Cos'è la Fase Surge nell'Aggiornamento Ethereum 2.0?

Ethereum continua a evolversi con il suo prossimo importante aggiornamento, The Surge. Questa fase mira a migliorare la scalabilità senza sacrificare né la decentralizzazione né la sicurezza. Come parte della visione a lungo termine di Ethereum, The Surge aumenterà la capacità della rete a oltre 100.000 transazioni al secondo (TPS) su Layer 1 e Layer 2. Questo articolo spiega tutto ciò che devi sapere sul prossimo passo di Ethereum verso la scalabilità e l'efficienza.

 

The Surge si riferisce alla transizione di Ethereum verso una maggiore scalabilità, principalmente attraverso soluzioni Layer 2 (L2) e rollup. Il fondatore di Ethereum, Vitalik Buterin, ha introdotto questo concetto come parte della roadmap di Ethereum per rendere la rete più veloce ed efficiente. L'obiettivo principale è gestire più transazioni mantenendo decentralizzazione, sicurezza e interoperabilità.

 

Attualmente, Ethereum elabora circa 15–30 TPS sul suo layer base. Anche se questo è sufficiente per molte applicazioni, durante i periodi di punta causa congestione, portando a commissioni di gas più elevate. The Surge mira a risolvere questi colli di bottiglia, migliorando la capacità di Ethereum di supportare applicazioni su scala globale.

 

Caratteristiche principali di The Surge

La roadmap di The Surge | Fonte: Vitalik Buterin 

 

1. 100.000+ TPS su reti L1 e L2: Con i rollup Layer 2, Ethereum può elaborare oltre 100.000 transazioni al secondo. I rollup raggruppano molte transazioni e le inviano alla blockchain di Ethereum, migliorando il throughput e riducendo le commissioni di gas.

2. Decentralizzazione e sicurezza: The Surge garantisce che Ethereum rimanga decentralizzato, permettendo agli utenti di eseguire nodi con risorse minime. Prove crittografiche avanzate, come gli SNARK, rafforzeranno la natura trustless di Ethereum.

3. Migliore disponibilità dei dati con DAS (campionamento della disponibilità dei dati): DAS consente ai nodi di verificare i dati senza scaricarli completamente. Questo migliora l'efficienza e supporta la crescita delle soluzioni L2.

Il Percorso di Ethereum verso 100.000 TPS

La capacità attuale di Ethereum è intorno a 15–30 TPS su Layer 1. Tuttavia, con rollup e DAS, la rete punta a superare i 100.000 TPS. Vitalik Buterin sottolinea che Ethereum dovrebbe sembrare un unico ecosistema, non una collezione di blockchain frammentate.

 

Ciò significa una migliore interoperabilità cross-chain tra i Layer 2 e un'esperienza utente senza soluzione di continuità. La roadmap di Ethereum si concentra sulla creazione di una rete in cui spostare asset tra i livelli sia facile quanto inviare ETH tra wallet.

 

"The Surge" di Ethereum comprende diverse fasi, con un focus su aggiornamenti continui su Layer 1 e Layer 2. Ecco la cronologia prevista basata sugli aggiornamenti recenti e sulla roadmap:

 

1. Q1 2024 – Upgrade Dencun (Lancio di Proto-Danksharding)

• Introdotto Proto-Danksharding (EIP-4844) per migliorare la disponibilità dei dati tramite i "blob" di dati.

• Gettate le basi per un'ulteriore scalabilità dei rollup.

• Le soluzioni Layer 2 di Ethereum iniziano a sfruttare la maggiore disponibilità di dati per transazioni più veloci ed economiche.

2. 2024–2025 – Espansione dei Rollup e Maturazione dei Sistemi di Prova

• Rollup come Arbitrum, Optimism, e zkSync implementeranno aggiornamenti per migliorare la scalabilità.

• Nuove prove crittografiche (ad esempio, SNARKs) miglioreranno l'affidabilità dei rollup.

• Sistemi di Data Availability Sampling (DAS) come PeerDAS e 2D DAS si espanderanno per supportare un throughput di transazioni più elevato.

3. Fine 2025 – Ottimizzazione delle Tariffe Gas e Miglioramenti del Layer 1

• Introduzione di EOF (Ethereum Object Format) per un'esecuzione dei contratti smart più efficiente.

• Possibile adozione di un sistema multidimensionale di tariffe gas per separare i costi di calcolo, dati e archiviazione.

• Soluzioni rollup native integrate direttamente nel protocollo Ethereum.

4. 2026 e Oltre – Implementazione Completa del Danksharding

• Transizione da Proto-Danksharding al Danksharding completo, dividendo Ethereum in più shard per aumentare ulteriormente la scalabilità.

