Quando è nato Bitcoin, il suo obiettivo principale non era elaborare centinaia di migliaia di pagamenti ogni secondo. Era più importante risolvere un altro problema: come trasferire valore digitale senza una banca o un'altra autorità centrale, garantendo al contempo che l'intero sistema fosse sicuro e che non fosse possibile spendere due volte lo stesso denaro.

Ethereum ha successivamente ampliato questa idea. La blockchain non doveva più servire solo al trasferimento di valore, ma anche agli smart contract, alle applicazioni decentralizzate, alle stablecoin o alla tokenizzazione.

Con l'aumento del numero di utenti, però, è emerso un nuovo problema.

Cosa succede quando troppe persone vogliono usare la stessa blockchain contemporaneamente?

La capacità della rete principale non è illimitata. Se il numero di transazioni aumenta, gli utenti iniziano a competere per lo spazio limitato nei blocchi, la rete può rallentare e le commissioni crescono.

Ed è proprio qui che nasce la necessità di suddividere il lavoro tra più livelli.

Layer 1 costituisce la base sicura. Layer 2 aiuta questa base a gestire più traffico.

Cos'è Layer 1

Layer 1 è la blockchain di base stessa su cui poggia l'intero sistema. Bitcoin, Ethereum, Solana o Avalanche sono esempi di reti Layer 1 indipendenti, perché ciascuna ha regole proprie, un proprio modo di verificare le transazioni e un proprio meccanismo di consenso.

Il compito di Layer 1 è garantire che la rete si accordi su quali transazioni siano valide, in quale ordine siano avvenute e quale sia lo stato attuale della blockchain. Allo stesso tempo conserva la cronologia delle transazioni e costituisce la base di sicurezza per le applicazioni e gli altri livelli che possono nascere sopra di essa.

Le singole blockchain utilizzano però meccanismi diversi. Bitcoin utilizza il Proof of Work, mentre Ethereum oggi funziona su Proof of Stake. La soluzione tecnica varia dunque, ma il ruolo di base rimane lo stesso: Layer 1 è il livello principale su cui si fondano la sicurezza e l'affidabilità dell'intera rete.

Perché non velocizziamo semplicemente Layer 1

A prima vista sembra emergere una soluzione semplice.

Se la blockchain non riesce a stare al passo, perché non ingrandire i blocchi, aumentare le prestazioni o accorciare il tempo tra un blocco e l'altro?

Tecnicamente è possibile.

Il problema è che la blockchain non è un database classico di un'unica azienda.

Il suo scopo è poter essere verificata da un gran numero di partecipanti indipendenti. Se aumentiamo drasticamente i requisiti hardware, di connessione internet o di spazio su disco, il numero di persone in grado di gestire un proprio nodo può iniziare a diminuire.

La rete sarebbe più veloce, ma potrebbe diventare al contempo più centralizzata.

Proprio questo problema viene spesso definito il trilemma della blockchain.

La blockchain cerca di combinare contemporaneamente:

• – sicurezza,
• – decentralizzazione,
• – scalabilità.

Nella pratica, tra questi elementi nascono dei compromessi.

Bitcoin ed Ethereum storicamente danno grande importanza alla sicurezza e alla decentralizzazione. Se devono al contempo servire un numero significativamente maggiore di utenti, è necessario trovare un modo per spostare altrove parte del lavoro.

Ed è proprio qui che entra in gioco Layer 2.

Cos'è Layer 2

Layer 2 è una soluzione costruita sopra la blockchain principale, che cerca di assumersi parte delle transazioni o dei calcoli.

Questo non significa semplicemente "un'altra blockchain più veloce".

È importante che Layer 2 utilizzi in qualche modo la rete di base sottostante come livello di sicurezza o di regolamento.

Possiamo immaginarlo come un sistema contabile.

Layer 1 è il libro contabile principale, dove lo stato finale deve essere massimamente affidabile.

Layer 2 funziona come un livello operativo più veloce, che elabora un gran numero di singole operazioni e successivamente invia a Layer 1 solo il risultato o la prova necessaria.

In questo modo è possibile aumentare significativamente il numero di transazioni e ridurne il costo, senza che la blockchain di base debba elaborare da sola ogni singola operazione.

