Ethereum è diventato una piattaforma essenziale per molte applicazioni decentralizzate. Tuttavia, all'aumentare della sua adozione, deve affrontare grandi sfide, principalmente in termini di scalabilità e costi di transazione . Durante i picchi del traffico, i costi possono raggiungere centinaia di euro per una singola transazione. sono state sviluppate soluzioni di livello 2 Accelerano le transazioni riducendo i costi. Questo articolo esplora profondamente il funzionamento del livello 2, dei suoi tipi e delle sfide associate.
Sommario
Comprendi il concetto di strato 2
Definizione e differenze con il livello 1
Il Livello 1 è il livello principale di una blockchain , come Ethereum o Bitcoin. È qui che tutte le transazioni vengono registrate e verificate. Verificare una transazione significa garantire che sia conforme alle regole di rete, come la disponibilità di fondi, l'autorizzazione di una firma digitale e l'assenza di doppia spesa. I validatori (o miner) sul Livello 1 si basano su queste regole e su meccanismi di consenso, come Proof of Work Work o Proof Proof of Stake , rifiutare una transazione.
Tuttavia, lo strato 1 ha limiti in termini di scalabilità. Ethereum , ad esempio, può trattare circa 15 transazioni al secondo ( TPS ), il che diventa rapidamente insufficiente quando migliaia di servizi dApp S DEFI richiedono la rete. Durante i periodi di alta domanda, i costi di transazione sono aumentati considerevolmente. intervengono le soluzioni di livello 2
Il livello 2 è un livello aggiuntivo in base alla blockchain principale (livello 1) ma tratta le transazioni esternamente per alleviare quest'ultimo. Una volta che le transazioni sono state elaborate, sono soggette al livello 1 sotto forma di lotti o riassunti, riducendo così il carico sulla rete principale e riducendo i costi.
Perché lo strato 2 è emerso come soluzione?
Con lo sviluppo esponenziale dei servizi dApp e DEFI rete Ethereum ha rapidamente raggiunto i suoi limiti. Le transazioni sono diventate non solo più lente, ma anche costose, rendendo alcune applicazioni non molto praticabili.
Le soluzioni di livello 2, in particolare rollup e sidechain , sono state sviluppate per soddisfare queste esigenze urgenti. Aumentano la capacità di elaborazione delle transazioni mantenendo costi molto più bassi, rendendo la blockchain più accessibile.
I diversi tipi di soluzioni di livello 2
Rollups: rollup ottimistici e rollup ZK
I rollup sono una delle tecnologie a livello 2 più utilizzate Consentono di trattare le transazioni -chain off prima di presentare un riepilogo di queste transazioni principali del canale (livello 1).
Rollup ottimistici : questi rollup operano partendo dal presupposto che tutte le transazioni siano valide per impostazione predefinita. Tuttavia, se un partecipante alla rete sospetta una frode o un errore, può contestare la validità di una transazione fornendo una "prova di frode . Questo meccanismo di contestazione comporta un periodo di attesa (solitamente compreso tra una e due settimane) affinché chiunque possa contestare la validità della transazione. Questo ritardo spiega perché il prelievo di fondi dagli Optimistic Rollup può essere lento: la blockchain principale deve attendere la fine del periodo di contestazione prima di confermare la transazione.
ZK-Rollups : a differenza dei rollup ottimistici, ZK-Rollups (zero conoscenze) usano prove crittografiche per dimostrare la validità delle transazioni off-chain. Questa evidenza, chiamata ZK-SNARKS o ZK-Starks , sono soggette al canale principale, garantendo che le transazioni siano conformi senza dover eseguire ogni transazione sul livello 1. Ciò consente di convalidare le transazioni quasi istantaneamente, senza contestazione, come nel caso di rollup ottimistici. Un progetto notevole che utilizza ZK-Rollups è zkSync , che si distingue per la sua velocità e il basso costo per i trasferimenti di fondi.
