深度解析應用鏈的風險與機遇：應用鏈的下一個機會在哪裏？

2022-10-08 15:10:52

原文標題：《The Appchain Universe: The Risks and Opportunities》

作者：Mohamed Fouda，Alliance DAO

編譯：海爾斯曼，鏈捕手

本文作者 Mohamed Fouda 是加密研究員、Volt Capital 風投合夥人、AllianceDAO 貢獻者和美國西北大學博士。

過去一年中，有不少明星應用都推出自己的應用鏈，或者宣布了部署自己應用鏈的計劃。對於高增長項目來說，應用鏈方向無疑是可預見的未來。一些應用鏈相關的文章甚至开始預測，每個流行的 Web3 應用最終都會擁有自己的區塊鏈。

基於這一趨勢，一些項目創始人开始認為，最正確的做法是一开始就把應用構建為應用鏈。當然，我相信這對於某些應用來說是適用的，但選擇過早把錢花在構建應用鏈上對於很多項目來說事實上是“自取其辱”。

我們經常在 Alliance DAO 社區中經常討論這個話題，並且從中已經延伸出了一些解決辦法，包括：應用鏈的最佳使用場景、構建應用鏈需解決的問題以及創業機會有哪些。

一、什么是應用鏈？

應用鏈旨在主要執行單個功能或應用程序，例如遊戲或 DeFi 應用程序。這意味着應用程序可以使用鏈的全部資源，例如吞吐量、狀態等，而不會與其他應用競爭。此外，應用本身可靈活優化鏈的技術架構、安全參數、吞吐量等以匹配應用程序需求。由於只針對特定應用，因此應用鏈一般不對开發人員“無許可”，而對用戶“無許可”，在這個層面上，應用鏈背離了標准的區塊鏈實踐，即區塊鏈對用戶和开發人員都是开放的。

把應用鏈比作“小城鎮”

我們可以把智能合約鏈（公鏈）比作城市，來理解創始人在選擇構建應用鏈時要做什么妥協。

以太坊和 Solana 等通用計算鏈就像大都市，擁有多樣化的基礎設施來支持不同類型的業務（應用程序）。這使得通用連鎖店更受歡迎、更擁擠、通常更貴，有時甚至更忙。但這種流行為生態系統中的企業創造了大量流量和機會：從一項業務轉到另一項業務很容易。也可以結合不同的商業活動來創造新的有趣的商業。

而搭建自己應用鏈就像具有單一商業活動的小城鎮。小鎮可以制定自己的規則和政策。它不那么擁擠，也更便宜，但可能與外部世界沒有很好的聯系。鎮上的每個人都在使用鎮上的單一業務。如果它足夠受歡迎且足夠獨特，客戶甚至可能會為了這項特定業務而來到這個“特色小鎮”。

此外，還有安全性差異。大城市人口更多、更富裕、更強大。這座城市所有企業都有一個共同的利益，那就是擁有一個安全可靠的城市。這些因素使大城市更難攻擊、更安全。另一方面，小城鎮的安全與單一業務的受歡迎程度和成功緊密相關。如果生意做得好，城鎮居民的數量就會增加，城鎮會變得更強大，如果生意不好，人們就會離开，這會使城鎮的安全性降低，更容易受到攻擊。

在這兩種模式的折中方案是特定行業鏈，例如 DeFi 或遊戲專用鏈，相當於郊區城市，它比小城鎮更受歡迎和安全，但沒有大城市那樣繁忙。

通用計算鏈、應用鏈和行業鏈可以共存並滿足不同的需求。重要的是識別哪些用例需要應用鏈，而不是在通用計算鏈或行業鏈上構建智能合約。本文第一部分討論了應用鏈及其使用場景，第二部分涵蓋了該領域中存在的創業機會，最後一部分比較了不同應用鏈的實現方法。

二、應用鏈具體的使用場景有哪些？

正如我們在過去幾年中看到的那樣，可以出於各種原因啓動應用鏈。在本節中，我們將討論哪些最常見的場景更適合應用鏈。

1、生態系統需要

Cosmos 和 Polkadot 等生態系統上的應用程序構建者基本需要將其應用程序構建為應用鏈。兩種協議都專注於互聯互通的多鏈生態，任一生態系統中的主鏈都沒有實現支持智能合約的執行引擎。因此，想在這兩個生態構建應用，要么自己搭建應用鏈，要么選擇已經實現了通用計算執行引擎的鏈。

