Cosa sono i Layer 2 e perché sono importanti?

Per iniziare, dobbiamo definire cos'è un livello 1: una rete di livello 1 è il livello di base, o l'infrastruttura sottostante di uncatena di blocchi. Conosciuta anche come rete principale o"rete principale", non solo definisce le regole CORE dell'ecosistema, ma può anche convalidare e finalizzare le transazioni, come si vede in esempi come Ethereum, Bitcoin e Solana.

Le blockchain di livello 1 spesso partono da un'enfasi sulla decentralizzazione e sulla sicurezza, entrambi principi CORE di qualsiasi rete solida e (con alcune eccezioni) sono gestiti da una rete globale diversificata di sviluppatori e partecipanti come i validatori.

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A causa della mancanza di un'autorità centrale o di una supervisione, queste piattaforme richiedono che la Tecnologie stessa abbia una quantità innata di sicurezza per proteggere gli utenti da truffe e attacchi. E a causa di questa priorità nella progettazione, per non parlare delle immense risorse necessarie per mantenere un ecosistema completamente funzionale, spesso hanno mancato di scalabilità.

Mentre alcuni sviluppatori ritengono che l'incapacità di raggiungere uno stato di equilibrio tra sicurezza, decentralizzazione e scalabilità sia un difetto inesorabile della Tecnologie (soprannominato Il trilemma della blockchain), soluzioni di livello 2, come i rollup suEthereume la rete Lightning su Bitcoin sono ONE soluzioni utilizzate per risolvere questi problemi.

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Cosa sono i layer 2?

Il livello 2 si riferisce a un set di soluzioni off-chain (blockchain separate) costruite sopra i livelli 1 che riducono i colli di bottiglia con ridimensionamento e dati. Pensalo come la cucina di un ristorante: se ogni ordine dovesse essere effettuato da una sola persona dall'inizio alla fine prima che l'ordine fosse confermato e consegnato, sarebbe un processo molto lento che potrebbe evadere solo pochi ordini all'ora. Ma i livelli 2 sono come le stazioni di preparazione: c'è una stazione per pulire e tagliare il cibo, una stazione per cucinare, una stazione che assembla i piatti, che è in grado di concentrarsi e svolgere ogni compito in modo molto più efficiente. Quando è il momento giusto, una persona finale può abbinare ogni piatto assemblato all'ordine e confermarlo prima che venga inviato alla destinazione finale (il cliente).

Anche le piattaforme di pagamento come Visa utilizzano un sistema simile. Invece di gestire separatamente migliaia di microtransazioni giornaliere da un fornitore come Starbucks che intaserebbero la rete in pochi minuti, Visa le raggruppa in lotti da regolare nel sistema bancario a intervalli regolari. Le banche quindi archiviano e ordinano le transazioni tramite il loro equivalente interno di un livello di regolamento. In questo caso, Visa sarebbe un livello 2 e la rete più ampia di istituzioni e governo che KEEP traccia delle transazioni e definisce le regole del settore finanziario come un livello 1.

Anche Ethereum utilizza un metodo simile attraverso funzionalità come i rollup ottimistici e a conoscenza zero (ZK) che scaricano l'onere della gestione delle transazioni dall' rete principalee quindi consentire una maggiore inclusione delle transazioni e una maggiore produttività (transazioni più elevate al secondo). Tutto ciò rende l'esperienza utente più fluida e pratica. Esempi di layer 2 su Ethereum includono soluzioni come ARBITRUM,Optimism, Loopring E Sincronizzazione.

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Perché i layer 2 sono importanti?

Mentre la decentralizzazione e la sicurezza sono un modus operandi del livello 1, o mainnet, di Ethereum, la conseguente popolarità di mercato nel corso degli anni ha portato la rete a raggiungere la sua attuale capacità di poco più di 1,5 milioni di transazioni giornaliereInoltre, poiché la rete principale può elaborare solocirca 15 transazioni al secondo, periodi di elevata attività di rete spesso portano alla congestione dei dati. Questo, a sua volta, causaGAS (commissioni di transazione)per aumentare e rallentare le prestazioni delle applicazioni, visto più di recente dalVendita di terreni virtuali Yuga Labs Othersidee durante la fase rialzista del 2021.

