Soluzioni Di Scalabilità Oltre Il Layer2: Layer3, Hyperchains, OP Stack

I Layer2 sono entrati in competizione tra di loro perchè ogni mese esce una novità o uno nuovo. Ti ricordo che un Layer2 è una soluzione di scalabilità (principalmente su Ethereum) che permette di sgravare la chain dalle operazioni più complesse. Il loro imperativo è basse fee, alta velocità e sicurezza garantita dai validatori della mainnet di Ethereum. Di base esistono Optimistic Rollup (che danno per scontato che le transazioni siano valide senza verificarle, il controllo avviene in fase di prelievo dalla chain) e ZK (o detti a "conoscenza zero" e che richiedono una prova di identità senza però specificare di che dati si tratta). Le tecnologie costruite su ZK sono:

-Zero (basati sullo SNARK, soluzione di scalabilità più veloce al mondo dove le transazioni vengono processate parallelamente, impacchettate in un blocco e mandate sulla mainnet di Etheruem)

-Stark (permette di processare migliaia di transazioni in una singola tx, non è EVM ma Miden VM)

-Nightfall (è una soluzione ibrida tra ZK ed Optimistic dove i ZK Rollup sono utilizzati per garantire la privacy, l'infrastruttura Optimistic per transazioni e scalabilità)

Le principali soluzioni di scalabilità sono:

Optismism → Superchains

Arbitrum → Arbitrum Orbit (L3)

zkSync → Hyperchains

StarkWare → Fractal Scaling

Polygon → Value Layer

Il futuro della scalabilità di Ethereum dovrebbe ruotare attorno allo sviluppo di L3, Superchain e Hyperchain. Sebbene Ethereum funzioni come L1, deve essere in grado di operare sulla stessa scala. Oggi nessuna singola chain L2 possiede questa capacità.

Ad alto livello, gli sviluppatori Web3 hanno attualmente tre opzioni:

• Costruisci su Ethereum, sacrificando la scalabilità

• Optare per una soluzione L2, rischiando la dipendenza da quello specifico ecosistema

• Distribuire e mantenere la propria chain, che potrebbe comportare una frammentazione della liquidità

L'interoperabilità cross-chain ha inoltre portato a gravi problemi, in quanto i bridge interagendo su più chain sono l'anello debole.

Nuove sfide richiedono soluzioni innovative.

OPTIMISM ED OP STACK

Nell'ottobre 2022, Optimism ha introdotto:

• OP Stack: un progetto modulare e open source per la creazione di blockchain scalabili e interoperabili di tutti i tipi

• Superchain: una raccolta di L2 strettamente integrate e unificate costruite sopra lo stack OP.

In termini semplificati, l'OP Stack può essere visto come un market "build-an-L2". Offre diversi livelli (moduli) che possono essere facilmente personalizzati per soddisfare le esigenze specifiche di un progetto. All'inizio di giugno, Optimism ha fatto un annuncio sulla migrazione del suo rollup L2 di punta a Bedrock. Questa versione rappresenta il primo lancio ufficiale dello stack OP, rendendo la mainnet OP il rollup Ethereum L2 più conveniente per lo scambio di token.

Inoltre, Bedrock offre i seguenti vantaggi:

• Riduce il tempo di deposito da 10 min a 3 min

• Migliora la modularità delle prove supportando sia prove di errore che prove ZK

• Consente l'esecuzione di più transazioni all'interno di un unico "blocco" di rollup

Dopo l'aggiornamento di Bedrock, il prossimo passo di Optimism è il passaggio alla Superchain. La Superchain è una rete decentralizzata composta da L2 (OP Chains) che condivideranno la sicurezza, un livello di comunicazione e uno stack tecnologico open source (OP Stack).

Su questa superchain verrà costruito WorldCoin (identità decentralizzata) ed anche Base (il L2 di Coinbase). Base metterà in comunicazione mondo EVM con Cosmos/Solana, il gas token sarà anche qui ETH e tutte le gas fee verranno burnate. L'idea, sfruttando lo Stack OP di Optimism, è di costruire una chain modulare ed interoperabile. Supporterà anche un tool chiamato Pessimism, con lo scopo di ricercare bug e codice malevole nello smart contract. Anche il L2 della BNB Chain, ovvero opBNB utilizza l'OP stack (si stimano 4000 transazioni al secondo, velocità simili a quelli di Arbitrum). Da citare anche Zora Network, basato sul mint di NFT. Altri: DeBank, Mantle, Metis, Celo, Aevo, Lyra, Unidex, Mode Network.