Bitcoin e Lightning Network

Bitcoin mostra bene perché ulteriori livelli abbiano senso. La sua rete di base è progettata in modo conservativo, un blocco viene creato in media circa una volta ogni dieci minuti e la capacità è limitata. Questo è un vantaggio per la sicurezza e la decentralizzazione, ma una limitazione per un gran numero di pagamenti quotidiani.

Una delle soluzioni è la Lightning Network, una rete di pagamento costruita sopra Bitcoin. La sua idea principale è semplice: non ogni singolo pagamento deve essere immediatamente registrato sulla blockchain principale. Gli utenti possono aprire un canale di pagamento, all'interno del quale si trasferiscono ripetutamente valore tra loro, e solo lo stato finale viene poi regolato su Bitcoin.

Il principio può essere paragonato a un conto aperto al ristorante. Durante la serata non è necessario pagare ogni ordinazione separatamente, le singole voci vengono registrate progressivamente e alla fine si salda l'importo risultante. Lightning permette così pagamenti in bitcoin più rapidi ed economici, senza che ognuno di essi gravi immediatamente sulla rete principale.

Non devo avere un canale con ognuno

La rete Lightning Network non è limitata solo al collegamento diretto tra due persone. I singoli canali di pagamento sono collegati in una rete più ampia, così un pagamento può passare attraverso diversi altri partecipanti fino ad arrivare al destinatario, con cui il mittente non ha alcun canale diretto.

Grazie a questo, Lightning può funzionare come una vera rete di pagamento, non solo come un insieme di collegamenti isolati tra coppie di utenti. Il risultato sono pagamenti in bitcoin rapidi e con commissioni basse, senza che ogni singola transazione debba essere immediatamente registrata sulla blockchain principale di Bitcoin.

È importante anche che Lightning utilizzi direttamente Bitcoin, non un nuovo token. Non cerca quindi di sostituire Bitcoin, ma di ampliarne le possibilità per pagamenti più rapidi e frequenti.

Lightning non è privo di compromessi

Nemmeno Lightning è una soluzione perfetta.

I canali di pagamento necessitano di liquidità sufficiente. Se vogliamo inviare un importo maggiore, deve esserci abbastanza BTC lungo il percorso tra i singoli nodi.

Anche gestire un proprio nodo Lightning e amministrare i canali non è del tutto semplice per un principiante.

Per questo nascono applicazioni e wallet che nascondono la complessità tecnica.

Questo però comporta di nuovo il noto compromesso.

Quanto più semplice è il servizio desiderato dall'utente, tanto più spesso parte della responsabilità tecnica viene lasciata al fornitore.

Ethereum e Layer 2

Ethereum affronta un problema simile a Bitcoin, ma con un tipo di traffico molto più ampio. Sulla sua rete principale non avvengono infatti solo trasferimenti di ETH, ma anche transazioni di exchange decentralizzati, stablecoin, protocolli di prestito, NFT e altre applicazioni basate su smart contract.

Tutte queste operazioni competono per la capacità limitata di Ethereum Mainnet. Quando la rete è più congestionata, cresce il prezzo dello spazio transazionale e con esso le commissioni, ossia il gas. Proprio la scalabilità è diventata quindi uno dei temi principali dello sviluppo futuro di Ethereum.

Un ruolo importante lo giocano oggi le soluzioni Layer 2, soprattutto i cosiddetti rollup, che spostano gran parte delle transazioni fuori dalla rete principale e utilizzano Ethereum come base di sicurezza e regolamento.

Cosa sono i rollup

I rollup sono soluzioni Layer 2 che elaborano un maggior numero di transazioni al di fuori della rete principale di Ethereum e successivamente le raggruppano in un unico pacchetto. Su Ethereum Mainnet non è quindi necessario registrare ogni operazione singolarmente, ma solo i dati necessari, il risultato o una prova crittografica.

Grazie a questo, Layer 2 può elaborare centinaia o migliaia di transazioni in modo più efficiente e suddividere i costi della loro registrazione finale tra più utenti. Il risultato sono transazioni più veloci e generalmente più economiche.

