Soluzioni Blockchain di secondo livello: Canali di stato e catene laterali

Blockchain è una tecnologia dirompente in rapida crescita che è progettata per migliorare la credibilità nella registrazione e nelle transazioni. Il suo ruolo nel costruire la fiducia e la responsabilità verificata è un servizio essenziale per le moderne transazioni dinamiche.

La blockchain fornisce un modo per memorizzare dati verificati a prova di manomissione che sono accessibili ovunque nel mondo in qualsiasi momento. La blockchain è essenzialmente un database di fiducia immutabile che può essere usato come riferimento quando si gestiscono le controversie, si autenticano le transazioni, si prova la proprietà e molto altro.

La Blockchain e come funziona

Guardare la tecnologia blockchain solo in termini di connessione con Bitcoin è una visione un po' limitata. Questa nozione è stata sottolineata da Jaspreet Bindra, l'ex vicepresidente senior - trasformazione digitale di Mahindra Group in India. Nelle sue parole, definire blockchain come la tecnologia dietro Bitcoin o criptovaluta, o Ether è come spiegare internet (unicamente) come la tecnologia dietro le e-mail.

In termini semplici, la blockchain è un libro mastro digitale decentralizzato a prova di manomissione che mantiene una registrazione permanente di una grande varietà di transazioni e dati verificati. Questi includono informazioni sulla proprietà, fusioni aziendali, documenti federali, azioni, titoli e molti altri.

Le transazioni convenzionali hanno bisogno di terze parti fidate per verificare le informazioni presentate dai commercianti. Queste terze parti includono banche, istituzioni finanziarie, commissioni di revisione del credito e agenzie governative. È necessario verificare l'autenticità dei documenti, la proprietà, l'identità e lo stato monetario dei commercianti prima di fare un affare. Questi processi di verifica possono essere costosi e richiedere molto tempo.

Nella blockchain, ogni transazione o dati correlati sono verificati e registrati in un blocco individuale. Il blocco è poi permanentemente collegato a qualsiasi precedente transazione simile e ai libri mastri corrispondenti. I collegamenti sono caratterizzati da una crittografia complessa che è unica per gli utenti coinvolti e la specifica transazione. Ogni blocco è collegato e convalidato da quello precedente, risparmiando tempo e denaro spesi per la due diligence convenzionale.

Inoltre, i dati della blockchain sono decentralizzati. I libri mastri generali possono essere memorizzati solo in un luogo alla volta, probabilmente in un caveau o in una cassetta di sicurezza. Tuttavia, i dati nella blockchain sono memorizzati in più libri mastri che vengono aggiornati simultaneamente, aggiungendo un altro livello di sicurezza contro gli hacker.

Per manomettere con successo qualsiasi voce della blockchain, un hacker dovrebbe alterare l'intera catena. Avrebbe anche bisogno di modificare i libri mastri di tutti gli altri sulla rete in questione.

Definizione delle soluzioni Blockchain di secondo livello

La tecnologia blockchain deve ancora scalare e dominare i mercati mondiali. Mentre il suo potenziale è riconosciuto a livello globale, la tecnologia blockchain è stata frenata dai suoi limiti intrinseci. La sfida fondamentale che limita la scalabilità di blockchain oggi è la velocità delle sue transazioni.

La verifica delle transazioni blockchain richiede tempo e molta potenza di calcolo. Eppure, questi processi sono parte di ciò che distingue la blockchain dalle transazioni convenzionali.

Queste limitazioni di velocità hanno ostacolato l'integrazione della tecnologia blockchain con transazioni mainstream più veloci. Nel suo nucleo, la Blockchain di Bitcoin può gestire solo cinque transazioni al secondo (TPS) mentre Ethereum ne gestisce 10-15. Questo è un netto contrasto con Visa che può gestire fino a 24.000 TPS3.

Le soluzioni Blockchain di secondo livello sono state sviluppate per accelerare il completamento delle transazioni blockchain. Sono un tipo di struttura secondaria costruita su sistemi blockchain preesistenti. I sistemi di secondo livello prendono serie di transazioni e le calcolano al di fuori della blockchain principale (off-chain). Questo riduce il carico sulla catena principale, liberando potenza di calcolo e risorse per altre funzioni.

