La crescita di DeFi, NFT e gaming ha congestionato la rete Ethereum (ETH), che ora sta sviluppando soluzioni di scalabilità per soddisfare la domanda senza compromettere la sicurezza. In questo articolo, esploriamo i benefici di layer 2 soluzioni come Sidechains, Plasma, State Channels, Validium, ecc.
Ma prima di tutto, cerchiamo di capire cosa sono le soluzioni Layer 1 e Layer 2.
Cosa sono le soluzioni di scalabilità Layer 2?
Mentre il Layer 1 è l'infrastruttura di base di ogni blockchain, il Layer 2 si costruisce sulla rete di base per aiutare a scalare le transazioni e i dati.
Mentre la rete principale convalida e finalizza tutte le transazioni on-chain senza dipendere da altre reti, il Layer 2 è un'estensione o un framework secondario delle reti principali.
Ogni rete di base ha il suo meccanismo di nodi, sia esso proof-of-work (PoW) o proof-of-stake (PoS). Inoltre, i protocolli Layer 1 hanno i loro token nativi, spesso usati per le commissioni di gas o di transazione.
Ora che Ethereum è passato a PoS, allevia la pressione sul Layer 1 poiché nuove catene suddividono il carico e riducono la congestione. Tuttavia, ci vorranno anni per implementarlo completamente, e nel frattempo, le soluzioni Layer 2 stanno scalando la blockchain.
Le soluzioni Layer 2 come sidechains, optimistic rollups, ecc. offrono benefici per la scalabilità di Ethereum, che discuteremo qui. Ma prima, impariamo come funziona il layer 2, che processa le transazioni in grandi pacchetti prima di sottomettere la prova delle transazioni al layer di base in un processo chiamato "off-chain calling", togliendo il carico dalla rete base.
Quindi, mentre L1 si occupa della disponibilità dei dati, della sicurezza e della decentralizzazione, L2 si concentra sulla scalabilità.
Sidechains
Quando si tratta di Sidechains Later 2, sono blockchain della Ethereum Virtual Machine (EVM) indipendenti che funzionano parallelamente alla catena principale. Hanno nodi validatori che confermano e elaborano le transazioni, aggiungono blocchi e mantengono le loro regole di consenso come Proof-of-Stake o Proof-of-authority per transazioni più efficienti.
Sebbene le sidechains supportino transazioni più complesse con la loro compatibilità EVM, non sono così decentralizzate e hanno il loro meccanismo di consenso, il che le rende non dipendenti da soluzioni Layer 1 o Layer 2.
Progetti di criptovaluta come xDai chain e POA Network offrono sidechains.
State Channels e Payment Channels
Questo è forse la soluzione Layer 2 più importante per la scalabilità di Ethereum poiché sono contratti multifestatari che consentono ai partecipanti di fare transazioni rapidamente e frequentemente fuori dalla catena, ritornando al layer 1 per la finalità come richiesto.
Questo rende i State Channels capaci di gestire interazioni più complesse come i giochi, mentre i payment channels gestiscono i pagamenti effettuati da due partecipanti. Il primo consente transazioni ad alta velocità a basso costo, il che è ideale per micropagamenti.
Progetti come Raiden, Perun e Celer utilizzano i state channels su Ethereum.
Plasma
Le catene Plasma, o child chains, sono catene più piccole ancorate alla blockchain di Ethereum per funzionare come copie ridotte dell'ETH Mainnet. Usano la verifica crittografica combinata con smart contract per scaricare transazioni nella rete principale.
Sebbene abbiano il loro meccanismo di validazione dei blocchi, segnalano periodicamente alla catena principale di Ethereum per risolvere controversie utilizzando la sua sicurezza. Rendono possibili transazioni ad alta velocità e basso costo come trasferimenti e snap di token.
Diversi progetti come LeapDAO, OMG Network, ecc. forniscono implementazioni di Plasma per l'integrazione di dApp.
Optimistic Rollups
Queste soluzioni Layer 2 si trovano parallelamente alla catena principale di Ethereum in quanto permettono che le transazioni avvengano in pacchetti scalabili ed economici fuori dal Layer 1 pur utilizzando la sicurezza del layer base per la sottomissione delle transazioni.
Gli Optimistic rollups offrono una scalabilità 100x poiché non eseguono alcun calcolo, che è un elemento molto costoso della blockchain di Ethereum. Quando lo sharding di Ethereum verrà introdotto questo numero di scalabilità aumenterà ulteriormente.
Gli Optimistic rollups eseguono i calcoli se le transazioni sono contestate tramite frode-proof; altrimenti, si presume che siano valide. Utilizza un sistema di bond e quando le transazioni fraudolente sono provate, l'account dietro di loro perde il bond. Mentre alcuni bond vengono tagliati, altri sono incentivati per la parte corretta.
Poiché supporta sia smart contract sia pagamenti semplici, è adatto per applicazioni DeFi. Pertanto, progetti come Cartesi, Arbitrum, e Optimism utilizzano questa soluzione Layer 2.
ZK-Rollups
I rollup a Zero Knowledge sono noti per raggruppare le transazioni off-chain per generare una prova crittografica chiamata SNARK. Questo roll-up esegue calcoli off-chain e le prove di validità vengono sottomesse alla catena Layer 1.
Gli smart contract dei rollup a Zero Knowledge mantengono tutte le transazioni su Layer 2, che viene aggiornato con prove di validità. Tuttavia, convalidare un blocco è più economico e veloce poiché richiede solo la prova di validità, non i dati delle transazioni. Pertanto, utilizza meno gas e dati.
Poiché i smart contract dei rollup a Zero Knowledge verificano le transazioni, il trasferimento dal Layer 2 al Layer 1 non è ritardato. Questo risulta in tempi di finalità più rapidi con sicurezza e decentralizzazione. Ma alcuni di loro non hanno supporto EVM e potrebbero essere inadatti per i dApps a causa di calcoli intensivi.
Questo è implementato da molti progetti come ZKSwap e zkSync. Mentre il primo è un layer 2 DEX con alta capacità di transazione e zero gas fee, zkSync è un protocollo senza fiducia per pagamenti scalabili a basso costo su Ethereum, che fa scalare i portafogli DeFi come PayPal.
Entrambi questi rollup sembrano ideali per la scalabilità del layer 2 su Ethereum, ma Harmony è migliore poiché offre un accesso DeFi più ampio con la sua funzione bridge Horizen che collega Ethereum alla Binance Smart Chain.
Validium
Questa catena di utente a prova di validità non memorizza i dati su Ethereum Layer 1, consentendo fino a 10.000 transazioni al secondo per catena Validium, eseguite in parallelo con la catena principale in multiple.
A differenza dei dApps ad alto valore, non affronta alcun attacco economico poiché migliora solo l'efficienza del capitale e non ha ritardi nei prelievi. Ma queste catene hanno una capacità limitata di smart contract.
Progetti come StarkWare e Loopring utilizzano la catena Validium per la scalabilità del Layer 2 di Ethereum. Un esempio è la prima soluzione di scalabilità layer 2 per NFT, Immutable X, che ha sia Validium che ZK-rollup per 9.000 per velocità di transazione al secondo senza fee di gas.