Per combattere questi problemi, il livello 2 estende Ethereum come una blockchain separata sopra la rete del livello 1. Come accennato, comunica e aiuta a scaricare il pesante fardello delle transazioni dalla rete principale tramite contratti intelligenti che integrano e traggono vantaggio dal robusto modello di sicurezza decentralizzato di Ethereum. In sostanza, il livello 1 gestisce la sicurezza, la disponibilità dei dati e la decentralizzazione, mentre i livelli 2 gestiscono la scalabilità relativa alle transazioni.

Nella maggior parte dei casi, le blockchain di livello 1 hanno:

• Una rete di nodi per proteggere e convalidare la rete.
• Una rete di produttori di blocchi.
• I principali dati della blockchain e delle transazioni.
• Un meccanismo di consenso associato.

Il livello 2 si differenzia perché offre:

• Commissioni più basse: i Layer 2 raggruppano più transazioni off-chain in una singola transazione Layer 1, il che aiuta a ridurre il carico di dati. Mantengono inoltre sicurezza e decentralizzazione regolando le transazioni sulla mainnet.
• Maggiore utilità: grazie ai vantaggi combinati di un maggior numero di transazioni al secondo e di commissioni più basse, i progetti di livello 2 possono concentrarsi sul miglioramento dell'esperienza utente e sull'ampliamento della portata delle applicazioni.

Come accennato, la maggior parte dei problemi di scalabilità sono legati alla decentralizzazione. A differenza delle banche tradizionali che hanno un metodo chiuso e più efficiente per regolamentare i pagamenti, le transazioni e la gestione dei dati con blockchain devono sottoporsi a una serie di passaggi sistematici, come accettazione, verifica e distribuzione su una rete (con migliaia di partecipanti), il tutto mantenendo sicurezza e trasparenza.

Pertanto, reti come Ethereum devono includere un design a strati e scalabile che possa competere con (e alla fine sostituire) i canali più snelli, ma limitati, di sistemi come Visa e Mastercard. I livelli 1 e 2 sono importanti perché lavorano insieme per raggiungere l'obiettivo di rendere la rete più veloce e più user-friendly.

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Come funziona il livello 2?

I protocolli di livello 2 forniscono un secondo framework in cui le transazioni possono avvenire separatamente dal livello 1. Ciò significa che una discreta quantità del lavoro che verrebbe eseguito dalla catena principale può essere spostata al secondo livello. Le applicazioni di livello 2 quindi pubblicano i dati delle transazioni sul livello 1, dove vengono protetti nel registro e nella cronologia della blockchain.

Come per qualsiasi altra piattaforma aperta o chiusa, anche i layer 2 variano in termini di accessibilità. Alcuni possono essere utilizzati da una gamma di applicazioni, mentre altri soddisfano solo i capricci di un progetto specifico. Detto questo, diversi componenti chiave che i layer 2 sfruttano includono rollup ecatene laterali.

Rollup di livello 2

Un rollup è una soluzione specifica di livello 2 che esegue centinaia di transazioni al di fuori del livello 1, le raggruppa in un singolo pezzo di dati compressi e quindi invia i dati alla rete principale affinché chiunque possa esaminarli e contestarli se ritenuti sospetti. In questo modo, i rollup non solo sfruttano la sicurezza di Ethereum , ma possono anche ridurre commissioni GAS fino a 10-100 volte superiori.

Sebbene tutti i rollup aiutino con depositi, prelievi e verifiche delle prove, ci sono sottili variazioni nel modo in cui i rollup, come Optimism e ZK, inviano i dati al livello 1.

Rollup ottimistici

Gli ottimistici rollup sono paralleli alla catena principale Ethereum , eseguono tutte le transazioni e poi inviano i dati al layer 1. Gli utenti sono incentivati ​​a effettuare transazioni su questi layer 2 grazie alle commissioni competitive. Se si sospetta una transazione fraudolenta, questa può essere contestata e valutata tramiteprove di frode. In questo scenario, il rollup eseguirà il calcolo della transazione utilizzando i dati di stato disponibili. Rispetto ai rollup ZK (spiegati di seguito), ciò significa che il tempo per uscire dal rollup e prelevare i fondi per tornare al layer 1 sarà leggermente più lungo. Tuttavia, "all'interno" del rollup gli utenti riceveranno comunque una rapida conferma della transazione.

In generale, i rollup ottimistici sono Macchina virtuale Ethereum (EVM) e compatibile con Solidity, il che significa che tutto ciò che è possibile sullo strato 1 di Ethereum può essere replicato sullo strato 2.

