Optimistic Rollup vs ZK Rollup: il confronto tra le due soluzioni blockchain

Optimistic Rollup vs ZK Rollup: il confronto definitivo tra due tra le migliori soluzioni di scalabilità Layer 2 nel mondo blockchain.

Rollup ottimistici vs ZK-rollup: quale si rivelerà una soluzione migliore ai problemi di scalabilità di Ethereum?

Una delle maggiori sfide che Ethereum deve affrontare oggi è la scalabilità. Sempre più utenti e applicazioni si affollano sulla rete, causando congestione e tariffe elevate.

I rollup ottimistici e i rollup ZK sono alcuni dei modi più promettenti per aumentare il throughput e ridurre i costi. Questo articolo confronta i rollup ottimistici e i rollup ZK:

Cosa sono i rollup;
Come funzionano i rollup ottimistici;
Come funzionano i rollup ZK;
I vantaggi e gli svantaggi dei rollup ottimistici e dei rollup ZK;
Un confronto tra rollup ottimistici e rollup ZK;
Applicazioni dei rollup ottimistici e ZK-rollup.

Immergiamoci!

Table of Contents

Optimistic Rollup vs ZK Rollup: il confronto tra le due soluzioni blockchain

I rollup sono soluzioni di scala di secondo livello che spostano le transazioni fuori dalla blockchain. Inoltre mantengono la sicurezza e la decentralizzazione della mainnet. Il nome rollup deriva dal fatto che le transazioni sono raggruppate in lotti (o roll) e poi pubblicate sulla mainchain di Ethereum per essere definitive.

Il vantaggio principale dei rollup è che possono ridurre in modo significativo le gas fees e aumentare la velocità delle transazioni. Tutto questo preservando al contempo la compatibilità e la componibilità degli smart contract. Ciò significa che gli utenti e gli sviluppatori possono godere di una migliore esperienza d’uso e di una maggiore innovazione su Ethereum senza compromettere i suoi valori fondamentali.

La sfida principale dei rollup è che rollup diversi richiedono modi diversi di verificare le transazioni off-chain e di gestire le controversie sulla blockchain. Non tutti i rollup sono uguali. I due tipi principali sono i rollup ottimistici e i rollup ZK.

Si differenziano per la verifica delle transazioni e la gestione delle controversie e presentano vantaggi e svantaggi diversi.

Optimistic Rollup: di cosa si tratta

I rollup ottimistici derivano il loro nome da un presupposto ottimistico: le transazioni sono valide per impostazione predefinita, salvo prova contraria.

I tre componenti principali dei rollup ottimistici sono lo smart contract, il sequencer e i validatori. Lo smart contract funge da ponte tra la mainnet di Ethereum e il secondo livello. Riceve i dati delle transazioni dal sequenziatore come calldata, che vengono memorizzati per una futura verifica sulla blockchain.

Le transazioni vengono eseguite off-chain da un’entità centralizzata chiamata sequencer.

Il sequencer pubblica i dati sulla blockchain principale di Ethereum come calldata. Le transazioni non richiedono alcuna prova di validità o correttezza. È sufficiente la promessa che saranno disponibili per la verifica, se necessario.

La rete di validatori monitora l’attività del sequenziatore e controlla se qualche transazione viola le regole di Ethereum. Questo processo di verifica può portare alla luce transazioni non valide, che possono essere contestate presentando una prova di frode on-chain.

Questa contiene prove che dimostrano come e perché la transazione non è valida. Se la contestazione ha successo, la transazione non valida viene annullata e il sequenziatore viene penalizzato.

ZK-Rollup: di cosa si tratta

Gli ZK-Rollup si basano su una tecnica crittografica chiamata zero-knowledge proofs: le transazioni sono valide per impostazione predefinita se si dimostra che lo sono. Vengono eseguite off-chain da una rete di nodi che generano i dati delle transazioni e le prove di validità. Queste vengono poi inviate alla mainnet di Ethereum come calldata.

