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導讀


今日老雅痞共推送3篇文章。


AppChain是我們一直關注的一個賽道。推薦閱讀本文，一文給你說清楚，為什麼AppChain這麼熱。


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Dmitriy Berenzon 丨編譯

medium丨來源
雖然區塊鏈的最初應用圍繞貨幣和金融，但在過去幾年中，藝術、遊戲和音樂等領域的應用激增。與此同時，這些應用程序中的聚合用戶數量一直呈超線性增長，給底層基礎設施帶來壓力並降低最終用戶的用戶體驗。此外，隨著這些應用程序的擴展，它們越來越需要更多的可定制性和更強大的業務模型來滿足需求。
一種新興設計模式可以解決這些問題。這個模式是特定於應用程序的區塊鏈，也叫“AppChains”。簡而言之，AppChain 是將其區塊空間專用於特定應用程序的區塊鏈。構建AppChains 的應用程序可以自定義其堆棧的多個層，例如其安全模型、費用令牌和寫入權限等。
AppChains 不是一個新概念；比特幣可以被認為是用於數字黃金的特定應用區塊鍊和用於永久存儲的Arweave。也就是說，AppChain 設計不僅包含單片區塊鏈（例如Osmosis），還包含處理應用程序狀態轉換的模塊化執行層（例如rollups、sidechains、plasma），但依賴於單獨的結算或共識層來實現最終性。

事實上，“層”（例如L2、L3 等）在大多數情況下只是具有雙向信任最小化橋的信任最小化區塊鏈。

L3 仍處於研發階段，但通過遞歸零知識證明在概念上是可能的

在這篇文章中，我將：

  • 概述AppChains 的歷史

  • 解釋AppChains 的優缺點

  • 描述未來AppChain 市場結構

  • 概述AppChain 設計空間

  • 比較當前使用的不同AppChain 解決方案

AppChain 的前世今生

區塊鏈花了很多年才為開發人員提供AppChain 基礎設施。雖然Cosmos 和Polkadot 早在2016 年就接受並推廣了這一概念，但他們直到2021 年初才完全啟動他們的網絡（分別具有IBC和平行鏈功能）。與此同時，在可擴展性方面，對以太坊區塊空間的需求不斷增加，到2020 年底，交易費用變得高得令人沮喪，此時開發人員迫切需要替代解決方案。與此同時，以太坊可擴展性研究正以樂觀和零知識匯總和側鏈（統稱為“L2s”）的形式緩慢實施。多邊形、Skale、zkSync (1.0)、StarkWare (StarkEx)、Optimism 和Arbitrum 都在2020 年和2021 年推出。
其他基礎層（“L1”）也意識到支持EVM（以太坊虛擬機）作為其業務開發工作一部分的重要性；Avalanche（C-Chain）、NEAR（Aurora）、Polkadot（Moonbeam）和Cosmos（Evmos）都在2020 年和2021 年推出了與EVM 兼容的鏈。
在特定於應用程序的設計方面，Celestia 於2019 年（最初叫LazyLedger ）推出了一種新穎的模塊化設計，將傳統單片區塊鏈的執行、結算和數據可用性層分開，因此，可以實現特定於應用程序的區塊鏈，無需重建堆棧的其他部分。

遲到總比不到好…

如今，有多種平台提供AppChain 基礎設施。雖然其中一些目前僅提供共享塊空間層（例如Optimism、zkSync），但如果有足夠的開發人員需求，它們很可能會推出對專用執行層的支持。

截至2022 年10 月3 日

此外，雖然AppChains 的啟動和互操作在歷史上一直很困難，但在過去幾年中，開發人員和用戶都在加速接受這個想法。 Axie 於2021 年初推出了他們的以太坊側鏈Ronin，DeFi Kingdoms 宣佈於2021 年底從Harmony 轉移到Avalanche 子網，約46%的Apecoin 社區在2022 年中期仍投票支持ApeChain，dYdX 於2021 年中期宣布- 2022 他們的V4 將使用Cosmos SDK 在主權L1 上構建。今天，有無數的應用程序構建在跨各種平台的AppChains 上。

不全面；截至2022 年10 月3 日；“以太坊”包括Polygon、Skale 和其他L2 和側鏈

為什麼選擇AppChains ？

開發人員不在共享區塊空間上啟動智能合約，越來越多地轉向構建AppChains 的主要原因有三個。

性能

  • 由於dApp 在同一網絡上相互競爭區塊空間，因此一個流行的dApp 通常會消耗不成比例的資源，這會增加其他dApp（例如Polygon 和Arbitrum ）用戶的交易成本和延遲。