Catene laterali (sidechains): operazione ed esempi
I sidechain sono blockchain indipendenti che funzionano in parallelo con il canale principale (livello 1) . Hanno il loro meccanismo di consenso, che consente loro di trattare le transazioni in modo indipendente. Tuttavia, ciò significa che non beneficiano direttamente della sicurezza del livello 1 .. Gli utenti possono trasferire risorse tra la Sidechain e il canale principale tramite ponti (ponti) .
Questi ponti consentono di collegare i due canali, ma introducono anche ulteriori rischi per la sicurezza, in particolare in caso di hacking o compromessi dei validatori del ponte.
Sebbene Polygon abbia il proprio meccanismo di consenso basato sulla Proof of Stake (POS) , si basa su Ethereum allo scopo e alla sicurezza delle transazioni in modo specifico. Ecco come funziona:
1. Ancoraggio periodico dei checkpoint su Ethereum
Polygon invia regolarmente checkpoint a Ethereum . Questi punti di controllo rappresentano stati aggregati di sidechain (o catena plasmatica in alcune implementazioni) e includono un riepilogo delle transazioni che sono state convalidate su Polygon . Sebbene le transazioni vengano elaborate e validate su Polygon in modo indipendente, l'ancoraggio su Ethereum garantisce una forma di "scopo" delle transazioni.
Ciò significa che anche se le transazioni vengono convalidate per la prima volta tramite il meccanismo POS del Polygon, lo stato finale della blockchain (o almeno una parte di questo stato) è sicuro su Ethereum tramite questi punti di controllo, creando un livello di convalida aggiuntivo.
2. Maggiore sicurezza grazie a Ethereum
Usando Ethereum per l'ancoraggio di questi checkpoint, Polygon beneficia della rete Ethereum , in particolare la sua immutabilità e il potere della sua rete decentralizzata . Ciò garantisce che anche se si verifica un problema sul Polygon (come un attacco del 51% sul meccanismo POS del Polygon ), i dati ancorati su Ethereum rimangono affidabili e possono essere usati come base per ripristinare le transazioni in uno stato coerente.
La differenza principale tra i sidechain e i rollup risiede nel meccanismo di consenso. I sidechain gestiscono la propria sicurezza e il proprio consenso, mentre i rollup si basano sulla sicurezza del canale principale (livello 1) per convalidare le transazioni finali. Un esempio di sidechain ben noto è Polygon , un Ethereum che consente transazioni a bassa e alta velocità, ma che richiede l'uso di ponti per interagire con Ethereum .
Canali statali (canali statali): utilità e operazione
I canali di stato sono un'altra di livello 2 che consente a due parti di trattare le transazioni a catena esterne. Operano aprendo un canale in cui le transazioni vengono effettuate direttamente tra le parti. È solo quando il canale è chiuso che lo stato finale delle transazioni è registrato sul canale principale. Ciò consente di eseguire diverse transazioni rapidamente e senza alcun costo, purché il canale rimane aperto.
Un esempio popolare di State Channel è la rete Lightning di Bitcoin , che consente di effettuare pagamenti veloci ed economici senza sovraccaricare la blockchain principale. Le transazioni vengono elaborate dalla catena e solo le interazioni finali, come la chiusura del canale, sono soggette a blockchain.
I vantaggi dell'utilizzo del livello 2
Riduzione delle commissioni di transazione
Le soluzioni di livello 2 consentono di ridurre significativamente i costi di transazione spostando le operazioni al di fuori del canale principale. Invece di pagare commissioni elevate per ciascuna transazione sul livello 1, gli utenti pagano solo per la convalida di transazioni raggruppate sul livello 2. Ciò è particolarmente importante per le applicazioni DIFI o i giochi blockchain, in cui sono necessarie molte piccole transazioni.
Scalabilità migliorata
Il livello 2 aumenta la capacità di rete aumentando il numero di transazioni che possono essere trattate contemporaneamente. Ad esempio, Ethereum può trattare circa 15 TPS sul livello 1. Con soluzioni come zkSync o ottimismo , questa cifra può aumentare a diverse migliaia di TPS, rendendo le transazioni più veloci e più accessibili.
