Punti chiave
Il trilemma della blockchain evidenzia la difficoltà che le reti blockchain affrontano nel cercare di bilanciare sicurezza, decentralizzazione e scalabilità.
Ci sono diverse soluzioni di scalabilità in fase di esplorazione per affrontare tali limitazioni. Alcune si concentrano sulla catena principale (Layer 1), mentre altre si concentrano su una catena separata (Layer 2).
Le soluzioni di scalabilità Layer 1 si riferiscono a modifiche all'architettura e alle regole della blockchain principale per migliorare le sue prestazioni (ad es., modificare il funzionamento del consenso o utilizzare lo sharding).
Le soluzioni Layer 2 sono costituite da framework secondari costruiti sopra un Layer 1 per aiutare ad alleviare il suo carico di lavoro (ad es., gestendo l'elaborazione delle transazioni off la catena principale).
Il futuro della blockchain farà probabilmente affidamento su una combinazione di entrambi i sistemi, utilizzando Layer 1 per la sicurezza e la liquidazione mentre si affida a Layer 2 per velocità più elevate e costi inferiori.
Introduzione
La popolarità delle criptovalute continua a crescere, portando un afflusso di nuovi utenti e transazioni. Sebbene la natura rivoluzionaria della blockchain sia chiara, la scalabilità (la capacità di un sistema di gestire una domanda crescente) rimane una sfida primaria. Le blockchain pubbliche che danno priorità alla decentralizzazione e alla sicurezza spesso faticano a raggiungere un alto throughput.
Questa sfida è nota come il trilemma della blockchain, che afferma che è difficile per un sistema decentralizzato raggiungere simultaneamente alti livelli di decentralizzazione, sicurezza e scalabilità. Di solito, le reti danno priorità a due a scapito del terzo.
Per risolvere questo problema, gli sviluppatori hanno creato diversi approcci di scalabilità. Alcune soluzioni modificano l'architettura della blockchain principale (Layer 1), mentre altre operano su protocolli secondari che funzionano sopra la rete sottostante (Layer 2).
Layer 1 vs. Layer 2
Il termine Layer 1 si riferisce al livello fondamentale di un'architettura blockchain. È la rete principale in cui le transazioni vengono finalizzate. Esempi includono Bitcoin, Ethereum, BNB Chain e Solana.
Il Layer 2 si riferisce a reti o protocolli costruiti sopra queste blockchain Layer 1. Ad esempio, la rete Lightning è una soluzione Layer 2 per Bitcoin e Arbitrum è un Layer 2 per Ethereum.
I miglioramenti della scalabilità sono categorizzati in base a dove si verificano:
Una soluzione Layer 1 modifica direttamente le regole o i meccanismi della blockchain di base (ad es., modificando il meccanismo di consenso).
Una soluzione Layer 2 utilizza una rete esterna e parallela per facilitare le transazioni lontano dalla catena principale per ridurre la congestione.
Soluzioni comuni di scalabilità Layer 1
1. Meccanismo di consenso
Alcune blockchain stanno passando da sistemi lenti e ad alta intensità energetica come il Proof of Work (PoW) a sistemi più efficienti come il Proof of Stake (PoS). Ad esempio, Ethereum è passato a PoS per migliorare la propria capacità di elaborare dati e essere più ecologico. Questo metodo utilizza lo staking (bloccando monete) invece del mining per verificare le transazioni.
2. Sharding
Lo sharding è come rompere un grande database in pezzi più piccoli e facili da gestire chiamati "shard". Quindi, invece di avere ogni computer sulla rete a fare tutto il lavoro, il lavoro viene suddiviso. Questo consente alla blockchain di elaborare più transazioni contemporaneamente, aumentando l'efficienza complessiva.
3. Aumento delle dimensioni del blocco
Alcune blockchain semplicemente aumentano la dimensione dei blocchi. Questo consente a più transazioni di adattarsi in un singolo blocco. Tuttavia, questo può rendere più difficile per i computer normali funzionare come nodi di validazione nella rete, il che potrebbe danneggiare la decentralizzazione.
Soluzioni di scalabilità comuni Layer 2
1. Rollup
I rollup sono attualmente la soluzione di scalabilità più popolare per Ethereum. Essi "rollup" (raggruppano) centinaia di transazioni off-chain in un singolo lotto prima di inviarle alla catena principale.
Rollup ottimistici: Utilizzati da reti come Optimism e Arbitrum, questi assumono che le transazioni siano valide per impostazione predefinita. Offrono un periodo di "fraud-proof" in cui le transazioni non valide possono essere contestate.
Rollup a conoscenza zero (ZK): Utilizzati da reti come zkSync e Scroll, i rollup ZK utilizzano prove crittografiche per verificare istantaneamente la validità delle transazioni. Offrono alta sicurezza e privacy senza la necessità di un periodo di contesa.
2. Sidechain
Le sidechain sono blockchain indipendenti con i propri set di validatori. Un esempio principale è la rete Polygon PoS. A differenza dei rollup, le sidechain sono responsabili della propria sicurezza. Anche se sono spesso più veloci e più economiche, non ereditano direttamente la sicurezza della catena principale Layer 1 nello stesso modo in cui fanno i rollup.
3. Canali di stato
Un canale di stato è un ambiente di comunicazione bidirezionale tra i partecipanti. Gli utenti transazionano off-chain tutte le volte che vogliono, e solo i saldi di apertura e chiusura vengono registrati sulla blockchain. La rete Lightning di Bitcoin opera su questo modello, consentendo pagamenti Bitcoin istantanei e a basso costo.
4. Blockchain annidate
In questa configurazione, la blockchain principale assegna lavoro a catene "figlie". Le catene figlie svolgono il lavoro e inviano i risultati alla catena "madre". Il framework Plasma su Ethereum è un esempio di questo.
Layer 1 vs. Layer 2: Differenze chiave
Entrambi i layer desiderano rendere la rete più veloce, ma lo fanno in modo diverso.
Limitazioni delle soluzioni di scalabilità
Layer 1: Aggiornare la catena principale è difficile. Modifiche significative, come l'aumento della dimensione del blocco o la modifica del consenso, richiedono spesso un hard fork, che può dividere la comunità.
Layer 2: Sebbene veloci, i Layer 2 possono aggiungere complessità. Gli utenti devono trasferire fondi tra le reti e la liquidità può diventare frammentata tra diversi Layer 2. Inoltre, alcuni Layer 2 si affidano a sequencer centralizzati, il che introduce un potenziale punto di fallimento rispetto alla catena principale decentralizzata.
Considerazioni finali
Il mondo della blockchain sta crescendo rapidamente. Per gestire l'adozione di massa, abbiamo bisogno di reti che siano sia sicure che veloci. Gli aggiornamenti Layer 1 come lo sharding sono importanti per il lungo termine. Tuttavia, le soluzioni Layer 2 offrono la velocità e i costi bassi di cui abbiamo bisogno in questo momento. Andando avanti, sarà probabilmente più comune vedere una combinazione di entrambi: un forte Layer 1 per la sicurezza e reti Layer 2 flessibili per le transazioni quotidiane.
Ulteriori letture
Cos'è il trilemma della blockchain?
Cosa sono i Zk-Rollup? La tecnica di scalabilità Layer-2
Cosa sono le reti Bitcoin Layer 2?
Cos'è lo sharding e come funziona?
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