La tecnologia blockchain sta subendo una significativa trasformazione, evolvendo da sistemi monolitici a strutture modulari più avanzate. Questo cambiamento mira a risolvere il famigerato trilemma blockchain, inaugurando una nuova era di scalabilità, sicurezza e decentralizzazione.
Summary
L’era dei sistemi monolitici di blockchain
Le prime generazioni di blockchain, come Bitcoin ed Ethereum, sono state progettate con un approccio monolitico. In questi sistemi, le funzioni principali di:
🟣 consenso
🟣 esecuzione
🟣 archiviazione
sono intrecciate all’interno di un unico livello. Nonostante la loro robustezza, questi sistemi hanno affrontato notevoli sfide di scalabilità, portando a costi di transazione elevati e velocità di elaborazione limitata.
Il trilemma blockchain
Con il termine trilemma blockchain si fa riferimento alla difficoltà che essa presenta in termini di:
🟣 scalabilità
🟣 sicurezza
🟣 decentralizzazione
Questo problema con cui qualsiasi blockchain deve confrontarsi, ha stimolato la ricerca e lo sviluppo verso nuove soluzioni, come i rollup, per migliorare la scalabilità senza compromettere gli altri aspetti.
L’innovazione dei rollup
I rollup sono emersi come una soluzione al trilemma blockchain, affrontando specificamente le sfide di scalabilità senza minare la sicurezza e la decentralizzazione. Essi operano eseguendo le transazioni off-chain, quindi consolidando e pubblicando i dati risultanti sulla blockchain principale, riducendone così il carico e migliorando il throughput delle transazioni.
I rollup sono principalmente categorizzati in due tipi, ognuno con il suo meccanismo e vantaggi distinti:
🟣 zk-Rollup (Rollup a conoscenza zero)
Pro:
- Efficienza: utilizza le prove di conoscenza zero per la compressione dei dati, riducendo significativamente il carico di dati on-chain.
- Sicurezza: alto livello di sicurezza grazie alla pre-verifica delle transazioni tramite le prove di conoscenza zero.
- Privacy: mantiene la privacy delle transazioni validando le transazioni senza rivelare i dati sottostanti.
- Velocità: più rapida elaborazione delle transazioni grazie all’efficiente computazione off-chain.
Contro:
- Complessità: l’implementazione delle prove di conoscenza zero è tecnicamente complessa e pone sfide per lo sviluppo e l’integrazione.
- Funzionalità limitata: non supportare tutti i tipi di smart contract o operazioni complesse a causa dei vincoli delle prove di conoscenza zero.
🟣 Optimistic Rollup
Pro:
- Compatibilità con gli smart contract: offre un’alta compatibilità con gli smart contract di Ethereum, rendendo la migrazione più semplice delle dApp.
- Semplicità: relativamente più semplice da implementare e capire rispetto agli zk-Rollup, favorendo l’adozione da parte degli sviluppatori.
Contro:
- Ritardo di finalità: le transazioni hanno un tempo di finalità più lungo a causa del periodo di risoluzione delle controversie, che può influire sull’esperienza utente.
- Costi delle prove di frode: in caso di controversie, la necessità di prove di frode può portare a costi e requisiti computazionali maggiori.
In sintesi, gli zk-Rollup (come Loopring ) offrono un’alta efficienza, sicurezza e privacy ma comportano una complessità tecnica e alcune limitazioni funzionali. Gli Optimistic Rollup (come Optimism ), invece, forniscono facilità d’uso e compatibilità con gli smart contract a scapito di tempi di finalità più lunghi e potenziali costi legati alle dispute.
Con gli zk-Rollup e gli Optimistic Rollup in prima linea, la scalabilità dei sistemi monolitici di blockchain ha visto miglioramenti significativi.
Verso la blockchain modulare
Le blockchain modulari destrutturano l’architettura tradizionale della blockchain in livelli distinti e specializzati, ognuno focalizzato su una funzione specifica come il consenso, l’esecuzione e l’archiviazione dei dati. Questo approccio mira a migliorare la scalabilità e la flessibilità consentendo a ciascun modulo di essere ottimizzato indipendentemente. I componenti chiave includono:
🟣 Livello di consenso: garantisce l’accordo della rete sulle transazioni e sui blocchi.
- Scopo: è responsabile dell’accordo della rete sullo stato della blockchain, assicurando che tutte le transazioni siano valide e coerenti su tutti i nodi.
- Specializzazione: si concentra principalmente sul raggiungimento di un consenso decentralizzato, che può essere ottimizzato senza il sovraccarico di altre funzionalità come l’esecuzione o lo stoccaggio dei dati.
