特定應用區塊鏈（應用鏈）允許開發者為不同的使用場景來定制基礎設施，並有獨特的好處和權衡需要考慮。
雖然看起來很遙遠，但2017 年CryptoKitties 的崩潰是一個早期跡象，表明如果一個去中心化的應用程序（dapp）對支持它的底層區塊鏈來說太大，會發生什麼。即使在今天，某些應用程序的使用量激增也會導致一些區塊鏈崩潰，並導致其他應用程序的gas 費用飆升。為了防止像CryptoKitties 那樣的事件重演，開發者正在轉向特定應用的區塊鏈（appchains）。與讓dapp 競爭計算和存儲資源的公共區塊鏈不同的是，特定應用程序鏈將區塊空間專用於單個應用程序。
特定應用的區塊鏈允許開發者為不同的使用場景定制基礎設施。這不僅使開發更容易，還鼓勵更多創新，並允許web3 開發人員構建強大的價值模型，同時擴展他們的dapps，以滿足需求的指數增長。
在本文中，我們詳細探討了特定應用的區塊鏈，包括應用鏈設計的差異，以及使用特定應用區塊鏈基礎設施的好處和權衡。我們還概述並比較了當前可供開發者為web3 應用創建專用區塊鏈的解決方案。
什麼是特定應用區塊鏈？
特定應用的區塊鍊是為運行單個去中心化應用（dapp）而創建的區塊鏈。開發者不是在現有的區塊鏈上構建，而是用一個定制的虛擬機（VM）從頭開始構建一個新的區塊鏈，執行來自用戶與應用程序交互的交易。開發人員還可以定制區塊鍊網絡堆棧的不同元素——共識、網絡和執行，以滿足特定的設計要求。
在引入特定應用鏈之前，開發者不得不在以太坊等公共區塊鏈上部署應用。這些"共享區塊鏈"的特點是一個單一的虛擬機，處理網絡上運行的不同dapp 的執行邏輯。在這種情況下，應用程序開發人員對底層基礎設施沒有控制權，不能調整執行或共識等方面以適應他們的應用程序的需求。
通用區塊鏈在當時似乎是有益的，因為它們降低了開發團隊的初始和運營成本。但使用單一的虛擬機來執行意味著dapp 之間對計算和存儲的競爭加劇。這轉化為用戶更高的延遲和交易成本，特別是當一個流行的應用程序（如CryptoKitties）碰巧消耗了過多的資源。
建特定應用鏈的開箱即用解決方案（如Cosmos SDK）的引入，使開發者可以選擇創建為特定應用優化的定制區塊鏈。更重要的是，它承諾將dapp 從對區塊空間的競爭中解放出來——允許開發者提供更低的延遲、具有成本效益的交易和更好的用戶體驗。
特定應用區塊鏈的類型
與公共區塊鏈一樣，特定應用的區塊鏈也有不同的風格——每一種都是為特定的目標而設計的，具有獨特的權衡和好處。也就是說，大多數特定應用區塊鏈屬於以下類別：
特定應用的L1（第一層）區塊鏈
定應用的L1 區塊鍊是在同一層協調共識和執行的區塊鏈。特定應用的L1 通常具有定制化的執行、協議、共識和安全設計。此外，L1 應用鏈可能有一個原生代幣，供用戶支付交易費用或參與保障和管理網絡。
特定應用的L1 鏈也可以是側鏈，通過雙向橋連接到一個通用的L1 區塊鏈。當一個應用程序需要留在生態系統內，但需要一個單獨的執行層來優化性能需求時，通常就是這種情況。 Ronin Network，一個專門用於Axie Infinity 遊戲（P2E）的以太坊側鏈，是這種應用鏈設計的一個優秀例子。
特定應用L1 的另一種變體是保留對某些參數（如吞吐量）的控制，但與其他特定應用L1 鏈共享安全。在這裡，不同的應用鏈（通常在同一個生態系統中）獨立運行，同時依靠一組中央驗證器來達成共識。
特定應用的L2（第二層）區塊鏈
特定應用的L2 區塊鏈將執行與共識分開——交易在一個自定義的執行層上處理，但在一個單獨的區塊鏈上結算。第二層應用鏈繼承了底層L1鏈的安全性，並通常會使用後者的原生代幣作為首選支付單位。
L2 具有"繼承的安全性"，即交易只有在結果被L1 區塊鏈接受認可時才能最終確定。要做到這一點，L1 鏈必須收到某種形式的"證明"，表明鏈外執行的有效性（或缺乏）。這樣的設置消除了開發人員引導應用鏈安全的需要，儘管它增加了用戶的延遲。