Isolando gruppi di transazioni fuori dalla catena, le soluzioni di secondo livello possono aumentare il numero di transazioni che la blockchain può gestire in un giorno. Questo sistema è un componente essenziale per scalare la blockchain per competere con i sistemi convenzionali come Visa.

Tipi di soluzioni Blockchain di secondo livello

Le soluzioni blockchain di secondo livello sono una serie di intricati protocolli progettati per migliorare il funzionamento della blockchain. Sono progettati con algoritmi e sistemi elaborati per aumentare la velocità delle transazioni, la verifica e la sicurezza. Questo articolo evidenzia l'idea generale e il funzionamento delle due principali soluzioni di blocco di secondo livello, i canali di stato e le catene laterali, in termini semplici.

1. Cos'è un canale di Stato?

Uno State Channel è una soluzione blockchain di secondo livello che permette a un gruppo di partecipanti di eseguire un numero illimitato di transazioni private fuori dalla catena. A differenza delle transazioni convenzionali on-chain, le transazioni del canale di stato non sono rese pubbliche. Sono visibili solo ai partecipanti sul canale. Solo lo stato iniziale e finale delle transazioni è registrato nella blockchain principale.

I canali di stato permettono alle persone che hanno bisogno di fare diversi scambi tra di loro di mantenere un libro mastro della blockchain. La registrazione di più piccoli trasferimenti è ingombrante sulla blockchain perché ogni transazione deve essere verificata e confermata dai miners. Questo può rallentare il tipo di scambi veloci di cui i partecipanti ai canali di stato hanno bisogno.

I canali di stato permettono ai gruppi di eseguire transazioni sicure, veloci e a basso costo usando la tecnologia blockchain. Le soluzioni di canali di stato in uso oggi mantengono la promessa di alta scalabilità con alcune in grado di fare migliaia di transazioni al secondo.

Come funzionano i canali statali

Con State Channels, i partecipanti si basano su accordi reciproci che sono firmati con le loro firme di crittografia blockchain per la verifica. I partecipanti creano uno smart contract che elabora lo stato delle loro transazioni prima di andare off-chain.

Mentre sono fuori dalla catena, i partecipanti possono eseguire tutte le transazioni che desiderano senza dipendere dalle verifiche dei minatori. Inoltre non richiedono la formazione di nuovi blocchi per transazione.

Una volta che le transazioni sono complete, i partecipanti firmano reciprocamente una transazione di chiusura. Le transazioni di chiusura sono uniche in quanto sono registrate in un nuovo blocco sulla catena. Per continuare le transazioni dopo una transazione di chiusura, i partecipanti al canale di stato devono riaprire il canale di stato con una firma crittografica unica.

Sicurezza del canale statale

Un canale di stato è verificato dai suoi partecipanti e dal loro mutuo contratto intelligente. Tuttavia, una volta che le parti hanno finito le loro transazioni off-chain, lo stato finale viene registrato in un nuovo blocco on-chain. In questo modo, le transazioni possono essere fatte più velocemente off-chain e assicurate permanentemente on-chain.

Il design del contratto intelligente assicura le transazioni all'interno del canale di stato. Agisce anche come "giudice" tra i partecipanti. I design dei contratti intelligenti variano.

Il meccanismo di sicurezza del canale di stato sottostante richiede che tutti i partecipanti firmino ogni transazione. Ogni transazione con le firme digitali dei partecipanti sovrascrive la precedente, impedendo ad un partecipante di alterare lo stato finale delle transazioni in assenza della sua controparte.

Alcuni canali usano un timer che aggiorna o blocca automaticamente lo stato on-chain delle transazioni. Una volta che il timer scade, emette automaticamente una transazione di chiusura e aggiorna la catena principale, chiudendo il canale di stato basato sull'ultima transazione verificata. Ogni nuovo tentativo di sbloccare il canale di stato crea una nuova crittografia e riavvia il timer.

