La tecnologia blockchain ha portato a una rivoluzione significativa nel modo in cui i dati vengono archiviati e trasferiti. È considerata una delle innovazioni più innovative del 21 ° secolo. Tuttavia, a causa dell'apparente complessità dei suoi 5 livelli tecnologici, molti utenti rimangono ignari della sua struttura fondamentale.
Al centro, la blockchain è un libro mastro decentralizzato e distribuito che garantisce transazioni sicure, trasparenti e immutabili. Funziona attraverso una rete di computer che verificano e registrano ogni transazione in una serie di blocchi crittografati, che sono quindi collegati insieme per formare una catena. Mentre le criptovalute come Bitcoin ed Ethereum hanno reso popolare questa tecnologia negli ultimi anni, le sue applicazioni vanno ben oltre le solo valute digitali.
Per comprendere appieno le capacità e il potenziale della tecnologia blockchain, è essenziale comprendere i più livelli che consentono la sua funzionalità ed efficacia. Le aziende e gli investitori che desiderano sfruttare la blockchain per le loro operazioni o investimenti devono acquisire una comprensione globale di questi componenti sottostanti.
I vantaggi chiave della tecnologia blockchain includono trasparenza, maggiore sicurezza, maggiore efficienza, riduzione dei costi operativi e l'eliminazione degli intermediari. Con l'emergere di Web 3.0 e Decentralizzate Ledger Technology (DLT), la comprensione dei diversi livelli di blockchain diventa cruciale. Questi strati svolgono un ruolo vitale nell'architettura generale dei sistemi blockchain, consentendo il funzionamento senza soluzione di continuità e l'organizzazione di reti decentralizzate. Nelle sezioni seguenti, esploreremo l'importanza di questi strati e come contribuiscono al funzionamento della tecnologia blockchain.
Componenti della tecnologia blockchain
Applicazione del nodo: un'applicazione nodo consente a qualsiasi computer connesso a Internet di partecipare all'ecosistema blockchain. Esempi di applicazioni di nodi includono Bitcoin e piattaforme blockchain. In alcuni casi, come una catena bancaria, la partecipazione può essere limitata a entità specifiche come le banche.
Distributed/Condividy Ledger (database): il sistema blockchain impiega un libro mastro distribuito che consente ai partecipanti di accedere a database e contenuti condivisi. Il libro mastro contiene una serie di regolamenti che devono essere seguiti. Ad esempio, in un'applicazione bitcoin , è necessaria la conformità alle normative del codice del programma.
Algoritmo di consenso: gli algoritmi di consenso sono fondamentali per la funzionalità e la sicurezza di una rete blockchain. Garantiscono l'integrità e la coerenza dei dati blockchain. L'algoritmo di consenso determina il modo in cui i nodi di rete concordano su quali transazioni accettano. Inoltre, la resistenza di manomissione della blockchain è raggiunta dal requisito di rigenerare tutti i blocchi successivi se viene apportata una modifica a un blocco.
Macchina virtuale: una macchina virtuale è una rappresentazione software di una macchina, reale o ipotetica, che può essere controllata attraverso le istruzioni in un linguaggio specifico. ABS trac oggetti fisici o entità in controparti virtuali su un computer. Ad esempio, il pulsante di un'applicazione grafica sullo schermo innesca una modifica dello stato del programma all'interno del computer.
Rete peer-to-peer (P2P): una rete peer-to-peer è un modello decentralizzato in cui più nodi peer comunicano senza fare affidamento su un server centrale. Nelle reti blockchain, ogni nodo funge sia da client che da un server, fornendo collettivamente e gestendo i dati. Questa architettura peer-to-peer migliora la disponibilità dei dati e riduce il rischio di perdita di informazioni.
Svelare l'architettura a strati della tecnologia blockchain
In un'architettura di rete distribuita come Blockchain, ogni partecipante alla rete è responsabile del mantenimento, della convalida e dell'aggiornamento di nuove voci. La struttura della tecnologia blockchain si basa su una raccolta di blocchi contenenti transazioni disposte in un ordine specifico. Questi elenchi possono essere archiviati come file flat in formato txt o in un semplice database. L'architettura blockchain può assumere varie forme, come reti pubbliche, private o di consorzio.
L'architettura a strati di blockchain è in genere classificata in sei strati distinti. Esploriamo questi livelli e il loro significato nel contesto della tecnologia blockchain.
Livello di infrastruttura hardware
Lo strato di infrastruttura hardware si riferisce ai componenti fisici e ai server in cui il contenuto della blockchain è archiviato nei data center di tutto il mondo. In un'architettura client-server, i client richiedono dati o contenuti dai server delle applicazioni durante la navigazione sul Web o si utilizza le applicazioni.