使用特定應用的區塊鏈基礎設施有什麼好處？
可靠性和性能
由於共享區塊鏈迫使應用程序相互競爭區塊空間，因此dapp 容易受到吵鬧鄰居效應的影響。在這種情況下，一個高流量的應用程序（例如，基於NFT 的遊戲）可能會在網絡上消耗過多的資源——影響到其他應用程序的性能。通過部署在一個單獨的鏈上，單個應用程序可以避免L1 區塊鏈的限制，並為用戶提供更低的延遲和穩定的交易成本。
性能是在特定應用區塊鏈上部署的另一個原因。許多區塊鏈有gas 限制，以防止某些DDoS 攻擊，並減少區塊鏈節點的硬件要求。但這些設計限制了吞吐量（以每秒交易量衡量），並導致應用程序使用量激增時用戶體驗下降。
通過應用鏈，開發者可以修改gas 限制和其他運行時參數，以優化dapp 的性能。由於大多數應用鏈都可以選擇許可，所以很容易招募滿足特定硬件要求的驗證者。例如，應用程序鏈可以要求節點投資於高CPU 硬件或專門的機器（例如，用於生成零知識證明的FPGA），以提高執行力。
靈活性
隨著web3 成為主流，應用程序將需要為用戶優化基礎設施，並實現商業目標。特定應用的區塊鏈基礎設施允許開發人員調整某些區塊鏈參數（如吞吐量、最終性、安全屬性等），以適應特定的使用場景。
應用鏈的靈活性也使其成為企業區塊鏈應用的理想選擇。例如，公司可能希望定制鏈具有某些屬性（如隱私）或圍繞計算、共識和協議治理的不同規則。
對區塊鏈基礎設施的細粒度控制在監管合規方面也很有用。企業應用特定的區塊鏈可以操作許可的基礎設施，控制誰可以參與共識，部署合約，或進行鏈上交易。
經濟效益
在web3 中，底層協議的價值比建立在其上的應用程序的價值更多（Fat 協議）。例如，以太坊上的驗證者在今天享有與DeFi 應用程序交互所產生的交易費用和MEV 收入的大部分份額。
相反，原生鏈上的DeFi 應用可以保留100%的協議費用。更重要的是，一個DEX 可以決定通過僱傭個人來運行驗證器或排序器節點來獲取更大份額的MEV 收入。在這種情況下，多餘的MEV 利潤可以被重新分配，使應用程序的用戶社區受益（而不是必須與他人分享）。
使用應用鏈的另一個經濟效益是，應用程序的代幣的定價變得與L1 或L2 代幣相似。應用鏈要求用戶以應用程序的代幣支付交易費用，或質押代幣以成為驗證者，這是可能的。在這兩種情況下，增加的效用可以幫助提高應用程序的代幣的市場價值。
自主性
在通用區塊鏈上運行的去中心化應用程序不能對底層基礎設施提出修改，除非這種修改被認為對更大的生態系統有利。這裡的問題很明顯：協議的社區與應用的社區是不同的。
相比之下，單一應用的區塊鏈將協議和應用的利益統一起來，所以更容易做出有利於應用的改變。這種變化可能包括增加新的虛擬機預編譯來獲得額外功能，改變收費用制度，修改gas 限制，或升級區塊鏈的關鍵部分。
使用特定應用的區塊鏈與通用鏈的權衡是什麼？
有限的可組合性
對於需要與現有資產和智能合約更好地整合的項目，使用通用的L1 或L2 是理想的選擇。例如，一個新的DEX 可能更適合公共區塊鏈，因為它提供了更多的流動性，並減少了交換資產的門檻。
建應用鏈減少了與其他應用程序的互操作性，破壞了可組合性（有一些例外，如Polkadot/Cosmos）。用戶仍然可以從其他鏈上橋接資金，但原子性（區塊鏈的一種特性，即交易的所有部分都成功或整個交易都失敗）會丟失。通常，當所有涉及的應用程序都生活在同一結算層時，原子交易（例如，在DEX 上進行閃電貸款以購買代幣）才是有效的。
也就是說，每個區塊鏈應用都需要與其他應用有高度的互操作性才能工作。例如，使用PTE 遊戲不需要進行閃電貸款，在這種情況下，為應用程序運行一個單獨的鏈（使用橋接鏈）可能會更好。
安全問題