在 Cosmos 生態系統中，實現智能合約執行引擎的生態鏈包括 Evmos（EVM 兼容）和 Juno（CosmWasm 智能合約），其生態都包含多個 DeFi 和 NFT 應用程序，而Osmosis (AMM DEX)、Mars hub（貸款）和 Secret（隱私）這些則屬於應用鏈。

在 Polkadot 生態系統中，通用計算平行鏈包括 Moonbeam（與 EVM 兼容）和 Astar（WASM 智能合約）。Polkadot 上的應用鏈示例包括 PolkaDex（訂單簿 DEX）、Phala（隱私）和 Nodle（物聯網網絡）。

2、吞吐量的需求

當一些通用計算鏈無法滿足應用的吞吐量需求或費用需求時，選擇構建應用鏈是最理想的狀態。如果想在Web3中構建類似 Web2 性能的應用，應用鏈就是不二之選。

遊戲應用是最佳示例。大多數互動遊戲都需要極高的吞吐量來支持用戶的遊戲交互。此外，交易應該是免費的或費用可以忽略不計。通用計算鏈則無法滿足這些要求。一些例子包括：

Axie Infinity：在 Ronin 側鏈上推出
Sorare：以 StarkEx L2 形式推出的夢幻足球遊戲

在遊戲之外，訂單簿交易等 DeFi 協議通常需要高吞吐量才能為專業交易者提供卓越的用戶體驗。一個已知的例子是 DeFi 衍生品交易所 dYdX。dYdX 協議目前每秒處理約 1000 個訂單。所需的鏈吞吐量應超過 1000 TPS。出於這個原因，dYdX V3 是作為基於 StarkEx 技術的專用以太坊 Rollup 推出的。隨着協議計劃進一步擴展需要更高的吞吐量，它正在轉向應用鏈。因此，dYdX 宣布將為其 V4 使用專用的 Cosmos 鏈。

3、添加特定技術的需求

如果應用程序需要 L1 鏈上沒有的特定技術，另一種方法是構建一個實現該技術的應用鏈。最好的例子是零知識證明，例如 zk-Snarks 或 zk-Starks。隱私支付或交易等注重隱私的應用程序需要 zk 證明來構建區塊。然而，生成 zk 證明是計算密集型的，並且這些計算太昂貴而無法在鏈上執行。

在這種情況下，最好的方法是在應用鏈上實現所需的技術。例如 Aztec，這是一個維護隱私的支付和交易應用程序，在以太坊上推出了 L2。此外還有 Cosmos 生態系統上的 Secret 應用鏈。

4、提高應用經濟性的需求

當團隊將應用程序構建為 L1 區塊鏈上的智能合約時，用戶需向應用程序支付兩種費用：原生應用程序費用和 gas 費用。原生應用程序費用，例如交易所的交易費用或借貸協議的差價，本質上是應用程序的收入流。該收入通常被用作激勵應用參與者發展應用社區並加速應用採用的激勵措施。

另一方面，應用的用戶向 L1 的驗證者支付gas費用。gas 費用是應用用戶的开銷，會降低用戶體驗。gas 費對應用的經濟沒有貢獻，相當於應用給 L1 的托管服務交“租金”。盡管這筆“租金”能夠保證應用的安全，但更理想的是，這部分錢如果能留存在應用經濟系統內部，就更能激勵用戶了。

應用鏈就支持這種情況，項目方可以控制自己的 gas 費來分配獎勵給試用應用的參與者。例如，Yuga Labs 想將 Bored Ape Yacht Club ( BAYC ) 生態系統分離為一個獨立的鏈就是考慮了這方面的情況。BAYC社區在項目 NFT 資產的鑄造期間向以太坊網絡支付了巨額費用，而遷移到自己的應用鏈會將這些費用保留在 BAYC 的經濟系統中。

三、應用鏈有哪些風險？

盡管應用鏈有以上優點，但也面臨不少風險。比如構建應用鏈比开發智能合約復雜得多，需要开發與應用程序的核心業務無關的基礎設施。此外，應用鏈增加了安全性和可組合性風險。

