Layer 2: la soluzione ai limiti di alcune blockchain
Arbitrum è il rimedio layer 2 ai problemi di congestione della blockchain Ethereum.
La crescente diffusione di criptovalute, DApp e NFT può portare alcuni network alla saturazione.
Vi sono blockchain nate per processare migliaia di transazioni al secondo. Invece, altre faticano a stare al passo nei momenti di massima richiesta. Ethereum è proprio una di queste.
Fino a settembre 2022, la seconda chain più utilizzata si basava infatti sull’algoritmo di consenso Proof-of-Work. Ciò implicava che la validazione delle transazioni dovesse passare dalla soluzione di complesse operazioni di calcolo. I computer adibiti a questo scopo, per quanto potenti, richiedevano del tempo per assolvere questo compito.
Il Proof-of-Work offre sicurezza elevata ma vi è un grande problema: non è possibile scalare la chain e renderla più performante in caso di bisogno, almeno nel breve periodo.
Questo limite porta a due complicazioni che ben conosciamo:
- Le operazioni diventano lente e richiedono diversi minuti per essere portate avanti. Questo è ovviamente un problema in ottica di pagamenti ma anche di investimento: a nessuno piace aspettare.
- Aumentano esponenzialmente i costi in gas fee, la commissione che l’utente paga quando effettua una o più interazioni con la blockchain.
La congestione di Ethereum era dovuta principalmente a due cause: DeFi e NFT.
La finanza decentralizzata nasce proprio su questa blockchain ed è stato uno dei trend principali dal 2020 in avanti.
Ogni piattaforma DeFi opera tramite numerosi smart contract e consente agli utenti di investire in varie tipologie di servizi.
Un’operazione sulla DeFi necessita di più interazioni rispetto al semplice trasferimento di fondi da un wallet Ethereum all’altro. L’enorme successo di questo mondo ha condotto a una crescita estrema delle transazioni, motivo per cui le gas fee sono schizzate alle stelle: all’aumentare della domanda di un servizio ne aumenta anche il prezzo.
Nel 2021 gli NFT diedero il colpo finale. Divenuti il trend dell’anno, su di essi si è costruita una vera e propria bolla speculativa. I prezzi raggiunsero livelli impensabili e con essi anche la domanda di transazioni: comprare e vendere un non fungible token richiede infatti diversi movimenti sulla blockchain. Il risultato: gas fee a tre cifre per tutti!
La ricerca di una soluzione divenne quindi indispensabile.
Lato Ethereum, gli sviluppatori hanno messo in campo varie soluzioni che porteranno a un insieme di aggiornamenti (denominati un tempo Ethereum 2.0).
Tra le varie novità, quella più importante avvenne a settembre 2022 con il passaggio della blockchain dall‘algoritmo PoW a quello Proof-of-Stake, decisamente più scalabile e sostenibile a livello energetico.
Ciò però non basta. Il tempo porterà ulteriori aggiornamenti (come Shanghai e Dencun, avvenuti nel 2023 e 2024); a essi devono però affiancarsi altre soluzioni, non solo per risolvere le criticità nel breve periodo.
Da qui nascono le blockchain layer 2: network che si accollano il carico di lavoro del proprio layer 1, delegando a esso solo gli aspetti di validazione e sicurezza.
Le proposte disponibili sono numerose, alcune delle quali celebri. Ad esempio, Lightning network contribuisce a rendere l’ambiente Bitcoin più fruibile e rapido.
Date le caratteristiche della chain e il suo ecosistema, i principali layer 2 si sono sviluppati proprio su Ethereum. Arbitrum One ne è uno dei principali assieme a Optimism.
In questo approfondimento andremo alla scoperta di uno dei layer 2 per eccellenza. Al termine, Arbitrum non avrà più alcun segreto!
Indice
Che cos'è Arbitrum?
Arbitrum è una soluzione layer 2 che rende scalabile la blockchain Ethereum, eliminando problemi di lentezza delle transazioni e abbattendo i costi in gas fee.
Una chain layer 2 esiste solo sopra il proprio layer 1, altrimenti non avrebbe alcun senso.
Come un portatore himalayano con le attrezzature alpinistiche dei clienti, i layer 2 scaricano parecchio peso dalle spalle del network principale. Il risultato è quello di un’operatività rapida ed economica, mantenendo gli standard di sicurezza del layer 1.
Arbitrum One nasce nel 2021 con l’obiettivo di rendere Ethereum un luogo nuovamente sostenibile per tutti. Infatti, il massiccio utilizzo di questa blockchain da parte di protocolli DeFi e marketplace NFT aveva portato a costi di transazione folli, oltre a lunghe attese.
In tempi brevi dalla messa in funzione, questo layer 2 sì dimostrò effettivamente un’ottima soluzione.