Esempi di progetti di canali statali popolari

1. Rete Celer

2. La rete di illuminazione

3. Trinity

4. Rete Raiden

5. Liquidità

2. Cos'è una catena laterale?

Le sidechains sono blockchains più piccole che corrono parallelamente alla blockchain principale o catena principale. Agiscono come rami della catena principale. Durante il funzionamento, trasferiscono beni da e verso la catena principale per ridurre la congestione e facilitare la scalabilità. Eseguire le transazioni su una catena laterale può aumentare significativamente il TPS della blockchain. 

Come funzionano le catene laterali

Le catene laterali hanno una struttura e un meccanismo operativo simili a quelli della blockchain (catena principale). A differenza dei canali di stato, ogni transazione in una catena laterale viene registrata e forma un nuovo blocco. Tuttavia, i blocchi delle sidechain possono essere verificati più velocemente perché hanno bisogno di meno verifiche e consenso distribuito rispetto alla catena principale.

Lasidechain è collegata alla catena principale tramite un peg bidirezionale che permette il trasferimento di asset tra le due catene. I beni sono trasferiti ad un tasso predeterminato in modo che la blockchain sia costantemente aggiornata dello stato delle transazioni sulla catena laterale.

L'esecuzione di transazioni sulle sidechains allevia il carico computazionale e la congestione della catena principale, permettendo ai partecipanti di effettuare transazioni più veloci. Le catene laterali sono permanenti e non limitate a un gruppo fisso di utenti. Inoltre, facilitano l'intercambiabilità delle criptovalute.

Sicurezza Sidechain

Il principale punto di forza della blockchain è la sicurezza dei dati. Eppure, i processi di sicurezza sono lunghi e costosi. Aumentare la velocità delle transazioni spesso si traduce in una semplificazione dei principali processi di sicurezza della catena.

Una sidechain sicura assicura agli utenti transazioni più veloci ma più sicure assicurando periodicamente o facendo il backup delle transazioni sulla catena principale. Questa idea è la stessa che sta dietro l'uso di un peg bidirezionale per trasferire coerentemente i beni tra la catena principale e quella laterale.

Ogni sidechain è indipendente dalla catena principale, il che significa che ha i suoi minatori e una potenza di calcolo dedicata. Se la sicurezza di una sidechain è compromessa, non influisce sulla protezione della catena principale e viceversa.

Alcune sidechains arruolano gruppi di federazione per agire come intermediari quando si trasferiscono beni da e verso la catena principale. Anche se questo aggiunge un livello di sicurezza, aumenta anche il periodo di attesa prima che un partecipante possa eseguire attivamente le transazioni sulla sidechain.

Esempi di soluzioni popolari per la catena laterale

1. Plasma

2. Portinnesto (RSK)

3. Matic

4. Liquido

5. Alfa

Round-Up

L'industria dell'energia sta abbracciando la tecnologia blockchain come un modo unico per registrare, tracciare e gestire le transazioni nel mercato dell'elettricità. La decentralizzazione della generazione di elettricità in Europa ha aperto le porte a una varietà di sfide. La rete è ora collegata a diversi produttori di elettricità, mini-reti e risorse di energia rinnovabile. 

Molte delle sfide tecniche di generazione e distribuzione dell'elettricità sono state affrontate dalla rete intelligente e da altre soluzioni innovative. Tuttavia, le dinamiche finanziarie e le sfide di responsabilità sono più intricate.

La blockchain fornisce un modo più veloce, efficiente e a prova di manomissione per tracciare la produzione e il consumo di elettricità. Questo aumenta effettivamente la sicurezza, la velocità e la precisione dei pagamenti emessi al produttore di energia. Questo è particolarmente prezioso nei mercati in cui il prezzo dell'elettricità varia con la domanda.

L'utilizzo delle soluzioni blockchain di secondo livello per gestire il lato finanziario delle transazioni di energia alternativa può migliorare le dinamiche della smart grid. Può permettere ai clienti, alle mini-reti e ai progetti di energia rinnovabile su scala industriale di interagire liberamente e in tempo reale. Può anche accelerare il processo di generazione di certificati verdi.

La registrazione dei dati di produzione sulla blockchain può semplificare il processo di verifica dei livelli di produzione di elettricità. Ciò significa che i produttori indipendenti di elettricità legati alla rete, come il solare sui tetti, il solare comunitario e altri progetti, possono essere pagati più velocemente e più accuratamente.