TL;DR
La crescente popolarità delle criptovalute e della blockchain ha portato gli sviluppatori a cercare un modo per scalare, migliorando la capacità di un sistema per soddisfare la crescente domanda. Sharding, sidechain, canali di stato e rollup sono alcuni approcci alla scalabilità. I rollup blockchain scaricano alcuni processi legati alle transazioni su una catena secondaria, mentre memorizzano i dati delle transazioni sulla blockchain principale Layer 1. In questo articolo analizzeremo le due soluzioni. In questo articolo esploriamo i due tipi di rollup nell'ecosistema crypto quello optimistic e zero-knowledge.
Introduzione
Per via dell'aumento della domanda di criptovalute, le capacità di alcune blockchain sono messe a dura prova. Questo potrebbe portare a una congestione della rete e a costi di transazione elevati. Per risolvere questo problema, si stanno sviluppando e testando soluzioni di scalabilità per aumentare il throughput e la velocità delle transazioni. Tali soluzioni possono essere classificate in due gruppi: Layer 1 e Layer 2.
Le soluzioni di scalabilità Layer 1, come lo sharding, apportano modifiche direttamente alla blockchain principale (nota anche come blockchain di base o Layer 1). Le soluzioni di scalabilità Layer 2 vengono eseguite sopra una blockchain Layer 1. Esempi di soluzioni di scalabilità Layer 2 sono i canali di stato, le sidechain e i rollup blockchain.
I rollup blockchain sono protocolli progettati per consentire un elevato throughput e costi inferiori. Mirano a risolvere il problema che affligge molte blockchain popolari, accorpando le transazioni e riducendo le dimensioni dei dati per un'elaborazione e un'archiviazione più efficienti delle transazioni.
Cosa sono i rollup blockchain?
I rollup sono una soluzione Layer 2 che raggruppa i dati delle transazioni e li trasferisce fuori dalla catena principale (o blockchain Layer 1). L'esecuzione delle transazioni viene quindi eseguita off-chain, mentre gli asset sono conservati in uno smart contract on-chain. I dati della transazione saranno inviati alla blockchain principale al termine della stessa.
In teoria, qualsiasi soluzione Layer 1 può implementare i rollup per aumentare l'efficienza delle transazioni in termini di throughput. Con i rollup, una blockchain può aumentare il numero di transazioni elaborate e registrate in un determinato arco di tempo.
Attualmente esistono due tipi di rollup: gli optimistic rollup e i zero-knowledge (zk) rollup.
Cos'è un optimistic rollup?
Gli optimistic rollup sono protocolli che aumentano la produzione di transazioni raggruppando più transazioni in lotti (batch), che vengono elaborati off-chain. Successivamente, i dati delle transazioni vengono registrati sulla catena principale con tecniche di compressione dati che contribuiscono a ridurre i costi e ad aumentare la velocità. Secondo Ethereum, gli optimistic rollup possono migliorare la scalabilità da 10 a 100 volte.
In che modo gli optimistic rollup convalidano le transazioni?
Le transazioni sono valide di default per aumentare l'efficienza. Ci si può chiedere se questo comprometta la sicurezza a favore della velocità di elaborazione delle transazioni. Tuttavia, gli optimistic rollup utilizzano uno schema di verifica delle frodi, con un periodo di risoluzione delle controversie noto come "periodo di sfida" (challenge period). Durante questo periodo, chiunque controlli il rollup può inviare una contestazione per verificare se la transazione è stata elaborata in modo accurato attraverso una fraud proof.
Se il lotto presenta degli errori, il protocollo rollup li corregge rieseguendo le transazioni errate e aggiornando il blocco. Le parti che approvano transazioni non corrette per l'esecuzione saranno penalizzate.
Limitazioni degli optimistic rollup
Sebbene non esista un processo di convalida delle transazioni, esiste un challenge period che gli zk rollup non hanno, il che aumenta il tempo necessario per la finalizzazione delle transazioni.