Diversi esempi di rollup ottimistici includonoARBITRUM,Optimism E BOBA.

Rollup ZK

A differenza dei rollup ottimistici, i rollup ZK generanocrittograficoprove per convalidare l'autenticità delle transazioni. Queste prove (pubblicate sul layer 1) sono chiamate prove di validità o SNARK (succinct non-interactive argument of knowledge) o STARK (scalable transparent argument of knowledge).

Gli ZK rollup sono più efficienti perché mantengono lo stato di tutti i trasferimenti sul layer 2, che vengono aggiornati esclusivamente tramite prove di validità. Poiché gli ZK rollup T necessitano di tutti i dati della transazione, è più facile convalidare i blocchi e trasferire ether (ETH), il token principale della blockchain Ethereum , al livello 1. La prova di validità (accettata dal contratto rollup ZK) ha già verificato l'autenticità delle transazioni. Detto questo, non hanno il pieno supporto EVM e sono più intensivi nell'eseguire calcoli per applicazioni con poca attività on-chain.

Diversi esempi di rollup ZK includonoDYDX,Loopring E Sincronizzazione.

Catene laterali

Come si vede attraverso progetti comeXDai E Polygon PoS, una sidechain è una blockchain indipendente e compatibile con EVM che funziona parallelamente e interagisce con la mainnet tramiteponti. Poiché utilizzano un meccanismo di consenso separato e non sono protetti dal layer 1, non sono tecnicamente considerati layer 2. Tuttavia, la catena funziona come Ethereum perché modella l'EVM. Detto questo, ci sono maggiori livelli di rischio che circondano gli operatori di sidechain perché gli utenti si fidano di loro con i fondi, piuttosto che del protocollo Ethereum (o di un layer 2 appropriato).

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Validium

Validium, ad esempio Articoli Stark, usa prove di validità (simili ai rollup ZK) ma T memorizza i dati sul layer 1. Più catene di validità possono essere eseguite in parallelo ONE loro e sono ciascuna in grado di elaborare circa 10.000 transazioni al secondo. Tuttavia, poiché sono richiesti linguaggi più specializzati, il supporto per gli smart contract generali è limitato.

Sia le sidechain che i validium sono blockchain che funzionano in parallelo con Ethereum e interagiscono con gli asset tramite bridge che si collegano alla mainnet. Non ottengono sicurezza o dati da Ethereum stesso e quindi T sono considerati un layer 2 adeguato come Optimistic o ZK rollup. Questo è particolarmente vero date le potenziali implicazioni di sicurezza e affidabilità. Tuttavia, entrambi scalano in modo simile ai layer 2 offrendo commissioni di transazione inferiori e un throughput elevato.

Perché ci sono così tanti livelli 2?

Sono stati creati vari canali di livello 2 per prevenire qualsiasi dipendenza eccessiva o il potenziale collasso di una singola parte della rete. Tuttavia, come abbiamo trattato i principali livelli 2 (rollup ottimistici, rollup ZK e sidechain), l'ecosistema è in continuo cambiamento e alcune applicazioni finiscono per essere abbandonate, come Plasma e State Channels.

Esempi di layer 2 comuni

Nel complesso, poiché i layer 2 si armonizzano e funzionano con l'intero ecosistema Ethereum , le varie opzioni, che chiunque può creare, offrono una gamma di opzioni più ampia e bilanciata per gli utenti finali. Ciò che manca a ONE blockchain layer 2 può essere bilanciato con i vantaggi di un'altra e viceversa. Di seguito è riportato un riepilogo dei layer 2 più comunemente utilizzati:

Livello generale 2

Un progetto generale di livello 2 rispecchia le prestazioni e la funzionalità della rete principale di Ethereum, con commissioni più economiche (GAS). Alcuni esempi includono:

Optimism

Sebbene un nuovo sistema a prova di frode sia ancorain costruzione,Optimismè un sistema equivalente all'EVM che utilizza rollup ottimistici per rendere le transazioni rapide, semplici e sicure.

Rischio e analisi:<a href="https://l2beat.com/projects/optimism/">https://l2beat.com/projects/ Optimism/</a>

ARBITRUM ONE

ARBITRUM è un altro rollup ottimistico che rispecchia le dinamiche della mainnet Ethereum , ma con commissioni di transazione più economiche.