共享安全是開發者在以太坊等公共區塊鏈上部署的原因之一。相比之下，從頭開始構建一個安全的特定應用程序需要啟動一組可靠的、分佈良好的驗證器，這可能很難實現。一個可能的替代方案是使用一個單獨的、高度去中心化的層進行結算，但這會增加延遲並限制吞吐量，正如當前的第二層解決方案所示。
這也帶來了代幣設計的問題。目前，大多數特定應用的鏈實施了股權證明（PoS）共識，其中應用代幣被用作經濟利益以確保網絡安全。然而，這需要開發者直面一些複雜細節，包括代幣發行、銷毀和通貨膨脹等等。這對於任何使用股權證明的系統的安全性都是必要的。
糟糕的代幣設計會嚴重影響應用鏈的安全性。例如，考慮一個潛在的極端案例，即應用程序代幣的市場價值急劇下降。在這種情況下，有意願的攻擊者可以積累足夠的籌碼來破壞網絡（並可能進行51% 攻擊）。
更高的複雜性和開銷
即使有像Cosmos SDK 這樣開箱即用的工具，創建和管理一個專用的區塊鏈仍然是困難的。這不僅會分散開發者花在構建產品上的時間，而且對高技術能力的需求會提高新的web3 開發者的准入門檻。
依靠特定應用的區塊鏈也會增加開發團隊的運營開銷。今天，web3 應用程序通過將管理關鍵基礎設施（區塊瀏覽器、索引器、RPC供應商、交易所、網橋、預言機、法幣交易等）的成本外包給外部實體來提高效率。
創建一個特定應用的區塊鏈可能需要在內部管理關鍵的基礎設施，這降低了效率，增加了轉嫁給用戶的成本。出於這個原因，應用鏈最適合那些已經獲得了大量用戶群和產品市場相互契合的應用，由專門的區塊鍊網絡提供最好的服務。
壟斷的增加
“共享數據庫”（即公共區塊鏈）的使用使web3 中的競爭和良性競爭成為可能。由於沒有一個應用程序控制區塊鏈上的用戶數據和資產，一個具有卓越或更新設計的新dapp 可以從第一天起就與一個成熟的對手競爭（參考SushiSwap 與Uniswap）。
然而，如果web3 中的每一個應用都決定建立一個新的應用鏈，我們就會出現web2 中普遍存在的數據護城河和平台鎖定。此外，新的應用將無法隨時獲得流動性和用戶——web3 旨在減少競爭和壟斷。
特定應用區塊鏈生態系統的狀況
Cosmos Zones
Cosmos，自稱是"區塊鏈互聯網"，是特定應用區塊鏈的首批支持者之一。其核心產品是Cosmos 軟件開發工具包（SDK）——一套用於構建名為Cosmos Zones 的特定應用鏈的模塊。每個Cosmos Zone 都是一個獨立的網絡，有權控制其運作細節（例如，代幣經濟、費用市場和安全屬性）。
一個Cosmos Zone 可以通過連接到Cosmos Hub 與其他Cosmos Zone 進行通信。一旦連接到Hub，Cosmos Zone 可以使用區塊鏈間通信（IBC）協議與連接到樞紐的所有區塊鏈交換信息和數據。因此，可以說Cosmos 應用鏈採用了一種“中心輻射型”模型。
Cosmos SDK提供了創建和管理區塊鏈各方面的所有工具，包括網絡和共識（基於Tendermint 共識引擎）。這有助於開發人員專注於構建區塊鏈的應用層，而不是去應付區塊鏈基礎設施的底層細節。
項目：dYdX (v4)、Osmosis、Akash、Juno 網絡
Polygon Supernets
Polygon Supernets 是定制的區塊鍊網絡，專門為個人應用服務。 Supernets由Edge 提供支持，Edge 是Polygon 的解決方案，用於以最小的開銷創建新的區塊鏈。
Polygon 在今年年初宣布了Supernets，並認為特定應用區塊鏈可以幫助web3 應用解鎖"專用託管"的好處。正如web2 公司通過從共享服務器轉移到專用服務器來擴大規模一樣，web3 項目可以通過使用定制的Supernets 來改善運營。