  • AppChains 為項目提供了保持交易成本和延遲低且可預測的能力，從而為最終用戶帶來更好的用戶體驗。

可定制性

  • 隨著dApp 越來越受歡迎，開發人員需要繼續為最終用戶優化他們的應用程序。

  • 較大的應用程序將需要做出某些設計選擇權衡，例如吞吐量、最終性、安全級別、許可、可組合性和生態系統一致性等。例如，驗證器可能具有高性能硬件要求（例如運行SGX 或FPGA 以生成零知識證明）。

  • 對於傳統組織，AppChains 提供了一種無需從一開始就完全無需許可，就能涉足Web3 的方式；例如，公司可以要求KYC 的驗證者、想要在他們的網絡上構建的預篩選開發人員，選擇他們想要橋接資產的鏈。

價值捕獲

  • 雖然通用可擴展性解決方案降低了交易成本，同時保留了安全性和開發人員體驗，但它們為開發人員提供的貨幣化機會很少。

  • 另一方面，AppChains 有一個強大的商業用例，因為應用程序能夠分叉現有協議並在其生態系統中將其貨幣化（例如，來自AMM 或NFT 市場的交易費用）。

  • 此外，他們的代幣從被用作安全模型的額外代幣匯中受益（即賭注代幣或氣體代幣），以及該代幣的市場重新定價，更接近於L2或L1代幣。

  • 應用程序能夠通過運行自己的排序器或驗證器來捕獲MEV，這可以為新的加密業務模型創造機會；例如，可能是做市商的dYdX 驗證者可以為用戶提供低費用或免費費用，但給他們的執行價格略低，類似於Robinhood 使用的按訂單流支付模型。

  • 再舉一個例子，許多成功的遊戲都有大量的模組、擴展、皮膚等，並積極嘗試盡可能多的模組化。但大多數時候，改裝是由難以賺錢的業餘遊戲玩家完成的。如果該遊戲是AppChain，那麼模組可以在匯總之上擴展該IP，並通過使用該區塊空間獲利。

AppChains 的問題

一體兩面，AppChains 再好也有問題和局限：

有限的可組合性和原子性

  • AppChains 為其他生態系統中的基礎設施和用戶增加了一定程度的隔離。雖然這不會破壞可組合性（只需要跨相同VM 的足夠好的橋樑），但它確實破壞了原子性（“全有或全無”屬性，即單個事務中的所有子操作都被執行，或者一個都不執行。）。

  • 也就是說，雖然原子性是所有應用程序都位於同一結算層的特殊屬性，但它對許多應用程序來說並不重要（例如，P2E 遊戲不依賴閃電貸來維持經濟運行）。

重建圍牆

  • 如果所有AppChain 都具有讀/寫權限，那麼由此產生的市場結構將限制開發人員的無權限和可組合創新以及用戶自由交易和選擇退出系統的能力，這會導致中心化的風險。而加密的核心是去中性化。

分散的流動性

  • 使用AppChains，來自其他層或鏈的流動性或資產將需要橋接到該應用程序，反之亦然。雖然通過橋接基礎設施可以做到這一點，但它為最終用戶增加了額外的摩擦層。

自反安全模型

  • 如果使用應用程序令牌作為安全模型，則存在一個邊緣情況，即如果令牌的價值下降到0，應用程序將不再有經濟安全性。

資源浪費

  • 如果應用程序沒有獲得足夠的使用率，AppChains 可能會浪費資源（物理或經濟）。如果AppChain 有專門的驗證器，這些驗證器可以在其他地方更有效地部署他們的資源。

需要額外的開發人員

  • 因為它不像部署智能合約那麼簡單，所以在管理額外的基礎設施（例如排序器或驗證器）時將會有額外的複雜性。

有限的生態系統工具和支持

  • 可能沒有"開箱即用"的資源，如block explorers, RPC providers, indexers, oracles, fiat on/off ramps，以及生態系統的資金。

新興的AppChain 市場結構

由於AppChains 的特點就是在更孤立的生態系統中構建的，AppChains 最適合具有以下特性的應用程序：

  • 到達一定的規模（例如用戶數量、協議收入金額、TVL）和產品市場契合度

  • 專用區塊空間會帶來的重大的產品/性能優勢

  • 對安全性和原子性的要求更少（例如P2E 遊戲、NFT 集合、加密社交）
因此，也有理由認為，大多數應用程序將繼續在具有共享塊空間的L1 和L2 上啟動。此外，由於L2 的格局仍然相當分散，我們將看到一些團隊，尤其是DeFi 協議類型的團隊，會由於其安全性、流動性和原子性屬性而繼續選擇在L1 上推出，後者尤其重要，因為閃電貸提供了有效的無限資金資產（負債表風險為零的效率）。此外，如果非DeFi 應用程序開發了足夠大的生態系統和網絡效應，它們很可能會在通用L2 上啟動並轉移到特定於應用程序的L3 或特定於應用程序的L1。我們可以粗略地想像這個操作順序如下：