1、安全保證

智能合約應用程序從底層 L1 獲取安全性。正如前面在“大都會VS小城鎮”類比中所討論的，由於L1支持多種應用程序，因此保持 L1 安全的動機在大量 L1 參與者之間共享。這使得 L1 更安全，更難攻擊。此外，L1 安全保證獨立於特定應用程序的採用。

在應用鏈中，安全性很大程度上取決於應用的採用情況和應用原生代幣的價格。根據實施細節，應用鏈可以是 L2 排序器或獨立的 PoS 驗證器。在這兩種情況下，驗證者獎勵通常以原生應用代幣計價。驗證者必須質押原生代幣並使用具有高正常運行時間（high uptime）的復雜基礎設施才能參與網絡。驗證獎勵需要高於驗證者所承擔的運營成本和代幣質押的風險。該模型的一些問題包括：

質押風險可能會讓加入網絡的情況變復雜，甚至會吸引業余驗證者，這可能會危及網絡安全和正常運行時間。
驗證者獎勵對代幣價格的依賴，可能會促使應用开發人員使用高代幣通脹或不可持續的遊戲化代幣經濟學。
如果應用採用率低且代幣價格低，則網絡安全性變弱，這會使得作惡者能夠以低成本攻擊網絡。

2、成本和團隊時間

啓動應用鏈會附帶一系列需要構建的額外基礎設施以及與驗證者協調的活動。在基礎設施方面，需要公共 RPC 節點來允許錢包和用戶與鏈進行交互。還需要包括區塊瀏覽器和存檔節點在內的數據分析基礎設施，來允許用戶查看活動。還需要網絡監控和驗證者信息等服務。

所以，需要額外搭建的基礎設施很多，這就需要大量成本和工程時間，而且工程團隊花了很多時間在處理與應用邏輯無關的任務上。此外，還包含維護區塊鏈的成本，維護要進行大量計劃並與驗證者進行溝通，來安排網絡升級或響應錯誤和網絡停機時間。

一般來說，开發應用鏈需要團隊更強大，成本也更高，這是初創公司無法承受的，尤其是在早期階段。這些冗雜的事物會對應用的發展邏輯造成幹擾，也會成為項目快速適應和實現產品市場契合的障礙。

3、缺乏可組合性

將應用程序構建為智能合約的主要優勢之一是原子可組合性（atomic composability）。應用程序可以相互構建，用戶可以在同一事務中與多個協議無縫交互。例如智能 DEX 路由器，可以通過不同的 AMM 路由單筆交易以實現最佳定價。

另一個例子是閃電貸，其中交易可以從借貸協議中借款，並在償還貸款之前在 AMM 上執行交易或套利。這些交互可在同一個事務中“原子地”發生。原子可組合性是 Web 3 應用程序中的一項獨特功能，可實現有趣的行為和商業機會。

應用鏈缺乏這種原子可組合性，因為每個應用都與其他應用隔離开來。應用程序之間的交互需要跨鏈橋或消息傳遞，這需要跨多個區塊且不能“原子可組合”。當然，原子可組合性的缺乏或許會催生一些有趣的初創公司來解決這個問題。例如：

4、跨鏈風險

應用鏈的另一個問題是跨鏈資產的風險增加。具體而言，DeFi 應用程序需要橋接多種資產，例如 BTC、ETH 和穩定幣。資產跨鏈會降低用戶體驗並帶來更大的風險。跨鏈橋是被攻擊的常見目標，如果跨鏈橋被破壞，可能會使需要資產跨鏈的DeFi 應用程序產生壞账。

對於無法吸引信譽好且資金充足的跨鏈橋的應用鏈，風險甚至更高。在這些情況下，應用鏈可能會求助於中心化的跨鏈橋，例如中心化交易所或开發自己的跨鏈橋。

四、應用鏈領域有哪些創業機會？

應用鏈生態系統的挑战為初創公司創造了解決問題的機會。在這部分，我們討論了其中的一些機會，並鼓勵更多有興趣的創始人伸出援手。

1、高性能 DeFi 協議

這裏的關鍵推動因素是使用可根據 DeFi 協議需求進行調整的可定制技術堆棧。旨在與 Web 2 性能競爭的 DeFi 協議需要作為應用鏈來實現。中央限價訂單簿 (CLOB) 交易所是最佳選擇。dYdX 衍生品交易所开啓了這一趨勢，預計現貨和商品交易所將被構建為應用鏈，從而受益於低費用和低延遲。