Rischio e analisi:<a href="https://l2beat.com/projects/arbitrum/">ARBITRUM</a>

Boba Network

Biforcuta inizialmente Optimism, BOBAè un rollup ottimista che mira a ridurre le commissioni, migliorare la produttività delle transazioni e rafforzare la capacità dei contratti intelligenti.

Rischio e analisi:https://l2beat.com/projects/bobanetwork/

Livello 2 specifico dell'applicazione

Al confronto, le reti layer 2 specifiche per applicazione sono più specializzate e si concentrano sul miglioramento delle prestazioni di un settore di mercato di nicchia. Esempi includono:

Loopring

Loopringè un rollup ZK che mira a fornire la stessa sicurezza della rete principale di Ethereum con maggiore scalabilità, ad esempio una produttività aumentata di 1000 volte e costi di transazione ridotti allo 0,1% del livello 1.

Sincronizzazione

Utilizzato da piattaforme come Binance,Sincronizzazioneè un rollup ZK di Matter Labs. È già attivo sulla mainnet Ethereum e supporta pagamenti, token swap e conio di token non fungibili (NFT).

Livello 2 abbandonato

Non tutti gli esperimenti o le idee per un layer 2 funzionano. Ecco alcuni esempi di progetti che miravano a risolvere un problema ma non hanno avuto successo.

Plasma

Come affermato inun post di blog pubblicato a gennaio 2020, l'organizzazione di ricerca Ethereum Plasma Group ha annunciato di aver cessato le operazioni nella sua forma attuale e di aver donato i fondi rimanenti a Gitcoin. È stata presa la decisione di concentrarsi invece sui rollup Optimistic.

Come si vede attraverso progetti comePolygon, OMG Network e Gluon, le catene plasma sono blockchain separate collegate alla rete principale Ethereum . Utilizzano antifrode come gli ottimistici rollup per regolare le controversie e gestire la sicurezza. Poiché sono copie più piccole della rete principale Ethereum , sono anche note come "catene figlio". Gli alberi di Merkel abilitano una pila infinita di queste catene che possono funzionare per aiutare a scaricare la larghezza di banda dati pesante dalle catene padre, inclusa la rete principale. Tuttavia, il plasma T è utile per contratti arbitrari, solo per i trasferimenti. E quindi, insieme aproblemi come costi elevati e difficoltà nel prelevare fondida una catena di plasma, è stato abbandonato in favore dei rollup ottimistici.

Canali statali

I canali di stato sono percorsi aperti tra due utenti che desiderano comunicare tra loro tramite transazioni. Utilizzando contratti multi-firma (un tipo di contratto che richiede le firme di più parti per essere eseguito), consentono ai partecipanti di effettuare transazioni liberamente off-chain e di saldare con la mainnet. Ciò consente un elevato throughput delle transazioni e riduce al minimo la congestione e le commissioni. Due tipi principali di canali sono i canali di stato e i canali di pagamento. Tuttavia, a causa della rigidità nel dover bloccare i fondi da parte degli utenti, unita alla mancanza di supporto per smart contract generici e applicazioni DeFi nel 2021, è stato anche per lo più abbandonato. SecondoEthhub, i team che ci stanno ancora lavorando includonoCelerX Rete Connext.Rete Raiden potrebbe anche essere NEAR o in produzione.

Ulteriori risorse e considerazioni di livello 2

A causa della nascita di queste piattaforme di livello 2, ci sono ancora rischi e vari gradi di ipotesi di fiducia errate rispetto alle transazioni sulla rete principale. Vale anche la pena notare che, nonostante sfruttino la sicurezza del livello 1, i livelli 2 sono veramente sicuri solo se hanno abilitate le prove di frode, cosa che (al momento in cui scrivo) non hanno.

Ponti blockchain(che le persone possono usare per trasferire asset al layer 2) sono anche nelle prime fasi di sviluppo e comportano alti livelli di rischio. Con tutto questo in mente, si raccomanda una due diligence approfondita tramite risorse come L2BEAT prima di impegnarsi con qualsiasi layer 2. L2BEAT è un'ampiapiattaforma di analisi e rischioimpegnati a istruire gli utenti sui progetti che corrispondono ai loro elevati standard e alle rigorose definizioni di cosa significhi essere un livello 2.

Ulteriori letture:Una Roadmap Ethereum incentrata sul Rollup E Una guida incompleta ai rollupdi Vitalik Buterin