Livello di rete peer-to-peer
In blockchain, il livello di rete Peer-to-Peer (P2P) consente ai clienti di connettersi direttamente con altri peer per condividere i dati. Crea una vasta rete di computer che calcolano, convalidano e registrano transazioni in un libro mastro condiviso. Ogni computer che partecipa alla rete è chiamato nodo e forma collettivamente un database distribuito che memorizza tutti i dati e le transazioni.
Livello dati
Il livello di dati della blockchain si riferisce alla struttura della blockchain stessa. È rappresentato come un elenco collegato di blocchi, in cui vengono ordinate le transazioni. La struttura dei dati è costituita da blocchi che sono incatenati insieme, con ciascun blocco contenente dati e puntatori al blocco precedente. Inoltre, l'albero di merkle, un albero binario di hash, svolge un ruolo cruciale nel garantire la sicurezza, l'integrità e l'irrefutabilità all'interno del sistema blockchain.
Livello di sicurezza e integrità
Per proteggere la sicurezza e l'integrità dei dati, le transazioni all'interno della blockchain sono firmate digitalmente. Le transazioni sono firmate utilizzando una chiave privata e la firma può essere verificata da chiunque abbia la chiave pubblica corrispondente. Le firme digitali garantiscono l'immutabilità e l'autenticità dei dati, rendendolo resistente alla manomissione o alla manipolazione.
Livello di rete
Il livello di rete, noto anche come livello P2P o livello di propagazione, gestisce la comunicazione inter-nodo all'interno della rete blockchain. Facilita la scoperta di nodi, propagazione delle transazioni e sincronizzazione del blocco. Il livello di rete garantisce che i nodi possano trovare e interagire tra loro, consentendo alla rete blockchain di rimanere in uno stato coerente e legittimo.
Strato di consenso
Lo strato di consenso è un componente critico di qualsiasi piattaforma blockchain. Convalida e ordina i blocchi, garantendo un accordo tra i partecipanti alla rete. Che si tratti di Ethereum, Hyperledger o un'altra blockchain, lo strato di consenso svolge un ruolo vitale nel mantenere l'integrità e l'affidabilità della blockchain assicurando che il consenso venga raggiunto e mantenuto attraverso la rete.
Livello dell'applicazione
All'interno dell'architettura blockchain, il livello dell'applicazione comprende applicazioni Smarttrac, ChainCode e decentralizzate (DAPPS). Questo livello è ulteriormente diviso negli strati di applicazione e esecuzione, ciascuno dei quali serve scopi distinti.
Il livello dell'applicazione comprende i programmi che consentono agli utenti finali di interagire con la rete blockchain. Include script, interfacce di programmazione delle applicazioni (API), interfacce utente e framework. Questi componenti facilitano la comunicazione senza soluzione di continuità tra gli utenti e la rete blockchain. Gli utenti possono accedere e utilizzare le funzionalità della blockchain attraverso queste applicazioni, mentre le API fungono da mezzo di comunicazione tra le applicazioni e la rete blockchain sottostante.
Il livello di esecuzione, d'altra parte, racchiude letracintelligenti, il codice a catena e le regole sottostanti. Itracintelligenti sonodefitracChainCode si riferisce al codice che viene eseguito sulla piattaforma blockchain, regolando l'esecuzione ditrace transazioni intelligenti. Questi componenti fanno parte del livello di esecuzione, responsabile dell'applicazione della logica e delle regole della rete blockchain.
Quando si verifica una transazione, si sposta dal livello dell'applicazione al livello di esecuzione. Tuttavia, è a livello semantico all'interno del livello di esecuzione in cui la transazione è validata ed eseguita. Le applicazioni forniscono istruzioni al livello di esecuzione, che quindi effettua la transazione e garantisce la natura deterministica della blockchain. Ciò significa che il risultato della transazione è determinato dalle regole e dalla logica specificate nel livello di esecuzione, aggiungendo alla fiducia e all'affidabilità della rete blockchain.
Gli strati di protocolli blockchain
Livello 0 nella tecnologia blockchain
Layer 0 rappresenta l'architettura di rete sottostante della tecnologia blockchain, fungendo da fondamento dell'intero protocollo blockchain. Ha un ruolo cruciale nel fornire l'infrastruttura necessaria affinché la rete blockchain funzioni efficacemente.
Nel suo centro, Layer 0 utilizza token nativi, comunemente noti come criptovalute, per consentire lo sviluppo e la partecipazione attiva all'interno della rete. Questi token nativi fungono da mezzo principale di trasferimento di valore e incentivizzazione all'interno dell'ecosistema blockchain.