這也是有道理的，大多數啟動AppChains 的應用程序將選擇模塊化執行層（特別是匯總）而不是單片鏈，因為它們沒有引導大型驗證器集所需的資金。此外，高質量的驗證者不太可能選擇將他們的資源用於代幣市場價格低且不穩定的AppChain。

儘管如此，隨著加密行業的成熟和普及，更多的應用程序仍將繼續推出自己的AppChain，未來的AppChain 市場結構將具有多種風格：

  • 通過各種橋樑連接的特定於應用程序的整體區塊鏈

  • 連接到單片鏈的特定於應用程序的側鏈

  • 特定於應用程序的匯總，位於單片鏈上

  • 不使用結算層的主權應用程序特定匯總

說明；不全面

AppChain怎麼設計？

在決定構建哪個AppChain 基礎架構時，需要考慮幾個設計權衡：

安全類型：攻擊鏈改變狀態有多難？

  • Shared：由多個異構驗證器保護的狀態，可能由不同方運行（例如Polkadot 平行鏈、Skale）

  • 隔離：應用程序本身提供的安全性；可能使用應用程序擁有的驗證器或定序器，並使用應用程序的代幣來獲取經濟利益（例如Cosmos 鏈、Axie Ronin）

  • 繼承：底層結算/共識層提供的安全性（例如zkSync、Optimism）

安全源：安全從何而來，結算又從何而來？

  • 以太坊：使用以太坊作為欺詐證明、有效性證明和一般雙花保護的結算層（例如Arbitrum、zkSync）

  • 非以太坊L1：使用非以太坊安全性，並且可能具有完全不同的共識模型（例如NEAR Aurora、Tezos 匯總）

  • 應用代幣：應用的代幣用作加密經濟安全（例如Avalanche 子網、Cosmos 鏈）

權限：如何選擇節點以及誰可以讀取/寫入狀態？

  • 無許可：任何人都可以讀/寫合約並驗證狀態轉換（例如Optimism、StarkNet）

  • Permissioned-by-choice：只有列入白名單的驗證者/開發者才能讀/寫/驗證鏈（例如Polygon Supernets、Avalanche Subnets）

可組合性：流動性和狀態在同一生態系統中的其他應用程序之間移動是否容易和安全

  • Full : 移動到任何具有最小延遲和最大安全性的應用程序（例如Polkadot XCMP、Cosmos IBC）

  • Limited：在連接性、延遲和/或安全性方面存在限制（例如Avalanche 子網、多邊形超網）

最終性：交易何時被視為最終性？ （假設概率最終被認為是最終的）

  • Instant：通常使用BFT 共識機制（例如NEAR Aurora、Evmos）

  • 最終：通常使用匯總，一旦塊已發佈到L1（並假設數據可用），則可以將交易視為最終交易（例如Arbitrum、zkSync）

Gas 貨幣：用戶使用哪種代幣支付交易費用？

  • 應用程序token：通常應用程序token 本身運行在特定於應用程序的L1 或L2 上（例如Avalanche Subnets、Osmosis）

  • 無：L1 或L2 驗證器或應用程序為用戶提供硬件成本補貼。 （例如AltLayer、Skale）

還有其他幾個更直接的因素：

  • 所需權益：應用程序擁有驗證者來保護其鏈所需的權益數量

  • 每秒事務數(TPS)：吞吐量的主觀衡量標準，因為事務的大小可能會有所不同（即，較大的事務將導致較低的TPS，反之亦然）

  • EVM 支持：無需開發人員修改其代碼庫即可同時支持Solidity 和EVM 操作碼的能力

我們可以根據這些因素映射現有的AppChain 解決方案：

截至2022 年10 月3 日；不全面

結論

儘管AppChains 存在問題，但它們的持續增長表明了開發人員的需求。正如Apple 所證明的，垂直整合通常會帶來更好的用戶體驗；同樣，區塊鏈開發人員將尋求提供AppChains 支持的完全優化的Web3 應用程序。也就是說，AppChains 並不適合所有人，開發人員在投入資源啟動應用程序之前，應深入考慮其應用程序的需求和權衡。

但是，在未來幾年內，我們會觀察到AppChains 對安全模型經濟學、貨幣化策略、平台防禦性、整個堆棧的整體價值累積以及對加密市場結構的二階有許多影響，這些影響是令人興奮的。

非常感謝Josh Bowen、Cem Özer、Pseudotheos和Dan Elitzer對本文的貢獻。