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Blockchain di Bitcoin e ZKrollup: l’idea di Citrea per migliorare la scalabilità e l’interoperabilità

In questo articolo esploriamo l’innovativo progetto crittografico Citrea, che sta costruendo una soluzione di ridimensionamento ZKrollup sulla blockchain di Bitcoin, sfruttando la tecnologia delle prove a conoscenza zero e lo stack di BitVM.

Questo genere di reti di secondo livello chiamate “Zero Knowledge Rollup”, consentono di migliorare notevolmente la scalabilità e l’interoperabilità di Bitcoin, in maniera simile a quanto avviene su Ethereum, avvolgendo più dati e transazioni al di fuori di essa per poi riportare indietro un solo batch alla catena principale, che funge da livello di disponibilità dati (DA).

Vediamo nel dettaglio come funziona Citrea e come può evolvere le prestazioni di Bitcoin.

Citrea si prepara al lancio del primo ZKrollup sulla blockchain Bitcoin: vantaggi lato interoperabilità e scalabilità

Citrea è il primo ZKrollup  costruito sulla blockchain di Bitcoin, ideato dallo sviluppatore Orkun Kilic, che unendo il concetto di prove computazioni a conoscenza zero e l’idea che è alla base di BitVM, sta provando a migliorare la scalabilità e l’interoperabilità della prima rete crittografica mai costruita.

In una recente intervista a Bitcoin Magazine, Orkun ha spiegato quelle che sono le motivazioni che lo stanno spingendo a portare le ZKproofs all’interno di una blockchain così “obsoleta” con forti limiti sul lato della dimensione di blocco e nelle capacità di script.

Lo sviluppatore crede che Bitcoin offra la migliore infrastruttura in circolazione in termini di resistenza alla censura e sicurezza crittografica, e che grazie agli storici cambiamenti lato codice offerti con SegWit e Taproot sia possibile finalmente iscrivere dati all’interno delle singole transazioni, utilizzando il network come livello di disponibilità dei dati.

Queste le parole di Orkun nell’intervista:

“Ciò che puoi fare con Bitcoin oltre ai semplici pagamenti è estremamente limitato oggi. Vogliamo fare di più utilizzando la sicurezza dello spazio a blocchi di Bitcoin.”

Proprio come accade su Ethereum, il concetto di modularità può risolvere i problemi di una blockchain che soffre di performance limitate sulla scalabilità ed interoperabilità esterna come Bitcoin.

Gli ZKrollup  aiutano a rimuovere parte del lavoro computazionale dell’infrastruttura spostano l’elaborazione delle transazioni al di fuori della rete principale, avvolgendo i dati attorni ad un singolo batch che poi viene rispedito indietro riducendo tempi e costi della validazione.

Costruendo un rollup, gli sviluppatori possono personalizzare il proprio stack per creare varie applicazioni, come rollup di pagamento, rollup di gioco e rollup EVM. Questa flessibilità consente diverse ottimizzazioni che potrebbero ridimensionare le blockchain senza richiedere modifiche al protocollo principale.

A tutti questo vantaggi tuttavia si contrappongono anche dei limiti: infatti l’uso di Bitcoin come layer per la disponibilità dei dati, (pratica che deriva dal concetto di BitVM) necessita di compromessi strutturali, essendo la catena di Bitcoin altamente costosa ed inefficiente per eseguire questo genere di operazioni.

Vediamo nello specifico nel prossimo paragrafo  in cosa consistono questi compromessi  e come Citrea riesce nello scopo di integrare uno zkrollup alla blockchain di Bitcoin.

Nel frattempo Citrea ha appena lanciato la public devnet per sviluppatori ed utenti, segnando un passaggio storico per quanto riguardo l’uso di Bitcoin come livello DA e l’espansione a nuovi orizzonti crittografici.

Sicurezza e fiducia minimizzata: il primo step per aggregare le zk-proofs

L’implementazione di uno ZKrollup sulla blockchain Bitcoin, sebbene garantisca una sicurezza senza precedenti, offre parallelamente una scalabilità minore rispetto ad altre infrastrutture e dei limiti a livello di architettura on-chain.

È fondamentale dunque sfruttare Bitcoin come livello DA solo quando strettamente necessario ( quando si necessita di sicurezza massima), mentre per applicazioni che richiedono un alto throughput e bassi costi è preferibile utilizzare altri layer come Celestia.

Inoltre l’incompatibilità con EVM crea dei problemi quando si devono spostare monete al di fuori di Bitcoin: Citrea risolve questo passaggio con “Clementine”, un piolo bidirezionale basato su BitVM  che verifica in modo ottimistico le prove ZK. Questo meccanismo aggrega le prove di Bitcoin, riducendo la necessità di insediamenti frequent.

Con Clementine è possibile dunque verificare le prove ZK in modo conveniente e sicuro, offrendo una soluzione lato scalabilità ed interoperabilità che vede l’aggregazione delle prove zk all’interno di singoli batch.

L’idea principale dietro Clementine è quella di fornire insediamenti ottimistici per i rollup ZK in quanto la stabilizzazione di tutti i batch ad ogni blocco risulta essere una pratica molto costosa su Bitcoin.  Iscrivendo dunque solo periodicamente i dati e aggregando le prove, Clementine assicura che lo stato rimanga accurato e sicuro.

Inizialmente, finchè il passaggio di dati dal L1 al L2 e la loro sincronizzazione non diventeranno più economici, sarà necessario introdurre un livello di fiducia esterno, che viene tuttavia minimizzato al massimo: da qui il concetto di “fiducia minimizzata”.

In queste prime fasi di sviluppo di Citrea infatti, un operatore esterno coprirà inizialmente le richieste di prelievo degli utenti di tasca propria, quindi aggregherà le prove necessarie in un’unica presentazione alla rete. Se altri operatori sospettano che il soggetto stia svolgendo azioni disoneste, possono contestare l’invio e far sì che venga rimosso dalla rete.

Questa configurazione introduce cioè un’ipotesi minimizzata dalla fiducia in cui solo un partecipante deve essere onesto per garantire la sicurezza.

A tal proposito Orkun ha sottolineato che:

“Questo è un miglioramento significativo rispetto ai modelli tradizionali che richiedono un consenso di maggioranza per la sicurezza.”

Il prossimo step per Citrea è quello di introdurre la volizione, ossia un modello ibrido che bilancia la sicurezza sulla catena con l’efficienza dei costi fuori catena, permettendo alle varie applicazione di scegliere il metodo di archiviazione dei dati più adatto in base a specifiche esigenze.

Orkun ha terminato l’intervista a Coindesk sottolineando come l’uso di Bitcoin come settlement layer per la disponibilità dei dati offre un forte incentivo ai miners per proseguire con le proprie attività vedendo commissioni in aumento per la sicurezza a lungo termine.

Alessandro Adami
Alessandro Adami
Laureato in "Informazione, Media e Pubblicità", da oltre 4 anni interessato al settore delle criptovalute e delle blockchain. Co-Fondatore di Tokenparty, community attiva nella diffusione di crypto-entuasiasmo. Co-fondatore di Legal Hackers Civitanova marche. Consulente nel settore delle tecnologie dell'informatica. Ethereum Fan Boy e sostenitore degli oracoli di Chainlink, crede fermamente che in futuro gli smart contract saranno centrali all'interno dello sviluppo della società.
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