• Ethereum punta a superare 100.000 transazioni al secondo attraverso gli ecosistemi Layer 1 e Layer 2.

5. Dopo il 2026 – Monitoraggio Continuo e Aggiornamenti

• Introduzione di meccanismi di consenso avanzati, inclusa la crittografia post-quantistica, per garantire la sicurezza della rete.

• Ethereum continua a ottimizzare e integrare l'interoperabilità tra i Layer 2 per un'esperienza utente senza soluzione di continuità.

Questa roadmap riflette l'approccio graduale di Ethereum, garantendo stabilità e un'adozione senza intoppi durante la transizione. Ogni fase di The Surge si basa sulla precedente, con l'obiettivo finale di creare una blockchain in grado di supportare applicazioni su scala globale, mantenendo al contempo decentralizzazione e sicurezza.

 

I seguenti sono gli elementi principali che saranno influenzati durante l'aggiornamento The Surge nella roadmap di Ethereum 2.0: 

 

Proposta per la “divisione del lavoro” tra L1 e L2s | Fonte: Vitalik Buterin 

 

Layer 2 Rollup: La Spina Dorsale di The Surge

I rollup di livello 2 (Layer 2) sono strumenti essenziali per rendere Ethereum più veloce ed economico. Raccolgono e raggruppano più transazioni off-chain (fuori dalla rete principale di Ethereum) e pubblicano un riepilogo di queste transazioni sulla blockchain di Ethereum. Questo processo riduce il carico sulla rete principale, rendendo le transazioni più rapide ed economiche.

 

Esistono due principali tipi di rollup:

 

• Optimistic Rollups: Presuppongono che tutte le transazioni siano valide a meno che qualcuno non segnali un errore entro un periodo di tempo specifico. Questo approccio garantisce velocità, poiché non è necessario verificare immediatamente ogni transazione.

• ZK-Rollups: Utilizzano una matematica avanzata chiamata zero-knowledge proofs per confermare immediatamente la validità delle transazioni. Questo metodo offre una verifica istantanea e sicura.

I rollup stanno già avendo un grande impatto. Secondo L2Beat, il Valore Totale Bloccato (TVL) nelle reti Layer-2 di Ethereum è cresciuto del 216% nell'ultimo anno, superando i 38 miliardi di dollari. Con l'aumento di utenti e progetti che adottano i rollup, Ethereum sta diventando più scalabile e accessibile, preparando il terreno per The Surge.

 

TVL Layer-2 di Ethereum | Fonte: L2Beat 

 

Data Availability Sampling (DAS)

Il Data Availability Sampling (DAS) è un metodo che aiuta Ethereum a gestire grandi quantità di dati in modo più efficiente. In una rete decentralizzata come Ethereum, ogni nodo deve confermare che tutti i dati delle transazioni siano disponibili. Tuttavia, non è pratico per ogni nodo archiviare tutti questi dati. Il DAS risolve questo problema consentendo ai nodi di verificare i dati senza doverli scaricare e memorizzare interamente.

 

Esistono due tipi principali di DAS:

 

• PeerDAS: Questo sistema utilizza reti peer-to-peer per distribuire il carico di lavoro. Ogni nodo della rete verifica solo una piccola parte dei dati, e tutti i nodi collaborano per confermare l'intero dataset. Questo metodo garantisce un'efficiente verifica dei dati senza richiedere grandi capacità di archiviazione.

• 2D DAS: Si tratta di una versione migliorata del PeerDAS che porta la verifica un passo avanti. Rende Ethereum ancora più scalabile verificando non solo singole porzioni di dati, ma anche come queste parti si integrano tra loro. Ciò assicura una maggiore sicurezza mantenendo la rete decentralizzata.

Grazie a DAS, i rollup possono gestire un numero maggiore di transazioni senza sovraccaricare la rete Ethereum. Questo mantiene il sistema veloce, accessibile e decentralizzato, supportando l'obiettivo di Ethereum di scalare senza compromettere la sicurezza.

 

Plasma e Soluzioni di Compressione dei Dati

Un modo (non l'unico) per creare una chain Plasma EVM: utilizzare uno ZK-SNARK per costruire un albero UTXO parallelo che rifletta i cambiamenti di saldo effettuati dall'EVM e definisca una mappatura unica di cosa sia "la stessa moneta" in diversi momenti della storia. Una costruzione Plasma può quindi essere costruita sopra questo.