Anche la finality delle catene con optimistic rollup è inferiore a quella degli zk rollup. La finality è la misura del tempo che un utente deve attendere per avere una ragionevole garanzia che le transazioni non vengano stornate o alterate. I prelievi su optimistic rollup sono ritardati, poiché il challenge period deve trascorrere prima che i fondi possano essere rilasciati. Al contrario, i prelievi dagli zk rollup hanno effetto non appena lo smart contract dello zk rollup verifica la prova di validità.
Alcuni ritengono che gli optimistic rollup siano meno efficienti degli zk rollup. Con gli optimistic rollup, tutti i dati delle transazioni devono essere pubblicati on-chain per finalizzare le transazioni. Con le controparti zk, solo le prove di validità sono richieste on-chain.
Cos'è uno zero-knowledge (zk) rollup?
Gli zero-knowledge rollup sono protocolli che raggruppano le transazioni in lotti da eseguire fuori dalla catena principale. Per ogni lotto, un operatore zk rollup presenta un riepilogo delle modifiche richieste una volta che le transazioni del lotto sono state eseguite. Gli operatori hanno un ruolo aggiuntivo nel produrre prove di validità per dimostrare che le modifiche sono accurate. Queste prove sono significativamente più piccole dei dati delle transazioni; pertanto la loro verifica è più rapida ed economica.
Su Ethereum, gli zk rollup riducono i dati delle transazioni tramite tecniche di compressione quando scrivono le transazioni su Ethereum come calldata, riducendo di fatto le commissioni per gli utenti.
In che modo gli zk rollup convalidano le transazioni?
Gli zk rollup utilizzano dimostrazioni a conoscenza zero (ZKP) per convalidare le transazioni. Gli ZKP sono utilizzati da un soggetto chiamato prover che vuole convincere un altro soggetto, noto come verificatore, di possedere la conoscenza, verificando così una transazione.
Ecco come funziona:
Il prover fornisce una prova matematica che solo lui può generare.
Il verificatore utilizza questa prova matematica per verificare la validità della transazione.
Le informazioni possono ricevere una prova di validità senza rivelare il contenuto al verificatore.
Vantaggi degli zk rollup
Se implementati correttamente, gli zk rollup possono offrire un elevato livello di sicurezza per gli utenti. Una caratteristica chiave che contribuisce a questa sicurezza è l'uso di prove di validità a conoscenza zero. Esse garantiscono che la rete possa funzionare solo in uno stato valido e che gli operatori non possano rubare i fondi degli utenti o corrompere il sistema in alcun modo.
Un altro vantaggio degli zk rollup è che gli utenti non devono monitorare la rete. Gli zk rollup memorizzano tutti i dati on-chain e richiedono prove di validità. Pertanto, un operatore non può imbrogliare e gli utenti non devono preoccuparsi del comportamento scorretto della rete. Inoltre, gli zk rollup consentono agli utenti di prelevare i propri fondi sulla mainnet senza dover collaborare con gli operatori, dimostrando la proprietà del token attraverso la disponibilità dei dati.
Come gli optimistic rollup, anche quelli zk implementano un meccanismo di esecuzione off-chain per aumentare la velocità di esecuzione delle transazioni.
Differenze tra zk rollup e optimistic rollup
Di seguito è riportato un riepilogo delle differenze tra gli optimistic e zk rollup.
Qual è il futuro degli zero-knowledge e optimistic rollup?
Il futuro degli zero-knowledge e optimistic rollup è ancora un punto interrogativo. Con l'adozione delle criptovalute e della blockchain da parte di un numero sempre maggiore di persone, i rollup potrebbero svolgere un ruolo fondamentale nel migliorare l'efficienza della blockchain. Le blockchain continueranno probabilmente a testare varie soluzioni di scalabilità, tra cui sharding, rollup e layer 0. Potremmo anche assistere alla creazione e all'implementazione di nuove soluzioni, insieme o al posto dei rollup.
In chiusura
Da quando la domanda per le crypto è aumentata e ha portato al sovraccarico delle blockchain attuali, molti hanno proposto diverse soluzioni di scalabilità. In questo articolo abbiamo esaminato le differenze intrinseche tra due varietà di rollup, quelli optimistic e quelli zk. Man mano che i rollup continuano ad essere testati, potremmo assistere a una nuova e superiore varietà che potrebbe aiutarci a raggiungere la scalabilità per l'adozione di massa.
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