A oggi, Arbitrum detiene diversi miliardi di dollari in liquidità e ha già avuto modo di testarsi nel bear market che ha contraddistinto il 2022. In ogni caso, l’adesione è stata ampia e prosegue nella sua crescita.
L’offerta di questo layer 2 è ricca e prevede anche diverse celebri piattaforme DeFi: ne discuteremo tra qualche paragrafo.
Il network Arbitrum One nasce grazie al lavoro di Offchain Labs, azienda co-fondata da Ed Felten. Egli vanta a curriculum il ruolo di consigliere tecnologico della Casa Bianca dal 2015 al 2017, oltre all’impiego di professore presso il rinomato college di Princeton.
La compagnia Offchain Labs ha raccolto negli anni significative somme destinate allo sviluppo da attori quali Coinbase Ventures (direttamente dal noto exchange Coinbase), Compound e Pantera. Perciò, il progetto è serio e affidabile.
Pronti per entrare più nel tecnico? Molto bene, allora proseguiamo!
"Sin dal primo giorno, Arbitrum si è dimostrato un ottimo network layer-2"
Arbitrum One: caratteristiche tecniche del layer 2 di Ethereum
Arbitrum è un layer 2 Ethereum del tipo optimistic rollup. Cosa significa? Scopriamolo subito.
Esistono diverse soluzioni layer 2; quella rollup è al momento la più diffusa e adatta nel risolvere le problematiche di scalabilità.
Visualizziamo il funzionamento di una blockchain layer 1. Le transazioni vengono validate secondo i famosi blocchi di cui sentiamo parlare in continuazione. Come dicevamo, se il numero di operazioni aumenta, con esso cresce anche quello degli stessi blocchi.
Una chain poco scalabile come Ethereum, arriva facilmente al punto in cui deve accodare il carico di lavoro in quanto divenuto insostenibile. Vi è infatti un limite di transazioni per secondo oltre il quale non è possibile sconfinare. Questo dato migliorerà con l’implementazione di nuove soluzioni ma, a oggi, persistono difficoltà nei momenti di utilizzo intenso.
Pensiamo a un supermercato con una sola cassa aperta: finché arriva un cliente ogni 4/5 minuti non c’è problema. Tuttavia, nel momento in cui aumenterà l’afflusso di persone, il cassiere non potrà soddisfare quella mole di lavoro in modo pulito: si creerà inevitabilmente coda.
I layer 2 rollup scaricano il peso dal layer 1 validando enormi partite di transazioni off-chain. Dopodiché, a intervalli regolari, essi vanno a sincronizzarsi con la chain madre, prestando attenzione a sottoporle solo i dati indispensabili.
I layer 2 svolgono tutta la parte computazionale e di archiviazione, alleggerendo il proprio layer 1. Quest’ultimo avrà il solo compito di verificare e validare quanto sottoposto, al fine di garantire massima sicurezza.
I layer 2 rollup si suddividono in due categorie: Zero-Knowledge (ZK) rollup e Optimistic rollup.
I primi sfruttano delle prove crittografiche nella validazione dei blocchi. Rappresentano il futuro ma richiedono ancora un po’ di sviluppo e perfezionamento, nonostante siano esplosi tra 2023 e 2024.
Gli Optimistic rollup danno invece per scontato che ogni nuovo blocco della chain sia valido.
Se un validatore dovesse sollevare obiezione, proponendo un altro blocco come corretto, si procederebbe alla scomposizione minuziosa degli stessi fino a individuare la causa della discordanza.
Fatto ciò, il tutto verrebbe mandato al layer 1 per la verifica definitiva e l’approvazione del blocco realmente valido. Il processo garantisce la certezza del regolare processamento di tutte le transazioni e impedisce manipolazioni della blockchain stessa.
Come entrano in comunicazione Arbitrum ed Ethereum?
Nell’immagine appena sopra è riassunta l’interazione tra layer 1 Ethereum e layer 2 Arbitrum.
Il punto di congiunzione tra i due mondi è un bridge, un vero e proprio ponte.
Senza scendere in discorsi troppo tecnici, possiamo dire che tutto ciò che deve spostarsi sul layer 2 si muove proprio mediante il bridge. Di cosa stiamo parlando? Esattamente di quello che dicevamo qualche riga sopra: le transazioni, ovvero ciò che va ad appesantire il povero layer 1.
Il bridge si appoggia all’Arbitrum Virtual Machine. Si tratta di un calcolatore che verifica periodicamente i vari spostamenti tra layer 1 e layer 2, nonché i checkpoint di sicurezza. Ciò garantisce il puntuale funzionamento del network secondario.