2、應用鏈遊戲引擎

一些受限於公鏈性能的應用目前來搭建應用鏈的選擇還比較有限，StarkEx 在這方面是一個不錯的選擇。希望能看到初創公司為鏈上遊戲構建新的高效架構，可以支持 10萬+ 的 TPS。

3、用於定制、部署和維護側鏈和 L2 的开發人員工具

使用適當的架構啓動側鏈或 Rollup 來作為應用鏈非常復雜，促進這項任務的开發者平臺可以成為一項非常有價值的業務，想想應用鏈的 Alchemy。

4、支持人工智能的應用鏈

與零知識證明類似，人工智能是一種計算密集型的變革性技術。因此，支持 AI 的應用程序不能構建在鏈上。有許多成功的 web 2 AI 產品需要用戶支付大量訂閱費用。可以使用應用鏈向公衆开放對 AI 應用程序的訪問。考慮構建運行訓練有素的 AI 模型的應用程序，例如 Dall-E 或 GPT3，這些模型對公衆开放使用。

5、可組合性解決方案和跨鏈通信

應用鏈中缺乏原子可組合性，為初創公司創造跨鏈消息傳遞並創建感知可組合性提供了機會。想法包括：

用戶前端在後臺執行跨鏈功能，例如 IBC 傳輸或 LayerZero 消息傳遞，並創建多個應用程序以可組合方式工作。比如跨鏈zapper。
通過多方計算 (MPC) 實現安全多鏈账戶的錢包，並通過在多鏈上執行同時交易來本地處理跨鏈活動。例如跨鏈套利。

6、跨鏈 DeFi 協議

盡管應用鏈在吞吐量方面具有多項優勢，但也導致流動性碎片化，從而導致滑點增加和用戶體驗下降。跨鏈 DeFi 協議自動在不同鏈之間拆分交易以獲得更好的定價，將擁有更好的用戶體驗和更大的客戶群。

7、EVM 和非 EVM 鏈之間的去信任跨鏈訊息傳輸

應用鏈實現分為 Cosmos、Polkadot 和 EVM L2。提高可組合性的一種可能方法是構建通用的去信任跨鏈消息傳遞協議，該協議可以連接 EVM L2、Cosmos zone、Polkadot 平行鏈等。這樣的產品可以取代現有的跨鏈橋，並促進每年數十億美元的交易量。

8、开啓跨鏈安全共享

使用支持跨鏈安全的產品可以緩解應用鏈的安全挑战。與 PoW 鏈的合並挖礦類似，我們設想了可以允許不相關 PoS 鏈之間共享安全性的方法，例如，驗證者抵押 ETH 而不是原生應用鏈代幣來保護應用鏈。流動性質押協議可能在該制度中發揮重要作用。

五、如何搭建一條應用鏈？

應用鏈能夠以不同復雜性和安全性的多種方式實現。本節簡要比較了一些構建應用鏈的方式。

1、Cosmsos Zone

Cosmos 是第一個設想多鏈世界的生態系統。基於這一愿景，Cosmos 的开發專注於標准化和簡化推出可以互連在一起的專用鏈的過程。這項工作產生了 Cosmos SDK，這是一個用於定制和开發區塊鏈的模塊化框架。Cosmos SDK 默認支持 Tendermint 共識機制，但允許使用其他共識機制。Cosmos SDK 後來通過添加 IBC 模塊進行了改進，該模塊允許基於 Tendermint 的鏈之間的無信任通信。

這些鏈中的每一個都稱為一個Zone（區域）。Cosmos 生態系統已經發展到超過 45 個 zone，由700 多個IBC互連中繼器組成。其中，不少 Cosmos Zone 都被用來做單一目的應用鏈。Osmosis 是其中一個最大的 Cosmos Zone，是實現了 AMM DEX 的應用鏈。

Cosmos 最初採用了隔離安全的理念，即每個區域負責自己的安全。每個 zone 都需要招募驗證者來運行網絡，並用 zone 的原生代幣獎勵驗證者。盡管這種方法很靈活，但它增加了應用鏈建設者的進入門檻。因此，Cosmos 正在實施一項更改，允許較小的 zone 通過跨鏈安全模塊從 Cosmos Hub 獲取安全性。

