Punti chiave
I validium sono soluzioni di scalabilità per Ethereum che elaborano le transazioni off-chain utilizzando dimostrazioni a conoscenza zero per garantirne la validità.
I validium consentono un'elaborazione efficiente delle transazioni sfruttando gli operatori per raggruppare e convalidare le transazioni, riducendo l'archiviazione di dati on-chain e le commissioni gas.
Sebbene offrano vantaggi come una maggiore velocità e privacy delle transazioni, i validium devono anche affrontare delle sfide, come i rischi di disponibilità dei dati e i potenziali problemi di centralizzazione.
Introduzione
Nel corso degli anni, la tecnologia blockchain è notevolmente migliorata, ma la scalabilità rimane uno dei problemi chiave. In questo articolo esploreremo i validium, come funzionano e come possono migliorare la scalabilità di Ethereum.
Cosa sono i validium?
I validium sono soluzioni di scalabilità per Ethereum che utilizzano disponibilità dei dati e computazione off-chain per elaborare le transazioni in modo più efficiente. A differenza dei rollup a conoscenza zero (zk-rollup), che archiviano alcuni dati on-chain, i validium mantengono le transazioni off-chain utilizzando le dimostrazioni a conoscenza zero (ZKP) per verificarne la validità.
Come funzionano i validium?
I validium operano eseguendo transazioni al di fuori della mainnet di Ethereum, utilizzando smart contract su Ethereum per garantirne la validità e l'integrità. Esaminiamo alcuni degli aspetti chiave dei validium.
Transazioni
Quando un utente vuole effettuare una transazione utilizzando un validium, la invia a un operatore. Gli operatori sono nodi responsabili dell'esecuzione delle transazioni sulla chain validium. Potrebbero essere una singola entità o un gruppo di entità scelte attraverso un sistema proof-of-stake (PoS).
L'operatore raccoglie le transazioni in un batch e le elabora off-chain. Quando il batch è pronto, l'operatore utilizza un sistema speciale chiamato proving circuit per creare una dimostrazione che le transazioni sono state eseguite correttamente.
Dimostrazioni e stati
Immagina lo stato del validium (il registro di tutti i conti e i loro saldi) come un grande albero, noto come Merkle tree. La radice di questo albero, chiamata state root, è come un'impronta digitale che rappresenta l'intero stato. Questa state root è archiviata su Ethereum.
Quando l'operatore elabora le transazioni, aggiorna la state root per riflettere i nuovi saldi e stati dei conti. Quindi, invia questa nuova state root insieme alla dimostrazione che tutto è stato eseguito correttamente alla mainnet di Ethereum.
A differenza degli zk-rollup, i produttori di blocchi su un validium non devono pubblicare tutti i dettagli delle transazioni su Ethereum. Se Ethereum verifica la dimostrazione, il nuovo stato viene accettato e il validium viene aggiornato.
Depositi e prelievi
Gli utenti possono depositare i loro fondi da Ethereum a un validium inviando ETH o altri token a uno smart contract speciale su Ethereum. Il contratto comunica questo deposito al validium off-chain e accredita il conto off-chain dell'utente.
Quando riportano fondi su Ethereum, gli utenti inviano una richiesta di prelievo all'operatore. L'operatore include la richiesta in un batch e, una volta verificato il batch su Ethereum, gli utenti possono prelevare i propri fondi.
Validium e compatibilità EVM
Applicazioni semplici
I validium sono efficienti per applicazioni semplici, come token swap e pagamenti, perché possono elaborare rapidamente molte transazioni senza dover archiviare tutti i dati sulla mainnet di Ethereum. Questo li rende ideali per le applicazioni in cui le transazioni sono semplici e non richiedono computazioni complesse.
Sfide con gli smart contract
Gli Smart contract sono programmi che vengono eseguiti sulla blockchain e spesso comportano operazioni complesse. I validium presentano delle lacune in questo ambito perché dimostrare che operazioni complesse sono state eseguite correttamente richiede una maggiore potenza computazionale. Questo rende più difficile per i validium supportare l'ampia gamma di funzionalità che gli smart contract possono offrire.
Potenziali soluzioni
Alcuni progetti stanno lavorando per rendere i validium più compatibili con le funzionalità smart contract di Ethereum. Un approccio è quello di creare versioni speciali di linguaggi di programmazione come Solidity (utilizzati per scrivere smart contract su Ethereum) ottimizzati per i validium. Tuttavia, questo può essere limitante perché potrebbe non supportare tutte le funzionalità del normale ambiente di programmazione Ethereum.
Vantaggi dei validium
Efficienza
I validium possono elaborare fino a 9.000 transazioni al secondo (TPS) scaricando l'archiviazione di dati e la computazione dalla mainnet di Ethereum. Questo è fondamentale per applicazioni come gli exchange decentralizzati (DEX), dove la velocità e l'economicità sono importanti.
Riduzione dei costi
I validium possono ridurre in modo significativo le commissioni gas non pubblicando i dati delle transazioni on-chain, consentendo agli utenti di beneficiare di costi di transazione inferiori.
Maggiore sicurezza
Con l'archiviazione dei dati off-chain, i validium possono offrire una maggiore privacy per le transazioni e un ulteriore livello di sicurezza senza compromettere la scalabilità.
Le sfide dei validium
Rischi relativi alla disponibilità dei dati
La dipendenza dei validium dalla disponibilità dei dati off-chain introduce anche dei rischi. Se gli operatori o i gestori della disponibilità dei dati trattengono i dati delle transazioni, potrebbe non essere possibile generare la dimostrazione necessaria per prelevare i fondi degli utenti.
Rischio di centralizzazione
La necessità di hardware specializzato per produrre dimostrazioni di validità può potenzialmente portare alla centralizzazione. Se solo poche entità potessero permettersi le risorse necessarie, potrebbero dominare la rete, compromettendo la sua natura decentralizzata.
In chiusura
I validium sono soluzioni di scalabilità progettate per migliorare la rete Ethereum elaborando transazioni off-chain e garantendo al contempo l'integrità delle transazioni attraverso dimostrazioni a conoscenza zero. Affrontando i limiti dell'archiviazione dei dati on-chain, i validium possono migliorare il rendimento delle transazioni, segnando un passo importante verso la risoluzione del problema della scalabilità blockchain.
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