🟣 Livello di esecuzione: gestisce le esecuzioni degli smart contract e i calcoli delle transazioni.
- Scopo: gestisce il calcolo delle transazioni, comprese le esecuzioni dei contratti intelligenti e le transizioni di stato.
- Specializzazione: permette lo sviluppo di ambienti di esecuzione altamente efficienti, che possono essere adattati a specifici casi d’uso o requisiti computazionali.
🟣 Livello di disponibilità dei dati: garantisce l’accessibilità dei dati delle transazioni per la validazione.
- Scopo: assicura che i dati necessari per la validazione delle transazioni e degli stati siano facilmente disponibili per tutti i partecipanti alla rete.
- Specializzazione: si concentra sull’ottimizzazione dei processi di stoccaggio e recupero dei dati, integrando potenzialmente soluzioni come la codifica di cancellazione e lo sharding dei dati per migliorare l’efficienza e la scalabilità.
🟣 Livello di regolamento: fornisce un ultimo livello di sicurezza e risoluzione delle controversie.
- Scopo: agisce come ultimo livello di sicurezza e risoluzione delle controversie, garantendo l’integrità e la finalità delle transazioni.
- Specializzazione: fornisce una base solida per la rete, sfruttando spesso blockchain sicure esistenti (come Ethereum) per le garanzie di regolamento definitive.
Vantaggi:
- Scalabilità: la scalabilità indipendente di ogni livello porta a un miglioramento delle prestazioni complessive.
- Flessibilità: combinazioni personalizzabili di moduli soddisfano le esigenze specifiche delle applicazioni.
- Innovazione: più facile aggiornare e innovare all’interno dei singoli moduli.
Sfide:
- Complessità: il coordinamento inter-livello aggiunge complessità di progettazione e operativa.
- Sicurezza: garantire un’integrazione fluida e sicura tra i moduli
Le blockchain modulari, come @Polkadot o @cosmos , rappresentano una significativa evoluzione, offrendo una via verso sistemi blockchain più scalabili, adattabili ed efficienti, pur affrontando le sfide di una maggiore complessità e integrazione della sicurezza.
L’ascesa della blockchain aggregata
L’ascesa delle blockchain aggregate (come Polygon) segna un notevole progresso nel panorama blockchain, esse riuniscono i punti di forza di diversi sistemi blockchain in un unico framework. Questo approccio innovativo sfrutta il concetto di interoperabilità per migliorare l’efficienza, la scalabilità e la flessibilità delle applicazioni blockchain.
Gli aspetti chiave includono:
🟣 Interoperabilità: consente una comunicazione e un flusso di transazioni senza soluzione di continuità tra diverse reti blockchain, consentendo una gamma più ampia di applicazioni e casi d’uso.
🟣 Scalabilità: distribuendo il carico su più catene, le blockchain aggregate possono gestire un volume più elevato di transazioni, riducendo la congestione e migliorando la velocità delle transazioni.
🟣 Efficienza: l’aggregazione delle blockchain ottimizza l’uso delle risorse assegnando specifici compiti alle catene più adatte, portando a una maggiore efficienza di elaborazione.
🟣 Sicurezza: combina le caratteristiche di sicurezza delle singole blockchain, portando a una rete potenzialmente più robusta e sicura.
Vantaggi:
- Prestazioni migliorate: le blockchain aggregate possono sfruttare i punti di forza unici delle singole catene, portando a un miglioramento delle prestazioni complessive.
- Flessibilità: utenti e sviluppatori possono scegliere la blockchain più adatta alle specifiche esigenze, migliorando l’adattabilità delle applicazioni.
- Innovazione: incoraggia lo sviluppo di nuove tecnologie e applicazioni blockchain promuovendo un ecosistema più collaborativo.
Sfide:
- Complessità dell’integrazione: garantire un’integrazione fluida e sicura tra diverse blockchain può essere impegnativo e richiede protocolli e standard sofisticati.
- Governance: coordinare la governance su più catene può essere complesso, con potenziali conflitti derivanti da politiche e obiettivi diversi.
Conclusione
L’evoluzione da blockchain monolitiche a blockchain modulari e aggregate segna un punto di svolta nella tecnologia blockchain. Con queste innovazioni, siamo un passo più vicini a realizzare il pieno potenziale della decentralizzazione, superando le sfide legate alla scalabilità e alla sicurezza.
Ci troviamo all’inizio di una nuova era nella tecnologia blockchain, il passaggio da blockchain monolitiche a blockchain modulari e aggregate non è solo evolutivo – è rivoluzionario.
Traduzione in italiano dell’originale articolo inglese qui.