Numerosi protocolli blockchain importanti funzionano a livello 0 e hanno i loro token nativi ad essi associati. Questi includono:
Bitcoin ($ BTC): Bitcoin è la criptovaluta pionieristica e l'esempio più noto di un protocollo blockchain a livello 0. Funziona sulla propria rete e si basa sull'infrastruttura di livello 0 per facilitare le transazioni peer-to-peer sicure e mantenere il libro mastro blockchain.
Ethereum ($ ETH): Ethereum , un altro protocollo di blockchain di strato di spicco, introduce trac nell'ecosistema blockchain. Abilita lo sviluppo e l'esecuzione di applicazioni decentralizzate (DAPPS) e fornisce una piattaforma per la creazione e la distribuzione di controlli intelligenti trac la sua criptovaluta nativa, etere.
Polkadot ($ DOT ): Polkadot è una piattaforma multi-catena che opera al livello 0, con l'obiettivo di consentire l'interoperabilità tra diverse reti blockchain. Facilita la comunicazione incrociata e consente il trasferimento senza soluzione di continuità e dati tra blockchain disparate.
Layer 0 comprende anche vari componenti essenziali come Internet, hardware e infrastruttura di connettività necessari affinché la rete blockchain funzioni in modo efficiente. Inoltre, stabilisce i protocolli e gli standard fondamentali che regolano l'ecosistema blockchain, compresi meccanismi di consenso, strutture di dati e protocolli di comunicazione di rete.
Fornendo una solida base, Loyer 0 consente lo sviluppo e la crescita degli strati successivi all'interno dello stack tecnologico blockchain, promuovendo l'innovazione, la scalabilità e l'interoperabilità nell'intero ecosistema.
Livello 1 nella tecnologia blockchain
Il livello 1, noto anche come livello di implementazione, si basa sulla fondazione fornita dal livello 0 e comprende la funzionalità di base della rete blockchain. È responsabile della memorizzazione dei dati effettivi sulla blockchain e svolge un ruolo cruciale nel garantire l'accuratezza e la natura a prova di manomissione delle informazioni della blockchain.
Nel livello 1, i dati sono organizzati in blocchi, che sono raccolte di transazioni che sono state verificate e confermate dai nodi della rete. Questi blocchi si uniscono alla blockchain in un ordine cronologico lineare, che forma il libro mastro immutabile che è al centro della tecnologia blockchain.
Importanti reti blockchain, come Bitcoin, Ethereum, Cardanoe Ripple, operano al livello 1, utilizzando i rispettivi protocolli per archiviare e proteggere i dati della blockchain. Tuttavia, la scalabilità è stata una sfida per le blockchain di livello 1, poiché qualsiasi cambiamento o problema nei protocolli di livello 0 sottostante può influire sulle loro prestazioni.
Tradizionalmente, i sistemi di blockchain a livello 1 che si basano sui meccanismi di consenso della prova del lavoro (POW), come Bitcoin e la rete Ethereum pre-merge, hanno affrontato problemi di scalabilità man mano che la rete cresce. Il numero crescente di partecipanti richiede una maggiore potenza di calcolo, portando a elevate commissioni di transazione (commissioni di gas) e tempi di elaborazione più lunghi.
Per affrontare queste sfide di scalabilità, le blockchain di livello 1 si stanno evolvendo verso i sistemi POS (Proof-of-Stake), che hanno requisiti energetici significativamente più bassi. Inoltre, Sharding, una tecnica impiegata da alcuni sistemi POS, aiuta a migliorare la scalabilità dividendo il carico computazionale.
Livello 2 nella tecnologia blockchain
I protocolli di livello 2, indicati anche come soluzioni di ridimensionamento, funzionano sopra lo strato 1 e forniscono meccanismi per ottenere una velocità di transazione più elevata e commissioni più basse. Queste soluzioni consentono di verificarsi determinate transazioni fuori catena, riducendo l'onere sull'ecosistema dello strato 1 e consentendo transazioni più economiche e più veloci.
Un esempio notevole di una soluzione di livello 2 è la rete Lightning, che viene implementata sulla blockchain Bitcoin . La rete Lightning facilita i micropaymenti rapidi ed economici consentendo l'esecuzione delle transazioni fuori catena sfruttando la sicurezza della blockchain a livello 1 sottostante.