Fonte: Vitalik Buterin

 

Oltre ai rollup, anche Plasma e le tecniche di compressione dei dati aiutano Ethereum a scalare in modo efficiente. Analizziamoli per capire come funzionano:

 

• Plasma: Plasma elabora le transazioni off-chain, ovvero al di fuori della blockchain principale di Ethereum. Invece di inviare ogni singola transazione alla blockchain, Plasma invia soltanto un riepilogo di tali transazioni. Questo riduce la quantità di dati che devono essere memorizzati sulla chain principale, migliorando la velocità e riducendo i costi. Pensalo come raggruppare molte piccole attività in un unico report, risparmiando tempo e risorse.

• Compressione dei dati: La compressione rende le transazioni più leggere riducendo la quantità di dati utilizzati. Ad esempio, Ethereum può passare dalle firme standard alle firme BLS, che consentono di combinare più firme in una sola. Ciò fa risparmiare spazio sulla blockchain e rende le transazioni più efficienti, specialmente per sistemi che gestiscono un elevato numero di transazioni, come le reti Layer 2.

Come Plasma Funziona con i Rollup

Un modo per creare un sistema Plasma è utilizzare gli ZK-SNARKs — una forma di crittografia — per tracciare il movimento delle monete. Questo sistema crea un “registro parallelo” che mappa l’intero percorso di ogni moneta nel tempo. Riassumendo solo le informazioni necessarie sulla chain principale, Plasma garantisce efficienza senza compromettere precisione o sicurezza.

 

Insieme, Plasma e le tecniche di compressione dei dati migliorano ulteriormente l’efficacia dei rollup. Queste soluzioni aiutano Ethereum a ridurre le gas fee, elaborare più transazioni e supportare applicazioni su larga scala, il tutto mantenendo la decentralizzazione.

 

Sebbene i rollup gestiscano molte transazioni off-chain, la blockchain principale di Ethereum (Layer 1) necessita comunque di aggiornamenti per tenere il passo con l'ecosistema in crescita. Questi miglioramenti garantiranno che il layer di base di Ethereum rimanga scalabile, efficiente e accessibile. Vediamo i principali miglioramenti in arrivo per il Layer 1:

 

1. Limiti di Gas Aumentati: I limiti di gas determinano quanta quantità di dati può essere elaborata in un singolo blocco. Aumentare il limite di gas significa che Ethereum può gestire più transazioni per blocco, riducendo i tempi di attesa e alleviando la congestione della rete. Tuttavia, aumentare il limite di gas comporta dei rischi. Se il limite è troppo alto, potrebbe rendere il funzionamento di un nodo più costoso, riducendo la decentralizzazione e limitando chi può partecipare alla sicurezza della rete. Ethereum punta a trovare un equilibrio—elaborare più transazioni mantenendo la rete aperta e decentralizzata.

2. Miglioramenti al Bytecode EVM: La Ethereum Virtual Machine (EVM) è l'ambiente in cui vengono eseguiti gli smart contract. Ethereum sta introducendo un nuovo formato di bytecode chiamato EOF (Ethereum Object Format), che renderà l'esecuzione degli smart contract più efficiente. Questo aggiornamento ridurrà i costi di gas, rendendo le transazioni e le interazioni con i contratti più economiche sia per gli sviluppatori che per gli utenti.

3. Prezzi Multidimensionali del Gas: Ethereum implementerà anche una struttura di prezzi multidimensionale per il gas, che suddividerà le commissioni in base al tipo di risorsa utilizzata—calcolo, dati o archiviazione. Questo approccio garantisce che gli utenti paghino commissioni eque basate sulle effettive necessità delle loro transazioni, ottimizzando la struttura dei costi e migliorando l'esperienza dell'utente.

4. Rollup Nativi su Ethereum: I rollup nativi sono rollup che funzioneranno direttamente all'interno del protocollo di Ethereum. Ciò significa che Ethereum supporterà più versioni parallele della Ethereum Virtual Machine (EVM) che lavorano contemporaneamente. Questi rollup nativi aumenteranno la capacità di Ethereum di elaborare transazioni senza sovraccaricare la rete. Immagina di avere più binari in una stazione ferroviaria, ognuno dei quali gestisce treni in modo indipendente—questo rende l'intero sistema più veloce ed efficiente.

Questi miglioramenti di Layer 1 garantiscono che Ethereum rimanga scalabile ed efficiente, anche se i rollup gestiscono la maggior parte del carico delle transazioni. Insieme, contribuiranno a favorire la crescita di Ethereum come una piattaforma sicura, decentralizzata e in grado di supportare applicazioni complesse e milioni di utenti.