Polygon 還通過為Supernets 實現共享安全模型，解決了在應用鏈中啟動可靠驗證器集的問題。每個Supernet 都可以選擇加入一個驗證器服務，其中包括那些抵押了MATIC（Polygon 的原生代幣）的人。這種安排的一個額外好處是，開發人員可以專注於設計對用戶有激勵作用的代幣，而不是專注於設計一個精妙的協議級代幣。
Avalanche 子網
Avalanche 子網是具有提供共識的動態驗證器集的主權網絡。一個子網可以有一個或多個區塊鏈（“子網”指的是驗證器組，而不是區塊鏈）。儘管如此，生產中的大多數子網都專用於一個區塊鏈（例如，特定於應用程序的鏈）。
子網可以配置區塊鏈的不同組件，以適應設計規範，包括費用制度、治理機制、最終性和處理速度。一個子網也可以設置許可，在這種情況下，驗證者和開發者需要批准才能加入網絡。
子網創建者可以控制誰可以讀取區塊鏈內容或寫入到鏈上，使其成為傳統機構進軍web3 的理想選擇。例如，子網可以要求潛在的驗證者在加入網絡之前滿足某些監管要求，如通過KYC/AML 檢查。
每個子網對其安全負責，不與其他子網共享資源（如計算和存儲）。這種設置的一個潛在困難是，項目將不得不激勵驗證者加入一個特定的子網以提高安全性。
項目：DeFi Kingdoms: Crystalvale, Crabada, Dexalot
波卡平行鏈
平行鍊是一個獨立的區塊鏈，與Polkadot 的中繼鏈並行運行。中繼鏈由來自Polkadot 和Kusama 網絡的驗證者組成，為所有連接的平行鏈提供安全保障。為此，來自平行鏈的交易被匯總成區塊，並傳遞給中繼鏈的驗證者進行驗證。
Cosmos、Polygon 和Avalanche 允許任何人創建一個特定應用的鏈，而Polkadot 則使用拍賣機制來分配平行鏈。不同的項目競標平行鏈的插槽，隨機選擇出價最高的項目來構建新的平行鏈。
像Cosmos Zones 一樣，Polkadot 的平行鏈預計將具有完全的可組合性——這要歸功於交叉共識信息格式（XCM）系統。有了XCM，不同的平行鏈將能夠交換數據並讀取彼此的狀態，在這個過程中顯現出互操作性的價值。一個潛在的好處是，平行鏈的完全可組合性應該使用戶更容易跨鏈移動流動資金和數據。
項目：Acala Network、Astar、Interlay、Moonbeam、Kylin
以太坊特定應用側鏈/ L2s
鑑於以太坊作為最受歡迎的區塊鏈的地位，其他區塊鏈往往傾向於與它緊密結合。這包括利用以太坊的安全（例如，特定應用的rollups）或流動性（例如，特定應用的L1 鏈）的特定應用鏈。這一類的應用鏈通常是為了改善以太坊的主要缺點（即低TPS，高gas 費用），同時減少從以太坊轉移資產/資金所涉及的門檻。
項目：Immutable X, Ronin Network, Palm NFT Studio
特定應用區塊鏈的未來
如今，專用於文件存儲（Arweave/Filecoin）、去中心化預言機（Band Protocol、Razor、Witnet）和數據聚合/管理（Ceramic、The Graph）的應用鏈顯示了為web3 應用構建專用區塊鏈的好處。雖然特定應用的區塊鏈行業仍處於起步階段，但我們預計，隨著更多的應用尋求擴展基礎設施和獲取更多價值，應用鏈將越來越受歡迎。
也就是說，特定應用鏈確實有缺點，特別是缺乏流動性、安全性低、可組合性差以及基礎設施成本高。因此，大多數DeFi 協議將可能堅持使用通用的L1 和L2。有時，一個DeFi 應用可能會因為性能、可靠性、可定制性等原因轉而使用應用鏈——但它必須擁有巨大的收入和可觀的網絡效應才能使這種變化發揮作用。
拋開預測，Infura 團隊將在2023 年關注應用鏈的普及情況。 Cosmos 和Polkadot 已經致力於創新，以進一步提高web3 開發者的應用特定鏈的可用性、靈活性和安全性。我們很高興看到這些進展，並將提供開發者在他們選擇的區塊鏈上工作所需的基礎設施支持。