Gli ZK-rollup hanno tre componenti principali: transazioni, impegni di stato e prove di validità a conoscenza zero. Gli utenti firmano le transazioni, che vengono inviate al livello due che produce blocchi e batch.

Gli impegni di stato sono istantanee dello stato attuale della blockchain di secondo livello. Vengono sottoposti a hash e memorizzati sulla mainnet come calldata.

Le prove di validità a conoscenza zero sono prove crittografiche che garantiscono che le transazioni in un lotto sono valide e seguono le regole di Ethereum e non alterano lo stato della blockchain.

Gli utenti firmano le transazioni e le inviano all’operatore. L’operatore esegue le transazioni sulla L2 secondo le regole di Ethereum e aggiorna lo stato di conseguenza. Genera quindi un impegno di stato per ogni blocco e una prova a conoscenza zero per ogni lotto di blocchi. I dati vengono inviati a Ethereum come calldata e la loro validità può essere verificata da chiunque utilizzando le prove e gli impegni di stato senza eseguire alcun calcolo o transizione di stato.

Vantaggi e svantaggi dei rollup ottimistici

Il vantaggio principale dei rollup ottimistici è l’elevato throughput potenziale e la bassa latenza. Le transazioni vengono eseguite quasi istantaneamente off-chain e non devono attendere la conferma sulla blockchain. Inoltre, preservano la compatibilità e la componibilità degli smart contract con Ethereum, poiché utilizzano la stessa macchina virtuale (EVM) e le stesse regole di transizione di stato.

Lo svantaggio principale dei rollup ottimistici è il lungo periodo di prelievo, necessario agli utenti per uscire dal sistema in modo sicuro. Gli utenti devono attendere un periodo di tempo sufficiente per assicurarsi che non vengano presentate prove di frode contro le loro transazioni.

In caso contrario, i loro fondi potrebbero essere a rischio se una transazione non valida influisce sul loro saldo. Questo periodo di attesa può essere superiore a una settimana, ma può essere aggirato utilizzando ponti specializzati, che consentono prelievi più rapidi.

Vantaggi e svantaggi degli ZK-rollup

Il vantaggio principale dei rollup ZK è anche l’elevato throughput potenziale e la bassa latenza. Come nel caso dei rollup ottimistici, le transazioni vengono eseguite fuori dalla blockchain e in ultima analisi sono protette dalla blockchain Layer 1.

Lo svantaggio principale dei rollup ZK è la complessa struttura crittografica e ingegneristica dei rollup stessi. Di conseguenza, sono più costosi e difficili da implementare rispetto ai rollup ottimistici. Inoltre, potrebbero non supportare tutti i tipi di smart contract o le funzionalità offerte da Ethereum.

Optimistic Rollup vs ZK Rollup: il confronto tra le due soluzioni blockchain

Ecco una rapida tabella riassuntiva che confronta i rollup ottimistici e quelli ZK in base a diversi attributi.

Optimistic Rollup vs ZK Rollup: il confronto tra i costi delle due blockchain

Uno degli obiettivi principali delle soluzioni di rollup è quello di aumentare il throughput delle transazioni su Ethereum e di ridurre le spese di gas per gli utenti. I rollup ottimistici e i rollup ZK raggiungono questo obiettivo raggruppando le transazioni e inviandole periodicamente alla mainnet. Tuttavia, hanno compromessi diversi in termini di scalabilità e costi.

I rollup ottimistici possono gestire più transazioni al secondo rispetto ai rollup ZK. D’altra parte, richiedono più gas per inviare i loro lotti alla blockchain principale. I rollup ZK possono risparmiare più gas rispetto ai rollup ottimisti, ma hanno anche costi computazionali più elevati per generare le loro prove a conoscenza zero.