I sidechain sono un altro tipo di soluzione di livello 2 che consente una maggiore scalabilità e funzionalità. Un esempio è la rete Ronin, utilizzata dal famoso NFT Axie Infinity. Ronin opera come sidechain della Ethereum , offrendo un ambiente separato per condurre transazioni relative al gioco. Questo approccio aiuta a mitigare le alte commissioni di gas associate al sistema POW di Ethereum
Le soluzioni di livello 2 svolgono un ruolo cruciale nell'espansione delle capacità delle blockchain di livello 1, rendendole più scalabili, efficienti ed economiche, sfruttando comunque la sicurezza e il decentralizzazione forniti dall'infrastruttura di livello 1 sottostante. si basa sul livello 0 e mantiene la funzionalità di base della rete blockchain. Esempi di blockchain di livello 1 includono Bitcoin, Ethereum, Cardanoe Ripple. Tuttavia, la scalabilità rimane una sfida in questo livello, poiché qualsiasi cambiamento o problema nei protocolli di livello 0 sottostante può avere un impatto sul livello 1.
Livello 3 nella tecnologia blockchain
Il livello 3, noto come livello dell'applicazione, funge da host per applicazioni decentralizzate (DAPPS) e vari protocolli che consentono diverse applicazioni all'interno dell'ecosistema blockchain. Questo strato è essenziale per ottenere una vera interoperabilità e supportare lo sviluppo di casi d'uso pratici per la tecnologia blockchain.
All'interno del livello 3, ci sono sotto-strati che aiutano a facilitare un'efficace separazione e organizzazione dei protocolli blockchain. Una di queste suddivisioni include i sotto-strati di applicazione ed esecuzione, che lavorano insieme per consentire il funzionamento regolare delle applicazioni blockchain.
Il livello 3 svolge un ruolo fondamentale nel fornire interfacce utente (UI) che consentono l'interazione umana con la blockchain. Questi UI consentono una comunicazione e un impegno senza soluzione di continuità con varie applicazioni decentralizzate, comprese quelle nel fiorente campo della finanza decentralizzata (DeFi). Esempi di applicazioni di livello 3 includono scambi decentralizzati, piattaforme di provisioning di liquidità, applicazioni di picchettamento e fornitori di portafoglio.
Gli scambi di criptovaluta decentralizzati come UnisWap e PancakeSwap esemplificano le interfacce di livello 3 che consentono agli utenti di scambiare le criptovalute in modo peer-to-peer. I fornitori di portafogli, come Binance e Coinbase, operano anche a questo livello, fornendo agli utenti archiviazione e gestione sicuri delle loro risorse digitali.
Inoltre, il livello 3 comprende protocolli e piattaforme che consentono la gestione della liquidità, come composto e Aave. Questi protocolli facilitano i prestiti, i prestiti e l'agricoltura, consentendo agli utenti di interagire con le loro attività e guadagnare rendimenti all'interno dell'ecosistema blockchain.
Ospitando DApps e fornendo interfacce intuitive, Layer 3 avvicina la tecnologia blockchain all'adozione e all'usabilità del mondo reale. Le sue capacità si estendono oltre le semplici UI, consentendo l'operabilità intra e inter-catena e consentendo agli utenti di interagire con applicazioni blockchain in modo semplificato e intuitivo.
Conclusione
Comprendere gli strati della tecnologia blockchain è cruciale per sfruttare il suo pieno potenziale. I diversi livelli, dal livello 0 al livello 3, forniscono la fondazione, le soluzioni di scalabilità, i dati di transazione e le applicazioni necessarie per un robusto ecosistema blockchain.
La scalabilità rimane una sfida significativa per la tecnologia blockchain, ma gli sviluppatori stanno attivamente lavorando su soluzioni per affrontare questo problema. Il miglioramento della scalabilità è essenziale per raggiungere l'adozione globale di massa della blockchain e realizzare il suo potenziale trasformativo in tutti i settori.
Mentre la tecnologia blockchain offre immense possibilità, è importante affrontare le vulnerabilità di sicurezza ad ogni livello. Sono necessari audit completi e solide misure di sicurezza per mitigare potenziali rischi e garantire l'integrità del sistema blockchain.
Nonostante le sfide, la tecnologia blockchain continua a evolversi e rivoluzionare vari settori. Comprendendo i livelli e la scalabilità di blockchain, aziende, investitori e sviluppatori possono sfruttare i suoi benefici per creare soluzioni sicure, trasparenti ed efficienti.
Il futuro della tecnologia blockchain risiede nella continua ricerca, sviluppo e collaborazione. I governi, le organizzazioni e gli individui stanno riconoscendo sempre più il valore della blockchain e le sue potenziali applicazioni. Con i progressi in corso, la blockchain ha il potenziale per la tecnologia didefi, la gestione dei dati e il modo in cui le transazioni sono condotte nell'economia digitale.
In sintesi, la tecnologia blockchain ha una promessa immensa e comprendendo i suoi livelli e affrontando le sfide di scalabilità, possiamo sbloccare il suo pieno potenziale per un futuro digitale più sicuro, trasparente ed efficiente.