Tradotto in termini ancora più comprensibili: semplici transazioni e tutto ciò che riguarda gli smart contract (EVM contracts nell’immagine) passano da Ethereum ad Arbitrum. Bridge e virtual machine del layer 2 sono i responsabili di questa perpetua connessione tra “blockchain madre” e “figlia”.
Resta solo un ultimo punto: come essere certi della validità e dell’ordine delle transazioni avvenute su Arbitrum? Se ognuna dovesse attendere l’ok dal layer 1 verrebbe meno l’alleggerimento tanto decantato.
Perciò, Arbitrum è dotata di validatori atti esclusivamente alle singole transazioni. La validazione dei blocchi, riguardante il consenso vero e proprio della chain, resta invece di competenza del layer 1.
Se tutti i validatori concordano sulla correttezza della transazione, nessun problema.
Nel caso in cui vi fosse anche un solo parere contrario, si procederebbe invece alla scomposizione accennata qualche riga sopra.
Una volta compreso il motivo della disputa si avrà modo di individuare la soluzione giusta. Ciò significa che è sufficiente anche un solo validatore onesto per garantire il corretto fluire delle transazioni. Ricordiamo poi che il layer 1 è sempre lì a “fare la guardia”, pronto a essere chiamato in causa.
Attualmente, i validatori di Arbitrum sono in condivisione con un’altra nota realtà: Chainlink.
Dettagli aggiuntivi e curiosità sul layer 2 Arbitrum
Vediamo qualche informazione extra inerente a questo network.
Innanzitutto le gas fee, ridotte ma pur sempre presenti.
Come ogni layer 2, anche questa realtà impiega la valuta della blockchain layer 1. Perciò, le transazioni su Arbitrum vengono pagate in Ether.
Proseguendo, vediamo le modalità d’uso da parte dell’utente.
Sotto questo aspetto, non cambia nulla rispetto a Ethereum: Arbitrum si comporta nello stesso modo. Perciò, l’esperienza d’uso non richiede alcuna analisi specifica.
A livello tecnico abbiamo già illustrato come avviene l’interazione. Sappiamo quindi che il consenso viene portato avanti dal layer 1, mentre Arbitrum si occupa “solo” della parte operativa relativa a transazioni e interazioni tra smart contract.
Riguardo all’accoglienza, personaggi di spicco del mondo blockchain hanno espresso giudizi positivi riguardo i layer 2.
Lo stesso Vitalik Buterin ha speso ottime parole nei confronti di Arbitrum One e dei rollup.
Quale sarà il futuro dei layer 2 dopo l’update a Ethereum 2.0? Ci sarà ancora spazio per queste tecnologie? La risposta è sì per diversi motivi.
Innanzitutto, ci vorranno anni prima che vengano introdotti tutti gli aggiornamenti previsti.
In aggiunta, seppur con lo sharding sarà possibile scalare Ethereum, è assai probabile che qualche limite di base persisterà. C’è di più: nella roadmap degli aggiornamenti di Ethereum, lo sharding non viene più menzionato da tempo, mentre si identificano come soluzione ottimale per migliorare le performance i rollup. Insomma, qualcosa bolle nella pentola del buon Vitalik, che non ha mai nascosto l’interesse per queste soluzioni-
A prescindere da quello che accadrà, Ethereum beneficia della presenza dei layer 2. Dopotutto si tratta di “succursali” indissolubilmente legate a esso. Non c’è alcun motivo di tagliare fuori ciò che dona valore.
Ora ne sappiamo un po’ di più e possiamo approfittare dei vantaggi offerti da Arbitrum con maggior consapevolezza.
Prima di esplorare brevemente le principali piattaforme DeFi disponibili è però necessario configurare il wallet: solo così potremo interagire con questo layer 2.
Vediamo quindi come impostare correttamente Metamask, la scelta numero 1 per entrare nell’universo Arbitrum.
Configurazione del wallet Metamask e bridge di Arbitrum
Per interfacciarsi correttamente con il layer 2 Arbitrum è necessario configurare un wallet. La nostra scelta ricade su Metamask: diffusissimo, ben documentato e ottimo compromesso tra facilità d’uso e sicurezza.
Metamask è installabile su dispositivi mobile o tramite l’estensione browser. Vediamo come settare quest’ultima, solitamente l’opzione più gettonata.
Come prima cosa, dobbiamo avere il wallet installato e pronto all’uso.
Fatto ciò, rechiamoci sul sito bridge.arbitrum.io, il luogo virtuale da cui poter spostare gli asset da Ethereum ad Arbitrum (e viceversa).
Colleghiamoci con il wallet tramite il tasto “login”. Per adesso restiamo nel network Ethereum.