Inoltre, i rollup ottimistici hanno barriere di ingresso più basse per gli sviluppatori e gli utenti rispetto ai rollup ZK. Supportano qualsiasi smart contract di Ethereum senza modifiche e non richiedono hardware o software speciali. I rollup ZK, invece, richiedono agli sviluppatori di riscrivere i loro smart contract in un linguaggio specifico e agli utenti di installare un portafoglio compatibile o un’estensione del browser.

Optimistic Rollup vs ZK Rollup: il confronto tra la sicurezza delle blockchain

Un altro fattore importante da considerare quando si confrontano le soluzioni rollup è la loro sicurezza e il modo in cui proteggono i fondi e i dati degli utenti da attori malintenzionati. I rollup ottimistici e i rollup ZK presentano rischi e presupposti di sicurezza diversi.

I rollup ottimistici sono vulnerabili agli attacchi di censura, in cui un sequenziatore o un validatore malintenzionato può ritardare o impedire l’invio di transazioni valide alla blockchain principale. Inoltre, si affidano agli utenti e ai validatori per monitorare la blockchain laterale e contestare qualsiasi transazione fraudolenta entro una certa finestra temporale. Se nessuno contesta una transazione fraudolenta, questa può essere finalizzata sulla blockchain principale e far perdere i fondi agli utenti.

I rollup ZK sono immuni da attacchi di censura, poiché non richiedono a nessuno di inviare o verificare transazioni sulla sidechain. Inoltre, non si affidano agli utenti o ai validatori per contestare le transazioni fraudolente, grazie alle prove ZK che ne garantiscono la validità prima che vengano accettate dalla blockchain principale. Tuttavia, gli ZK-rollup hanno un’ipotesi di configurazione fidata, in cui un gruppo di partecipanti deve generare e distruggere alcuni parametri segreti utilizzati per creare le prove a conoscenza zero. Se questi parametri sono compromessi o trapelano, possono essere usati per creare prove false e rubare i fondi degli utenti.

Optimistic vs ZK-rollups: Latenza

La latenza si riferisce al tempo necessario a una transazione per essere confermata e finalizzata sulla blockchain principale. I rollup ottimistici e i rollup ZK hanno caratteristiche di latenza diverse a seconda dei loro metodi di verifica.

I rollup ottimistici hanno una bassa latenza per gli utenti, che possono ricevere una conferma istantanea dalla L2 senza attendere la blockchain principale. Tuttavia, hanno anche un’alta latenza per la finalizzazione, in quanto devono attendere la scadenza di un periodo di sfida prima che le loro transazioni siano finalizzate sulla blockchain principale. Questo periodo di sfida può variare da minuti a ore, a seconda della congestione della rete e dei parametri di sicurezza.

I rollup ZK hanno un’elevata latenza per gli utenti, poiché devono attendere che le prove di conoscenza zero siano generate e verificate dalla blockchain laterale prima di ricevere la conferma. Tuttavia, hanno anche una bassa latenza per la finalizzazione, poiché non hanno un periodo di sfida e le transazioni sono finalizzate sulla blockchain principale non appena inviate. Ciò può richiedere da pochi secondi a pochi minuti, a seconda del tempo di blocco e del prezzo del gas.

Ottimista contro ZK-rollup: Privacy

La privacy si riferisce alla capacità degli utenti di nascondere la propria identità e i dettagli delle transazioni a terzi. I diversi metodi di verifica dei rollup ottimistici e dei rollup ZK comportano caratteristiche di privacy diverse.

I rollup ottimistici hanno una bassa privacy per gli utenti, che devono rivelare le loro transazioni e firme sulla sidechain e sulla blockchain principale. Chiunque può osservare e analizzare queste transazioni e collegarle agli indirizzi e alle identità degli utenti.

I rollup ZK hanno un’elevata privacy per gli utenti. Questo perché utilizzano prove a conoscenza zero per nascondere le transazioni e le firme sulla sidechain e sulla blockchain principale.

