Intermedio
Dall'avvento di Bitcoin nel 2009 , le blockchain hanno ridefinito gli scambi digitali fornendo trasparenza, sicurezza e decentralizzazione. Queste tecnologie hanno consentito l'emergere di applicazioni ad alto impatto, i pagamenti decentralizzati alla finanza decentralizzata ( DeFi ). Tuttavia, le blockchain di prima generazione, come Bitcoin ed Ethereum , soddisfano i limiti. La loro concezione, qualificata come monolitica, riunisce tutte le funzioni necessarie in un'unica architettura, che ostacola la loro scalabilità e la loro capacità di evolversi con una massiccia adozione.
Per superare queste sfide, nasce un nuovo approccio, chiamato blockchain modulare . Ma prima di immergerti in questa innovazione, esaminiamo le basi delle blockchain monolitiche e dei loro limiti.
Sommario
Comprendi le blockchain monolitiche e i loro limiti
Le funzioni essenziali di una blockchain monolitica
Una blockchain monolitica riunisce tre funzioni chiave in una singola architettura:
- Esecuzione: trattamento delle transazioni ed esecuzione di contratti smart contract .
- Consenso: accordo tra i partecipanti all'ordine e la validità delle transazioni.
- Disponibilità dei dati: archiviazione e diffusione delle informazioni necessarie per la verifica delle transazioni.
In questo modello, tutti i nodi della rete sono responsabili di queste tre funzioni. Ad esempio, un nodo in Bitcoin o Ethereum deve sia eseguire transazioni, partecipare al meccanismo di consenso ( Proof of Work o Proof of Stake ) e archiviare tutti i dati storici della blockchain. Questa centralizzazione delle attività aumenta il carico sui nodi e limita la capacità della rete di gestire un gran numero di utenti.
Le sfide delle blockchain monolitiche e il loro legame con il trilemma blockchain
- Carica eccessiva sui nodi: impatto sul decentramento
Ogni nodo deve eseguire tutte le funzioni: archiviazione dei dati, esecuzione delle transazioni e partecipazione al consenso. Ciò impone requisiti materiali elevati, rendendo costoso e complesso il funzionamento dei nodi. Questo fenomeno limita il numero di partecipanti in grado di mantenere un nodo, che riduce il decentramento della rete. Pertanto, per mantenere una certa scalabilità e sicurezza, le blockchain monolitiche spesso sacrificano il decentramento.
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- Mancanza di flessibilità: impatto sulla sicurezza e l'innovazione
Le blockchain monolitiche che mettono insieme tutte le loro funzioni in un unico strato, questa rigida architettura complica miglioramenti specifici senza disturbare l'intero sistema. Ad esempio, correggere un difetto o adottare l'innovazione tecnologica può esporre la rete a rischi aggiuntivi o instabilità temporanea. Questo compromesso rallenta l'innovazione e può influire sulla sicurezza complessiva, poiché qualsiasi tentativo di evoluzione mette a repentaglio il saldo attuale.
- Scalabilità ridotta: impatto diretto sulla capacità della rete
All'aumentare del numero di utenti, la congestione della rete diventa inevitabile in una blockchain monolitica. Ogni nodo deve eseguire tutte le transazioni, i limiti fisici e tecnici dei nodi più deboli rallentano la rete. Ciò si traduce in scadenze e costi elevati, come osservato su Ethereum durante i periodi di alta attività. Per migliorare la scalabilità, è spesso necessario effettuare concessioni sul decentramento o sulla sicurezza.
Un'illustrazione del trilemma blockchain
Queste sfide mostrano come le blockchain monolitiche si confrontano direttamente con il trilemma blockchain, che stabilisce che è impossibile ottimizzare contemporaneamente la sicurezza, la scalabilità e il decentramento:
- Decentralizzazione vs scalabilità: una carica eccessiva sui nodi spinge a centralizzare la rete per garantire le prestazioni, sacrificando così il decentramento.
- Sicurezza vs Innovazione: la mancanza di flessibilità rende difficile migliorare o innovazione senza compromettere la sicurezza.
- Scalabilità vs decentralizzazione: i limiti tecnici dei singoli nodi riducono la capacità complessiva della rete mantenendo un'infrastruttura veramente decentralizzata.
Perché la blockchain modulare è una soluzione?
La blockchain modulare offre un'architettura in cui ogni funzione è separata in livelli indipendenti, gestiti da nodi specializzati. Questo approccio consente di distribuire il carico di lavoro e ottimizzare ogni componente.
Pannolini in una blockchain modulare
- Il livello di esecuzione: trattare le transazioni ed eseguire i smart contract Il
livello di esecuzione è al centro della gestione delle interazioni in una blockchain. Il trattamento delle transazioni significa registrare e convalidare le azioni dell'utente, come l'invio o la ricezione di criptovalute o l'interazione con applicazioni decentralizzate ( dApp S). L'esecuzione del contratto smart contract , d'altra parte, consiste nell'applicare automaticamente istruzioni preprogrammate non appena sono soddisfatte determinate condizioni. Ad esempio, un smart contract potrebbe rilasciare fondi solo se viene raggiunta una scadenza o se è stato raccolto un determinato importo. Nelle blockchain modulari, questo strato è spesso delegato a soluzioni come i rollup (ad esempio Arbitrum , ottimismo), che riuniscono e trattano un grande volume di transazioni fuori dal canale principale per ottimizzare le prestazioni.