Ethereum rimane intanto la base di sicurezza e di regolamento. Il rollup quindi non sostituisce la rete principale, ma cerca di sfruttarne la capacità in modo più efficiente.

Esempi di Ethereum Layer 2

La teoria di Layer 2 può sembrare astratta, ma nella pratica si tratta di reti con cui gli utenti si confrontano abitualmente. Tra i noti Ethereum Layer 2 troviamo ad esempio Arbitrum, Optimism o Base.

Per l'utente comune possono a prima vista sembrare simili a blockchain indipendenti. Hanno applicazioni proprie, exchange decentralizzati, wallet e ambienti transazionali propri. La differenza fondamentale sta però nel fatto che la loro architettura utilizza Ethereum come livello di base per il regolamento, la disponibilità dei dati o la verifica dei risultati, a seconda del tipo specifico di soluzione.

Le singole Layer 2 possono peraltro differire tecnicamente in modo significativo. Si differenziano ad esempio nel modo in cui confermano la correttezza delle transazioni, nella rapidità con cui i fondi possono essere trasferiti di nuovo su Ethereum Mainnet, o nella misura in cui alcune parti del loro funzionamento sono centralizzate. Per questo non è consigliabile considerare tutte le Layer 2 come un'unica tecnologia identica solo perché condividono lo stesso obiettivo: aumentare la capacità di Ethereum e ridurne i costi di utilizzo.

Optimistic e ZK-rollup

Esistono due approcci principali ai rollup.

Optimistic rollup

L'Optimistic rollup parte dal presupposto che il risultato inviato sia corretto, a meno che qualcuno non dimostri il contrario.

È dunque "ottimistico".

Se qualcuno individua un calcolo errato o fraudolento, può contestarlo entro un determinato periodo.

Questo modello permette di elaborare in modo efficiente un gran numero di transazioni, ma può comportare tempi più lunghi per il trasferimento diretto dei fondi su Ethereum Mainnet.

ZK-rollup

Gli ZK-rollup utilizzano un metodo di verifica diverso rispetto agli optimistic rollup. Insieme al risultato delle transazioni creano anche una prova crittografica che conferma la corretta esecuzione del calcolo. Ethereum non deve quindi rieseguire tutte le operazioni, ma solo verificare la prova presentata.

La differenza si può riassumere semplificando così: l'optimistic rollup dice "Supponiamo che il risultato sia corretto, a meno che qualcuno non dimostri il contrario." Lo ZK-rollup dice invece "Ecco il risultato e allo stesso tempo la prova che è stato calcolato correttamente."

Nessuno dei due approcci è automaticamente migliore. Entrambi risolvono lo stesso problema in modo diverso e comportano vantaggi, limiti e compromessi tecnici propri.

Layer 2 non è la stessa cosa di un sidechain

Non ogni rete veloce collegata a Ethereum è automaticamente Layer 2. Un sidechain è una blockchain indipendente, che ha propri validatori, regole proprie e un proprio modello di sicurezza.

Può essere collegato a Ethereum ad esempio tramite un bridge, ma la sua sicurezza non è garantita direttamente da Ethereum Mainnet. Se quindi si verifica un problema sul sidechain, lo stesso Ethereum potrebbe non essere in grado di risolverlo.

Una vera soluzione Layer 2, al contrario, utilizza Ethereum come propria base di sicurezza. La differenza quindi non è solo nel nome, ma nell'architettura stessa. Nel valutare una rete specifica conviene quindi porsi una domanda semplice: da dove ottiene la sua sicurezza questa rete?

La differenza tra i singoli livelli si vede al meglio in un confronto diretto. La domanda più importante non è solo la velocità della rete, ma anche chi verifica le transazioni e da dove la soluzione in questione ottiene la propria sicurezza.