MANTLE

Mantle è contraddistinto da un'infrastruttura modulare che permette iperscalabilità e massima sicurezza, esso è un Optimistic Rollup. Mantle Network adotta un approccio che implementa la compilazione e la verifica delle prove di frode utilizzando direttamente le istruzioni EVM, consentendo a tutti i nodi di Ethereum di interagire apertamente con un sistema di prova comune. Ciò riduce quindi al minimo le ipotesi di fiducia tra verificatori, compilatori e client.

ARBITRUM ED ORBIT

Arbitrum ad oggi è il L2 più grande e dominante in termini di TVL, con circa 6 miliardi di dollari. Esso detiene infatti una quota di mercato di oltre il 60%.

Arbitrum offre 4 prodotti principali:

1) Arbitrum One: questo è il primo rollup mainnet dell'ecosistema Arbitrum

2) Arbitrum Nova: una soluzione AnyTrust, pensata per progetti con aspettative di volume di transazioni sensibili ai costi e elevate (tipo play to earn, gaming, NFT)

3) Arbitrum Nitro: questo stack software tecnico alimenta Arbitrum L2, rendendo il rollup più veloce, più economico e più compatibile con EVM

4) Arbitrum Orbit: questo framework di sviluppo consente la creazione e l'implementazione di L3 sulla mainnet Arbitrum.

I rollup L3, noti anche come chains di app, svolgono un ruolo cruciale nel regolare le transazioni sulle catene di Arbitrum. Sono fondamentali per la fase successiva del percorso di ridimensionamento di Arbitrum. Orbit è progettato per essere compatibile con il prossimo aggiornamento Arbitrum Stylus. Questa compatibilità offre agli sviluppatori la possibilità di creare dApp utilizzando Rust, C e C++ ampliando la versatilità e la portata di Arbitrum.

ZKSYNC ED HYPERCHAINS

In questo caso passiamo ai L2 di tipo ZK quindi non Optimistic. Le hyperchains sono la visione di zkSync di un L3, concepita come un vasto ecosistema di blockchain collegate e personalizzabili.

Per dirla semplicemente, le hyperchains si riferiscono a catene ZK indipendenti su Ethereum. Queste catene sono interconnesse attraverso una rete di hyper-bridge personalizzabili e completamente trustless. Chiunque può implementare la propria hyperchain con consenso personalizzato e set di validatori ereditando sicurezza e finalità dal L1 sottostante. Mentre il throughput (TPS) di ogni singola hyperchain sarà limitato dal decentramento/capacità dei suoi nodi, le hyperchains insieme rimuovono qualsiasi limite al throughput totale che l'ecosistema zkSync Era può raggiungere. Questo approccio aiuta a superare le vulnerabilità tipicamente associate ai bridge non nativi. zkSync ha lanciato la sua mainnet prima in versione Lite, poi quella definitiva chiamata Era. zkSync Era consente un calcolo illimitato in ogni blocco, abilitando solo l'archiviazione finale consente di rendere gli aggiornamenti degli Oracoli più frequenti, le transazioni con dati di input di grandi dimensioni più convenienti e la verifica delle prove ZK significativamente più economica.

L'architettura di zkSync Era include anche zkPorter: un'opzione di archiviazione decentralizzata con sicurezza ridotta ma costi molto inferiori. A differenza delle estensioni di archiviazione canoniche, zkPorter supporta transazioni atomiche sincrone tra utenti e contratti intelligenti su ZK-rollup, consentendo liquidità condivisa.

STARKWARE E FRACTAL SCALING

In teoria, il sistema potrebbe avere un numero infinito di ipercatene per rappresentarne la totalità. Questo concetto inerente il ridimensionamento frattale è abbastanza innovativo rispetto agli altri L2. In sintesi, la tesi della rete multistrato di StarkWare propone che i L2 siano progettati per il ridimensionamento generico, mentre L3 dovrebbe essere utilizzato per il ridimensionamento personalizzato. In questo caso si parla di Stark proof (sostanzialmente raggruppano migliaia di transazioni on chain e ne verificano la validità con un'unica prova) e garantiscono anche una sicurezza post-quantistica.

