di bottiglia.

Lo sharding aiuterà sicuramente il ridimensionamento in catena sul livello 1, ma le soluzioni di livello 2 off-chain che possono adattarsi in modo flessibile ai requisiti unici e ai compromessi accettabili della pletora di progetti dApp in fase di sviluppo sono la chiave per il futuro della blockchain.

L'ecosistema nel suo insieme è maggiore della somma delle sue parti, e diverse soluzioni di livello 2 possono esistere e lavorare insieme in armonia per rispondere alle crescenti esigenze di adozione mainstream, continuando ad aiutare a ridurre la congestione ea prevenire i singoli punti di errore mentre passiamo al mondo del Web 3.0.