 

L'aggiornamento The Surge di Ethereum promette di rendere la rete più efficiente ed economica, portando vantaggi sia agli utenti quotidiani che agli sviluppatori. Anche se alcuni dettagli tecnici possono essere complessi, ecco una spiegazione semplice di come questi cambiamenti potranno influenzarti:

 

• Commissioni Gas Più Basse: Una delle migliorie più evidenti sarà la riduzione delle commissioni gas, in particolare sulle reti di Layer 2 come Arbitrum e Optimism. Queste reti offrono già transazioni più economiche, con trasferimenti in ETH che attualmente costano circa $0,24-$0,78. Dopo The Surge, le commissioni di transazione potrebbero ridursi ulteriormente, rendendo più conveniente inviare ETH o interagire con applicazioni decentralizzate (dApp). Commissioni gas più basse significano che gli utenti potranno effettuare transazioni frequenti senza preoccuparsi di costi elevati durante periodi di congestione della rete.

• Prestazioni Migliorate delle dApp: Gli sviluppatori trarranno beneficio da velocità di transazione più rapide, consentendo loro di creare dApp più complesse e ricche di funzionalità. Che tu stia sviluppando una piattaforma DeFi, un gioco blockchain o un marketplace NFT, la maggiore scalabilità apportata da The Surge garantirà operazioni più fluide. Transazioni più veloci ridurranno i ritardi e miglioreranno la soddisfazione degli utenti, incentivando l'innovazione in settori come la finanza decentralizzata (DeFi) e il gaming.

• Maggiore Interoperabilità: L’interoperabilità, ovvero la capacità delle diverse reti di funzionare insieme, migliorerà anch’essa. Spostare token e asset tra reti di Layer 2 e il mainnet di Ethereum diventerà più semplice. Gli utenti non dovranno più fare affidamento su bridge complicati per trasferire asset tra reti. Ethereum sembrerà un ecosistema unico e unificato, dove interagire con le dApp e spostare fondi tra i vari layer sarà facile come usare una singola rete.

Questi miglioramenti rendono Ethereum più user-friendly e developer-friendly, favorendo un ecosistema in cui sia gli utenti occasionali che i creatori possono prosperare. Che tu stia trasferendo fondi, sviluppando applicazioni o esplorando nuovi progetti, The Surge porterà servizi blockchain più veloci, economici e accessibili alla comunità di Ethereum.

 

Scalare la rete Ethereum aumenta la complessità nel mantenere la sicurezza. Poiché i rollup vengono utilizzati sempre più ampiamente, è cruciale garantire la loro affidabilità e robustezza. I rollup si basano su prove crittografiche per confermare le transazioni, che devono rimanere sicure contro potenziali vulnerabilità.

 

Vitalik Buterin ha inoltre evidenziato il rischio a lungo termine rappresentato dal calcolo quantistico. Gli sviluppatori di Ethereum stanno già esplorando la crittografia resistente ai quanti per rendere la rete a prova di futuro.

 

Dopo The Surge, Ethereum continuerà la sua roadmap verso il completo Danksharding. Questa fase introdurrà il completo data sharding, aumentando ulteriormente la scalabilità. Altri aggiornamenti futuri includono:

 

• The Splurge: Si concentra su miglioramenti vari come una migliore gestione del gas e nuovi formati di transazione.

• The Verge: Migliora l'efficienza del meccanismo di consenso di Ethereum implementando client stateless.

• The Purge: Ottimizza la rete riducendo i dati non necessari e migliorando le prestazioni dei nodi.

La visione a lungo termine di Ethereum mira a creare una blockchain capace di supportare milioni di utenti in tutto il mondo senza compromettere la sicurezza o la decentralizzazione.

 

Scopri di più sull'aggiornamento Danksharding - il completo sharding di Ethereum. 

 

The Surge di Ethereum segna un passo significativo nel suo percorso verso l'obiettivo di diventare una piattaforma globale e decentralizzata. Concentrandosi su rollup, disponibilità dei dati e miglioramenti del Layer 1, Ethereum punta a gestire oltre 100.000 TPS mantenendo i suoi principi fondamentali di decentralizzazione e sicurezza.

 

Con l'implementazione di questi aggiornamenti, gli utenti beneficeranno di transazioni più rapide e commissioni più basse, mentre gli sviluppatori potranno creare dApp più innovative. Tuttavia, la rapida scalabilità introduce anche dei rischi. Le sfide potenziali includono vulnerabilità nelle soluzioni di Layer 2, interruzioni temporanee della rete e fluttuazioni delle commissioni di gas durante la transizione. Sviluppatori e utenti devono rimanere informati e adattarsi man mano che Ethereum evolve.

 

Con The Surge, Ethereum getta le basi per un futuro blockchain scalabile, efficiente e sicuro. Tuttavia, come per ogni aggiornamento importante, sarà fondamentale un monitoraggio attento e adeguamenti continui per garantire il successo a lungo termine. Questo è solo l'inizio dell'ambizioso percorso di Ethereum verso il futuro.

 

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