Cos'è

Layer 1: Blockchain di base
Layer 2: Livello costruito sopra la blockchain di base
Sidechain: Blockchain indipendente collegata a un'altra rete

Ruolo principale

Layer 1: Consenso, sicurezza e regolamento finale
Layer 2: Maggiore capacità, funzionamento più rapido ed economico
Sidechain: Ambiente proprio per transazioni più rapide o specializzate

Da dove trae la sicurezza

Layer 1: Dal proprio consenso e dai propri validatori/miner
Layer 2: In varia misura sfrutta la sicurezza e il regolamento di Layer 1
Sidechain: Dal proprio consenso e dai propri validatori

Vantaggio principale

Layer 1: Massimo livello di sicurezza di base dell'ecosistema in questione
Layer 2: Commissioni più basse e maggiore capacità mantenendo il legame con Layer 1
Sidechain: Flessibilità, prestazioni e possibilità di regole proprie

Rischio principale

Layer 1: Capacità limitata, commissioni più alte in caso di congestione
Layer 2: Smart contract, bridge, elementi di centralizzazione e implementazione specifica
Sidechain: Sicurezza del proprio consenso e del bridge verso un'altra rete

Esempi

Layer 1: Bitcoin, Ethereum, Solana
Layer 2: Lightning Network; Arbitrum, Optimism, Base
Sidechain: Polygon PoS

Layer 2 e sidechain possono quindi offrire all'utente un risultato simile – transazioni più veloci ed economiche – ma tecnicamente non si tratta della stessa cosa. Ciò che conta è soprattutto se la soluzione in questione, nel regolamento finale e nella protezione dei fondi, si affida al Layer 1 di base o a un proprio modello di sicurezza.

Come Ethereum aiuta Layer 2 a diventare più economico

La scalabilità di Ethereum non dipende solo dalle reti Layer 2 stesse. Anche Ethereum di base si trasforma progressivamente in modo da poter supportare gli altri livelli in modo più efficiente e con costi inferiori.

Uno degli esempi concreti è stato l'upgrade Dencun del 2024. Questo ha introdotto un nuovo modo di gestire i dati per Layer 2 attraverso i cosiddetti blob. Proprio l'archiviazione e la messa a disposizione dei dati su Ethereum costituisce una parte significativa dei costi dei rollup, e per questo una gestione più efficiente di questi dati ha contribuito a rendere più economico l'utilizzo di numerose reti Layer 2.

Dencun è quindi un buon esempio del fatto che Ethereum non cerca di scalare solo aumentando il numero di transazioni direttamente sul Mainnet. Il livello di base si adatta contemporaneamente al ruolo di fondamento sicuro e di base dati per i livelli più veloci costruiti sopra di esso. La scalabilità non è quindi solo una questione di ciò che Layer 2 riesce a fare, ma anche di quanto bene Layer 1 riesca a supportare questi livelli.

Cosa significa questo per l'utente comune

Per l'utente comune, la differenza tra Layer 1 e Layer 2 nell'uso del wallet può essere quasi invisibile. Proprio per questo, però, nasce spazio per gli errori. Lo stesso token può esistere su più reti, e i singoli exchange, wallet o applicazioni potrebbero non supportarle tutte.

Prima di trasferire fondi, è quindi bene verificare alcuni elementi fondamentali:

Rete corretta: Non basta verificare l'indirizzo del destinatario. Sia il mittente sia il destinatario devono operare sulla rete corretta e supportata. L'ETH su Ethereum Mainnet e l'ETH su Layer 2 possono avere lo stesso valore economico, ma tecnicamente si trovano in ambienti diversi.

Supporto dell'exchange o del wallet: Non ogni servizio supporta tutte le reti Layer 2. Prima di un prelievo o di un deposito è quindi necessario verificare se il determinato exchange o wallet supporti ad esempio Ethereum Mainnet, Arbitrum, Optimism o Base.

Commissioni di transazione: Layer 2 generalmente riduce i costi delle transazioni comuni, ma le commissioni non sono uguali ovunque e possono variare a seconda della rete, del carico e del tipo di operazione.

Eventuale bridge: Se i fondi vengono spostati tra due reti diverse, potrebbe essere necessario utilizzare un ponte blockchain, ossia un bridge. Questo aggiunge un ulteriore livello tecnologico e con esso un ulteriore rischio. È quindi importante sapere se si utilizza un metodo di trasferimento ufficiale o affidabile e cosa accade tecnicamente ai fondi durante il processo.