POLYGON 2.0 (ZKEVM VALIDIUM) E ZKEVM

Polygon di base è una sidechain Proof Of Stake che opera parallelamente ad Ethereum. All’interno dell’ecosistema esiste poi la rete L2 zkEVM Polygon, a complemento della chain PoS esistente, e basata sul ZK-Rollup. L’evoluzione di Polygon consiste quindi nello sviluppare ulteriori Layer2 che sfruttino il ZK-Rollup, e che possano quindi interagire tra loro in sicurezza.

Quest’architettura è progettata per facilitare interazioni cross-chain istantanee e sicure con L2. L'idea è aggiungere capacità creando nuove chains, ma senza frammentare la liquidità e non riducendo sicurezza ed efficienza del capitale. A gennaio c'era stato un Hard Fork che mirava a ridurre gli spikes di Gas fees (quindi la volatilità) e il tempo di finalità di una transazione (mediante la riduzione del tempo di sprint lenght da 64 a 16 blocchi, ovvero il numero di produzione di blocchi consecutivi che può avere un validatore). L'altro aggiornamento che è stato introdotto è stata la parallelizzazione con il fine di aumentare il TPS. In sviluppo troviamo "Edge" (un framework modulare utile per costruire blockchain, tipo Cosmos) e Supernet (chain application EVM con un Hub centrale ovvero Polygon che garantisce la sicurezza a tutte le chains costruite attorno tipo il modello di Cosmos Hub, le parachains di Polkadot e le subnets di Avalanche). zkEVM quindi è un L2 sopra il quale è possibile costruite dei L3 ulteriormente scalabili.

Polygon 2.0 è stato annunciato con l'obiettivo di creare il "Layer di valore di Internet". Questa soluzione mira a migliorare l'interoperabilità tra zkEVM Polygon (L2 di Ethereum), PoS e Supernet (possono essere anche L2 zkEVM) attraverso una serie di aggiornamenti. Combinando la tecnologia a conoscenza zero con il meccanismo PoS esistente, Polygon cerca di rafforzare la sicurezza e la privacy. Sulla zkEVM di Polygon sta costruendo anche Immutable X (layer2 costruito inizialmente su Starkex e basato sugli NFT). Un recente annuncio del team Polygon rivela il loro piano per la transizione di Polygon PoS a zkEVM Validium entro la fine del primo trimestre del 2024. Sostanzialmente i dati del L2 non saranno più salvati sul L1 (Ethereum) come avviene per tutti i rollup, bensì su Polygon stesso (che farà quindi da storage dei dati), invece la verifica dei dati e delle transazioni avverranno invece su Ethereum (spedite tramite tecnologia ZK). Polygon che diverrà zkEVM Validium manterrà le fee pagate in Matic e i validatori di Polygon diverranno dei sequencers che generano le loro proof pubblicate su Ethereum, pagando poi in ETH. Questo non si ripercuote su zkEVM Polygon che rimarrà la soluzione di scalabilità per Ethereum.

LINEA

Linea è un altro dei numerosi rollup ZK. Dietro questo L2 c'è la società Consensys (Infura) che ha anche sviluppato il noto wallet Metamask. La cosa principale che rende speciale Linea è che si tratta di un L2 assolutamente equivalente e compatibile con gli EVM.

Ciò significa che gli sviluppatori possono utilizzare gli stessi strumenti e la stessa infrastruttura che utilizzerebbero su Ethereum, semplificando il lavoro con Linea in generale. Ciò ha vantaggi pratici, come rendere più semplice il trasferimento di dapps da una catena all'altra.

MetaMask semplifica l'onboarding degli utenti, l'infrastruttura di Infura offre stabilità e scalabilità.

SCROLL

Scroll è un altro layer2 (Proof Outsourcing) di Ethereum che punta sulla scalabilità e decentralizzazione. L'EVM in una prova ZK porta una sovraccarico di prove a causa dell'incompatibilità dei linguaggi di programmazione nativi. Per ovviare a ciò e ridurre i temi di finalizzazione sul L1 è stata costruita una rete roller decentralizzata che va a generare prove per i blocchi di L2 in modo molto più scorrevole grazie alla creazione di tanti nodi. Scroll supporta anche Validium, riducendo ulteriormente le fee.