Confronto tra strato 1 e livello 2
Differenze importanti
Il livello 1 offre la massima sicurezza trattando ogni transazione direttamente sulla blockchain, ma a costo di bassa scalabilità e costi elevati. Layer 2 migliora questa scalabilità e riduce i costi, ma a volte può compromettere la sicurezza. Ad esempio, i rollup ottimistici introducono un ritardo alle transazioni del concorso, che possono esporre la rete ai tentativi di frode. Allo stesso modo, i sidechain possono essere vulnerabili se il loro meccanismo di consenso o i ponti utilizzati per trasferire attività sono compromessi.
Il principale livello 2 progetti su Ethereum
zkSync : una soluzione promettente per Ethereum
zkSync soluzione ZK-Rollup che consente transazioni a basso e basso costo su Ethereum . Utilizzando prove crittografiche per convalidare le transazioni, zkSync garantisce un'elevata sicurezza riducendo i costi. È una piattaforma ideale per applicazioni che richiedono trasferimenti frequenti e veloci.
Ottimismo: perché è una soluzione popolare?
L'ottimale è una delle principali implementazioni di rollup ottimistici su Ethereum . i contratti intelligenti Ethereum , consentendo dApp di migrare facilmente su questa rete riducendo al contempo i costi. Gli utenti devono tuttavia attendere fino alla fine del periodo di protesta prima di ritirare i fondi dalla rete.
Polygon : un esempio di sidechain popolare
Polygon Ethereum Matic, è un sidechain Ethereum che consente transazioni ad alta velocità e a basso costo. Tuttavia, dato che opera con il proprio meccanismo di consenso, non beneficia direttamente della Ethereum . Gli utenti devono utilizzare i ponti per trasferire attività tra Polygon ed Ethereum , che possono introdurre ulteriori rischi per la sicurezza.
Sfide di livello 2
Rischio di compromesso della sicurezza
le soluzioni di livello 2 migliorino la scalabilità e riducono i costi, non sono esenti dai rischi. I rollup ottimistici introducono scadenze alle transazioni di contestazione, che possono dare origine a tentativi di frode durante questo periodo di attesa. Inoltre, i sidechain e i loro ponti sono vulnerabili agli attacchi perché non usano direttamente la sicurezza dello strato 1 . La pirateria dei validatori di un sidechain potrebbe causare perdita di fondi.
Complessità e scadenze per il ritiro dei fondi
Una delle principali critiche ai rollup ottimistici riguarda il tempo di attesa necessario per ritirare i fondi. In effetti, una volta che un utente vuole ritirare i suoi fondi, deve attendere fino al completamento del periodo di protesta prima che la transazione venga confermata sul canale principale. Possono essere necessari diversi giorni, rendendo il processo meno fluido.
Il futuro delle soluzioni di livello 2
Verso un'adozione più ampia dei rollup
Con la crescente popolarità dei servizi dApp e DEFI , i rollup stanno per diventare la soluzione di riferimento per Ethereum . In particolare, ZK-Rollups , come zkSync , offrono una maggiore sicurezza e tempi di convalida più rapidi, che potrebbero promuovere la loro adozione su larga scala.
FAQ
Qual è il livello 2 in termini semplici? Il livello 2 è una soluzione tecnologica che consente di gestire transazioni al di fuori della blockchain principale, riducendo così i costi e accelerando le transazioni sottoponendo i risultati al canale principale.
Perché lo strato 2 è cruciale per Ethereum ? Risolve i problemi di scalabilità e costi elevati, consentendo una massiccia adozione e un uso più fluido dei dApp e DEFI.
In che modo le prove crittografiche funzionano in ZK-Rollups? ZK -Rollups usano prove crittografiche chiamate ZK -SNARKS per dimostrare la validità delle transazioni senza la necessità di eseguirle sul canale principale.
Qual è la differenza principale tra rollup e sidechain? I rollup principale per convalidare le transazioni, mentre i sidechain hanno il proprio meccanismo di consenso e operano in modo più indipendente, il che può introdurre ulteriori rischi.
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Yoann
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.