- Il livello di consenso: convalidare e ordinare le transazioni
Il livello di consenso garantisce che tutte le transazioni elaborate dalla blockchain rispettino le regole stabilite e che siano validate in un ordine specifico. Ciò evita conflitti come la doppia spesa (usando la stessa criptovaluta per diverse transazioni). Si basa su meccanismi come la Proof of Stake (POS) , in cui i validatori, selezionati in base alla quantità di token che tengono e mettono in gioco, assicurano il controllo dei blocchi. Concretamente, questo strato decide l'ordine cronologico delle transazioni e garantisce che solo transazioni valide vengano aggiunte al registro blockchain immutabile. Ethereum , ad esempio, svolge spesso il ruolo di uno strato di consenso in soluzioni modulari.
- Il livello di disponibilità dei dati: fornire le informazioni necessarie per la verifica
livello di disponibilità dei dati garantisce che tutte le informazioni necessarie per convalidare le transazioni e i blocchi siano accessibili in qualsiasi momento. Questi dati includono, ad esempio, prove crittografiche di transazioni, registrazioni dei saldi dei conti o persino dettagli di smart contract . Questo livello è essenziale per consentire ai validatori e agli utenti di verificare in modo indipendente la validità dei blocchi.
Nelle blockchain modulari, soluzioni come Celestia innovano utilizzando tecniche avanzate come il campionamento della disponibilità dei dati . Questo metodo consente di verificare che i dati siano disponibili senza doverli scaricarli completamente, il che migliora la scalabilità e riduce le esigenze di archiviazione.
Vantaggi di una blockchain modulare
- Migliore scalabilità:
dividendo le attività tra livelli specializzati, ogni funzione può evolversi in modo indipendente, consentendo a più transazioni di gestire la rete. - Maggiore flessibilità:
gli sviluppatori possono scegliere le soluzioni più adatte per ogni livello, creando architetture fatte su misura per le loro applicazioni. - Interoperabilità:
gli strati possono interagire con diverse blockchain, facilitando gli scambi e la collaborazione tra le reti.
Come funziona una blockchain modulare?
Prendi l'esempio di Celestia , un pioniere delle blockchain modulari. Questa rete si concentra su due funzioni: consenso e disponibilità di dati. Ecco come funziona:
1. Gestione della disponibilità dei dati
Celestia utilizza il campionamento della disponibilità dei dati (DAS), un metodo che divide i blocchi di dati in frammenti chiamati azioni . Questi frammenti sono distribuiti sulla rete e verificati da nodi di luce. Invece di memorizzare l'intero blocco, ogni nodo campiona parte dei dati, riducendo così le esigenze di archiviazione garantendo al contempo che tutti i dati siano disponibili.
2. Consenso decentralizzato
Il consenso Celestia si basa sull'algoritmo ( prova Proof of Stake ), in cui i validatori assicurano che i blocchi rispettino le regole del protocollo. Ciò consente Celestia di rimanere al sicuro durante la delega dell'esecuzione di transazioni ad altri livelli.
3. Integrazione con livelli di esecuzione
Gli sviluppatori possono collegare i loro livelli di esecuzione, come rollup o canali specifici per un'applicazione ( appchains ), Celestia . Questi pannolini trattano le transazioni a catena esterne e presentano prove di validità a Celestia per lo stoccaggio e la convalida.
4. Interoperabilità e personalizzazione
Grazie a questa architettura, Celestia facilita l'interoperabilità tra diverse reti. Gli sviluppatori possono combinare soluzioni per soddisfare le esigenze specifiche delle loro applicazioni, come le piattaforme DeFi o i giochi blockchain.
Un esempio concreto di sincronizzazione dei pannolini di una blockchain modulare
Immagina un dApp distribuito su un rollup collegato a Celestia :
- Le transazioni vengono elaborate dal rollup (livello di esecuzione).
- Il rollup presenta prove di validità a Celestia (strato di consenso).
- Celestia memorizza i dati associati (livello di disponibilità dei dati), garantendo la loro accessibilità alla verifica.
Questa separazione consente a ogni livello di eccellere nella loro specialità, offrendo una rete più veloce, sicura e scalabile.
Conclusione: verso un futuro modulare per la blockchain
Le blockchain modulari ridefiniscono le basi della tecnologia blockchain rispondendo direttamente ai limiti dei sistemi monolitici. Separando le funzioni essenziali in strati specializzati, offrono una soluzione al trilemma blockchain , bilanciando la scalabilità, la sicurezza e il decentramento.
Progetti come Celestia aprono la strada a un ecosistema modulare, in cui ogni componente può evolversi in modo indipendente, facilitando così l'adozione della blockchain in vari campi. Mentre il Web3 continua a crescere, questo approccio potrebbe essere la chiave per costruire un'infrastruttura decentralizzata sostenibile.
FAQ sulla blockchain modulare
- Cos'è una blockchain modulare ?
È un'architettura che separa le funzioni principali (esecuzione, consenso, disponibilità di dati) nei livelli gestiti in modo indipendente per migliorare la scalabilità e la flessibilità. - Che differenza tra monolitico e modulare ?
Una blockchain monolitica riunisce tutte le sue funzioni in una singola struttura, mentre una blockchain modulare le divide tra strati specializzati. - Perché Celestia importante ?
Celestia si concentra sul consenso e sulla disponibilità dei dati, consentendo agli sviluppatori di creare soluzioni di esecuzione fatte su misura. - Quali sono i vantaggi per dApp S ?
DAPPS beneficia di infrastrutture più veloci, personalizzabili e interoperabili, riducendo i costi e migliorando l'esperienza dell'utente dApp
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Yohan uzzan
Ingegnere di addestramento, mi sono rapidamente interessato al campo finanziario. Convinto che la finanza decentralizzata abbia un futuro luminoso davanti a essa, partecipa alla sua democratizzazione sviluppando Crypternon.