Solo il mittente e il destinatario di una transazione possono conoscerne i dettagli e nessuno può collegarla agli indirizzi o alle identità degli utenti. Tuttavia, i rollup ZK presentano anche alcune limitazioni alla privacy, come la richiesta agli utenti di registrare le proprie chiavi pubbliche sulla sidechain prima di inviare o ricevere transazioni. Questo può esporre alcune informazioni sui modelli di attività e sui saldi degli utenti.

Optimistic vs ZK-rollups: Prova di validità

Le prove di validità dimostrano che un lotto di transazioni sulla L2 è corretto e coerente con la L1.

I rollup ottimistici utilizzano le prove di frode come prova di validità. Assumono che le transazioni siano corrette per impostazione predefinita e le verificano solo se qualcuno le contesta. Questo non solo permette loro di pubblicare blocchi frequentemente e a basso costo, ma introduce anche il rischio che le transazioni non valide vengano accettate se nessuno le contesta.

I rollup ZK utilizzano prove di validità a conoscenza zero come prova di validità. Non presuppongono nulla sulle transazioni e le verificano utilizzando prove crittografiche. Ogni transazione è valida e definitiva, ma questo approccio richiede più calcoli e tempo per generare le prove.

Entrambi i tipi di prova di validità presentano vantaggi e svantaggi in termini di scalabilità e sicurezza. La scelta dipende dai requisiti specifici e dai compromessi di ciascuna applicazione. Le prove di frode sono più veloci e flessibili, ma anche più vulnerabili agli attacchi o agli errori. Le prove a conoscenza zero sono più sicure ed efficienti, ma anche più complesse e limitate.

Optimistic vs ZK-rollup: Prontezza per la DeFi

I rollup ottimistici e quelli ZK si differenziano per la loro capacità di adattarsi alle funzionalità richieste dalla DeFi.

I rollup ottimistici hanno un modello di esecuzione simile a quello della Ethereum Virtual Machine (EVM). Questo consente loro di eseguire la maggior parte degli smart contract e dei protocolli esistenti con modifiche minime. Inoltre, diversi progetti utilizzano già i rollup ottimistici. L’ecosistema Optimism ospita Uniswap, Synthetix, Sushiswap e molti altri protocolli DeFi.

I rollup ZK sono meno compatibili con l’EVM, limitando la loro funzionalità ed espressività. Inoltre, i progetti che li utilizzano sono meno numerosi, anche se ne stanno nascendo alcuni, come ZigZag Exchange, Loopring e zkSync.

Entrambe le soluzioni sono in crescita per quanto riguarda il supporto alle applicazioni DeFi. I rollup ottimisti si stanno concentrando sul miglioramento della sicurezza e dell’efficienza, mentre i rollup ZK lavorano per migliorare la compatibilità con gli EVM e l’usabilità. A lungo termine, entrambi saranno probabilmente popolari nello spazio DeFi.

Rollup ottimistici e rollup ZK: Facilità di programmazione

La facilità di programmazione è una misura di quanto sia semplice e conveniente sviluppare e distribuire applicazioni su una soluzione di scaling. I rollup Optimistic e ZK si differenziano per la semplicità e la convenienza dello sviluppo e della distribuzione delle applicazioni nei rispettivi ecosistemi.

I rollup ottimistici sono pienamente compatibili con la macchina virtuale di Ethereum (EVM), il che significa che gli sviluppatori possono utilizzare gli stessi linguaggi, framework e strumenti che usano su Ethereum. Grazie alle prove di frode, non sono necessarie conoscenze o competenze particolari per programmare su di essi.

I rollup ZK non sono completamente compatibili con l’EVM, quindi gli sviluppatori devono adattare il loro codice e utilizzare linguaggi, framework e strumenti diversi specifici per i rollup ZK. Ciò richiede conoscenze e competenze più avanzate.