Come possiamo notare dall’immagine (area 1) il saldo del wallet in Ether viene automaticamente caricato. Se volessimo convertire un’altra coin o token, dovremmo cliccare sul pulsante più a destra (Token: Eth) e selezionare quello di nostro interesse.
A questo punto dovremo solamente scrivere la quantità di coin da spostare sul layer 2 (attualmente a zero, vedi area 2) al posto della scritta Enter amount here. Dopodiché cliccare sul tasto Deposit.
Quasi nell’immediato si aprirà una finestra del wallet da cui confermare la transazione.
Arbitrum One consente di risparmiare parecchio sulle gas fee. Lo spostamento di asset da Ethereum al layer 2 richiede comunque il pagamento della transazione al primo, perciò calcoliamo quanto ci convenga in base alla nostra operatività.
Per aggiungere il network Arbitrum a Metamask è sufficiente cliccare sulla scritta evidenziata nella schermata (area 3) e seguire le istruzioni.
Per massima completezza, ecco comunque i parametri da inserire nel wallet nel caso il bridge dovesse apportare qualche cambiamento:
- Network Name: Arbitrum One
- New RPC URL: https://arb1.arbitrum.io/rpc
- Chain ID: 42161
- Symbol: AETH
- Block Explorer URL: https://arbiscan.io
Che dire invece degli altri wallet?
L’Arbitrum bridge supporta anche Coinbase Wallet e l’immancabile WalletConnect.
Il primo è installabile come estensione browser o su dispositivi mobile. Il secondo consente invece di collegare diversi portafogli virtuali, come Trust Wallet.
Mentre il settaggio può variare, la procedura di spostamento delle criptovalute da Ethereum al layer 2 resta identica a quella appena illustrata.
"Metamask è l'opzione più documentata e, salvo esigenze specifiche, la migliore a disposizione"
Uno sguardo alla proposta DeFi su Arbitrum
Finalmente si parla un po’ di DeFi.
Arbitrum nasce per ovviare ai limiti di Ethereum e supporta pienamente tutto ciò che il famoso layer 1 ha da offrire. Era quindi naturale che il mondo della finanza decentralizzata sbarcasse in massa su questo layer 2.
Già prima della messa online, gli sviluppatori di famose DApp hanno avuto accesso al network Arbitrum per potervi migrare le piattaforme.
Impossibile quindi non menzionare per primo Curve, uno dei portali leader della DeFi.
Il celebre protocollo ha da subito attirato buona liquidità, aumentando nel corso del tempo la proposta dei pool disponibili.
A oggi, operando tramite Arbitrum su Curve.fi è possibile investire nel famoso 2pool (USDC-USDT) nonché nell’altrettanto apprezzato tricrypto.
Spostiamoci su un altro colosso della finanza decentralizzata: SushiSwap.
Swap di token nativi Ethereum a basso costo? nessun problema: grazie a questo AMM ciò è possibile.
Sono inoltre presenti diversi pool di liquidità molto interessanti con ingenti capitali depositati. Ciò significa massima sicurezza per tutti.
Siamo più tipi da UniSwap? C’è ovviamente anche questo protocollo.
Evitando di ripeterci, in questo ambiente è disponibile un’ampia scelta di coin e token scambiabili, nonché pool e farm.
Ma il primo premio in in termini di capitalizzazione spetta a GMX, il DEX specializzato sui derivati. In questo approfondimento su GMX ne scopriamo meglio le funzionalità.
La DeFi di Arbitrum va oltre i protocolli appena elencati: c’è davvero tanta scelta.
Come sempre, massima attenzione prima di operare, evitando piattaforme di dubbia affidabilità.
Occhio anche a certi pool di liquidità dove l’impermanent loss è sempre in agguato!
Arbitrum One: un'ottima soluzione ai limiti di Ethereum
Arbitrum è un valido rimedio alle limitazioni di Ethereum: consente transazioni veloci ed economiche, l’esperienza d’uso non cambia e la sicurezza è garantita dal layer 1.
La presenza di numerose piattaforme DeFi ha da subito reso questo layer 2 particolarmente gettonato. Oltretutto ci sono ancora molti margini di sviluppo in termini di proposta, perciò è auspicabile un incremento nell’utilizzo complessivo.
Ethereum beneficia della presenza di Arbitrum sia in termini di gas fee (pagate in Ether) che di alleggerimento dal carico di lavoro.
Insomma, gli investitori in questo ecosistema possono essere felici di come stiano andando le cose.
Perciò, dopo le opportune ricerche individuali, tutti a sfruttare al massimo Arbitrum One.
Sei interessato ad altri layer 2 Ethereum, scopri Optimism.
Vuoi saperne ancora di più? Ti piacerebbe guardare un video dedicato interamente ad Arbitrum? Buone notizie: è già disponibile!
Eccolo qui: buona visione!