Sicurezza della specifica Layer 2: Prima di utilizzare una rete specifica, ha senso verificarne l'architettura ed eventuali ulteriori elementi tecnici o di centralizzazione.

Per l'utente, quindi, non è più importante solo la domanda se Layer 2 sia più veloce o più economico. È altrettanto importante sapere su quale rete si trovano i fondi, come ci sono arrivati e come possono tornare indietro.

Layer 2 non significa automaticamente la stessa sicurezza di Layer 1

Layer 2 nasce per sfruttare le caratteristiche della blockchain principale offrendo al contempo un funzionamento più rapido ed economico. Questo però non significa che sia automaticamente sicuro quanto lo stesso Layer 1. La sicurezza dipende dall'architettura specifica e da quali parti del sistema richiedono ancora fiducia in altri componenti.

Una specifica Layer 2 può avere rischi propri, ad esempio elementi più centralizzati, un errore nello smart contract o un problema nel trasferimento di fondi tra reti. Il livello di sicurezza dipende quindi da come la soluzione in questione è tecnicamente progettata.

È quindi necessario distinguere tra la sicurezza dello stesso Layer 1 e la sicurezza di una specifica implementazione Layer 2. La sola etichetta Layer 2 non è garanzia dello stesso livello di sicurezza della blockchain di base.

Layer 1 o Layer 2?

La scelta tra Layer 1 e Layer 2 dipende principalmente da ciò di cui l'utente ha bisogno. Per il regolamento finale e per operare direttamente con la blockchain di base ha senso Layer 1, mentre per transazioni più frequenti o per l'uso di applicazioni può essere più pratico Layer 2. È sempre importante considerare anche il modello di sicurezza specifico della soluzione in questione.

Un principio simile lo conosciamo anche dal sistema finanziario tradizionale. Nemmeno ogni pagamento con carta viene regolato immediatamente al livello più alto tra le banche. Le singole operazioni avvengono su più livelli, e solo gli obblighi risultanti vengono successivamente regolati.

La blockchain sta gradualmente percorrendo una strada simile: il livello più sicuro non deve fare tutto da solo, se sopra di esso esistono altri livelli in grado di gestire parte del traffico in modo più efficiente.

Bitcoin ed Ethereum utilizzano i livelli in modo diverso

Non tutte le soluzioni Layer 2 funzionano allo stesso modo. Lightning Network è orientata soprattutto verso pagamenti in bitcoin rapidi ed economici, mentre Ethereum utilizza Layer 2 anche come spazio per una gamma più ampia di applicazioni.

Sui rollup di Ethereum possono funzionare exchange decentralizzati, stablecoin, protocolli di prestito, giochi o altre applicazioni basate su smart contract. Il loro ruolo è quindi molto più ampio del semplice trasferimento di valore.

La differenza sta quindi soprattutto nello scopo e nella tecnologia: Lightning scala principalmente i pagamenti in bitcoin, mentre gli Ethereum Layer 2 creano spazio anche per i calcoli e per intere applicazioni decentralizzate.

Conclusione

Il dibattito su Layer 1 e Layer 2 non è quindi uno scontro su quale livello sia migliore. Si tratta piuttosto di suddividere diversi compiti in modo che la blockchain possa crescere senza che ogni singola operazione debba gravare sulla rete di base.

Bitcoin ed Ethereum mostrano due approcci differenti. Lightning Network amplia Bitcoin soprattutto per pagamenti rapidi, mentre i rollup di Ethereum gestiscono transazioni, smart contract e applicazioni decentralizzate. In entrambi i casi è però necessario tenere d'occhio non solo la velocità e il prezzo, ma anche i compromessi tecnici e i rischi specifici.

Il futuro della blockchain probabilmente non si baserà quindi su un'unica rete che deve fare assolutamente tutto. Come internet o il sistema finanziario tradizionale, può funzionare come un'infrastruttura multilivello, in cui ogni livello risolve un compito diverso. La domanda più importante non è quindi se sia meglio Layer 1 o Layer 2, ma cosa deve rimanere sulla base più sicura e cosa può essere spostato su un livello più veloce sopra di essa, senza perdere fiducia nel risultato finale.

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