2、Polkadot 平行鏈

與 Cosmos 類似，Polkadot 發展出了一個多鏈生態系統。Polkadot 生態中的鏈稱為平行鏈，它們可以使用 Substrate SDK 啓動。 Polkadot 和 Cosmos 之間的主要區別在於，Polkadot 從一开始就統一了安全愿景。所有平行鏈都與稱為中繼鏈的 Polkadot 主鏈共享安全性。中繼鏈的主要功能是為平行鏈提供共識和安全性。因此，中繼鏈不實現智能合約功能。

由於共享安全保障，Polkadot 生態系統不允許平行鏈在未經許可的情況下啓動。相反，平行鏈插槽被拍賣給想要構建自定義鏈的开發人員。競拍者必須鎖定 DOT，以確保平行鏈插槽。到目前為止，已經有 27 個平行鏈被拍賣。

Polkadot 上的不同平行鏈可以通過交叉共識消息 (XCM) 格式進行通信。XCM 通信還在實施階段，目前可以正常工作，但需要將消息傳遞數據存儲到中繼鏈。

3、Avalanche 子網

Avalanche 的子網實現方法與 Cosmos 非常相似。开發者可以推出自己的子網，每個子網可以支持多條鏈。子網需要招募自己的驗證者。但是，除了驗證專用子網之外，這些驗證器還需要驗證 Avalanche 的主網絡。盡管這一要求提高了主網絡的安全性，但與 Cosmos 相比，它增加了專用子網的進入門檻。

目前，子網生態系統不支持本地子網間通信，子網必須开發自己的網關。當然，為了增加採用率，Avalanche 團隊正努力支持相關功能。

4、以太坊 L2

在以太坊中，“應用鏈”一詞可能並不總能准確描述需要專用環境的應用程序。在以太坊中，此類應用既可以實現為專用的 L2，也可以實現為側鏈。L2實現不能稱為應用鏈，因為它沒有實現完整的區塊鏈堆棧。L2 是Rollup或驗證，僅支持事務的執行和排序。對於Rollup，共識和數據可用性由以太坊 L1 提供。對於驗證，L1 只是提供共識，數據存儲在鏈下。使用此架構的應用示例包括 Sorare 和 Immutable X。

另一種方法，即側鏈，需要啓動由少數驗證者驗證的獨立區塊鏈，以實現高吞吐量。側鏈通常由同一組驗證者驗證的橋連接到以太坊。已知的例子是支持 Axie Infinity 遊戲的 Ronin 側鏈。

與所有其他方法相比，L2 實現方法的主要優點是其優越的安全保證。L2 通過 zk Proofs 或欺詐證明從以太坊 L1 繼承安全性。盡管如此，它們仍然可以實現非常高的吞吐量和微不足道的費用。這些要求非常適合遊戲應用的需求。

L2 方法的主要缺點是 L2 之間或 L2 和 L1 之間的可組合性更加困難。在不同Rollup之間快速轉移資產通常需要第三方提供商，例如 LayerZero。盡管有些技術支持在在不通過 L1 的情況下在Rollup之間去信任地轉移資產，但這些技術會產生大量延遲，而像DeFi 這類應用就無法容忍這些延遲。這就是為什么 DeFi 協議使用 Optimism 和 Arbitrum 等通用 L2 作為擴展機制而不是特定於應用程序的 L2。

使用 L2 方法的另一個挑战是實現的復雜性，與使用 Cosmos SDK 啓動 Cosmos 應用鏈的相比，在以太坊上啓動特定於應用的 L2 沒有標准的腳本。但是，隨着以太坊在以 Rollup 為中心的路线圖上走得更遠，這種情況會在未來有所改善。

結論

應用鏈敘事正獲得關注，但也在朝着與最初設想不同的方向發展。Cosmos、Polkadot、Avalanche 和 Ethereum 上的應用鏈的實現正在趨向一種共享安全方法，但差異很小。有了共享安全性，應用鏈實際上並不需要共識機制。相反，應用程序可以只使用為應用程序服務的專用執行環境，並使用 L1 來實現共識和數據可用性。這個執行環境可以是一個 Rollup 或遵循模塊化區塊鏈方法的獨立執行層。