一文詳解應用鏈領域的風險與機遇

2022-09-23 18:09:00

作者：Mohamed Fouda

來源：medium

在過去的一年裏，一些備受矚目的應用程序已經推出了自己的特定於應用程序的鏈，或者宣布計劃在未來推出。對於許多高增長項目來說，應用鏈發展方向是可以預見的。應用鏈理論預測，每個流行的Web 3應用程序最終都會有自己的區塊鏈。這種趨勢讓一些創始人認為，正確的做法是從一开始就將產品設計成應用鏈。我們認為，這種方法可能適用於某些應用程序。有些應用如果在早期就投資建設應用鏈，將會搬起石頭砸自己的腳。

這是我們在Alliance創始人社區中經常討論的話題之一。從這些討論中，我們已經確定了一些應用鏈可以成為最佳方案的場景。此外，我們還發現了需要填補的空白，以及為強大的創始人提供的創業機會。

為什么要構建應用鏈？

應用鏈被設計成主要執行單一功能或應用程序，例如遊戲或DeFi應用程序。這意味着應用程序可以使用鏈上的全部資源，例如吞吐量、狀態等，而不會受到任何其他應用的競爭。此外，這種設計選擇能夠優化鏈的技術架構、安全參數、吞吐量等，以匹配應用需求。由於通常不可能將其他應用程序部署到鏈上，所以應用鏈對开發人員來說不一定是無需許可的，它們只對使用它的用戶是無需許可的。應用鏈的概念背離了標准區塊鏈，標准區塊鏈對用戶和开發人員都是开放的。

將應用視為農村城鎮

將智能合約鏈視為城市的概念有助於解釋創始人在以應用鏈的形式推出應用程序時做出的妥協。像以太坊和Solana這樣的通用計算鏈就像大都市一樣。他們有多種多樣的基礎設施來支持不同類型的業務(應用程序)。這使得通用鏈更受歡迎，更擁堵，通常更昂貴，有時也更繁忙。但這種受歡迎程度為生態系統中的企業創造了大量的流量和機會。

另一方面，應用鏈就像只有單一商業活動的農村城鎮。城鎮可以制定自己的規則和政策。它不那么擁堵，也更便宜，但可能與外部世界的聯系不緊密。鎮上的每個人都在使用鎮上唯一的業務。如果它足夠受歡迎和獨特，顧客甚至會為了這一特定的業務而來到這個城鎮。

這個類比還可以延伸到描述兩種場景之間在安全性方面的差異。大城市人口更多，更富有，更強大。擁有一個安全和有保障的城市是這座城市所有企業的共同利益所在。這些因素使大城市更難受到攻擊，也就是說，更安全。另一方面，農村城鎮的安全與單一產業的知名度和成功緊密相連。如果業務做得好，城鎮居民的數量就會增加，城鎮就會變得更強大，如果業務不好，人們就會離开，使城鎮更不安全，更容易被攻擊。

在這兩種模式之間的是特定於行業的鏈。支持部分但非所有業務的鏈，如DeFi或遊戲。特定於行業的鏈相當於郊區城市，它比農村城鎮更受歡迎、更安全，但沒有大都市那么繁忙。

通用計算鏈、應用鏈和特定於行業的鏈提供了所需的多樣性，可以共存並解決不同的需求。重要的是要認識到哪些用例需要應用鏈，哪些用例需要在通用計算鏈或特定於行業的鏈上構建智能合約。本文的第一部分將討論應用鏈理論以及何時使用應用鏈。第二部分將介紹該領域存在的創業機會。最後一部分將比較了不同應用鏈的部署方法。

什么時候使用應用鏈？

正如我們在過去幾年所看到的，應用鏈的推出可以出於各種原因。在本節中，我們將討論構建應用鏈是最佳選擇的最常見場景。

生態系統要求

Cosmos和Polkadot等生態系統上的應用程序構建者基本上都被要求將他們的應用程序構建為應用鏈。這兩個協議都致力於構建由多個相互連接的鏈組成的生態系統。兩個生態系統中的主鏈都沒有實施支持智能合約的執行引擎。因此，要構建任何應用程序，可能的方法要么是構建應用鏈，要么是使用實施通用計算執行引擎的鏈。

在Cosmos生態系統中，實施智能合約執行引擎的生態系統鏈包括Evmos(EVM兼容)和Juno (CosmWasm智能合約)。每個Cosmos Zones都有多個DeFi和NFT應用。其他應用程序選擇構建優化的應用鏈，包括Osmosis(AMM DEX)、Mars hub(借貸)和Secret(隱私)。

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

應用程序要求

構建應用鏈是最佳方案的另一個場景是，當應用程序的吞吐量要求或費用要求無法由通用計算鏈滿足時。在無需許可的Web 3環境中需要Web 2性能的應用程序應該考慮將應用鏈作為第一實施方案。遊戲應用就是這類應用程序中的最佳例子。大多數交互遊戲需要極高的吞吐量來支持用戶的遊戲交互。此外，這些交易應該是免費的，或者費用可以忽略不計。使用通用計算鏈無法滿足這些要求，需要啓動專用的應用鏈。一些例子包括：

Axie Infinity——在Ronin側鏈上推出
Sorare——一款上线StarkEx L2的夢幻足球遊戲

在遊戲之外，訂單簿交易所等DeFi協議通常需要高吞吐量，才能為專業交易員提供優質的用戶體驗。一個已知的例子是DeFi衍生品交易dYdX。目前，dYdX協議每秒處理約1000個訂單。所需的鏈吞吐量應超過1000 TPS。出於這個原因，該協議的V3作為基於StarkEx技術的專用以太坊rollup推出。由於該協議計劃進一步擴展，這需要更高的吞吐量，它正在轉向不同的應用鏈部署。該協議宣布將為其V4使用專用的Cosmos鏈。

添加技術功能

如果應用程序需要一種L1鏈上沒有的特定技術，那么另一種選擇是構建一條實現該技術的應用鏈。最好的例子是零知識證明，如zk-Snarks或zk-Starks。關注隱私的應用程序(如私人支付或私人交易)需要zk證明作為構建區塊。然而，生成zk證明需要大量的計算，而且這些計算太昂貴，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施所需的技術。這種方案的例子包括Aztec，它是以太坊上維護隱私的支付和交易應用程序。為此，Aztec在以太坊上推出了它的L2。類似的例子還有Cosmos生態系統上的Secret應用鏈。

改進應用程序經濟學

當團隊將應用程序構建為L1區塊鏈上的智能合約時，應用程序用戶向應用支付兩種費用：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價差，本質上是應用程序的收入流。這些收入通常被用作對應用參與者的激勵，以發展該應用程序的社區和加速採用。

另一方面，gas費用由應用程序用戶支付給L1的驗證者，以確保他們的交易被包括在內。Gas費用是應用程序用戶的开銷，降低了用戶體驗。gas費用對應用程序的經濟沒有貢獻，代表從應用程序中提取的經濟價值損失，並以租金的形式支付給L1。

盡管這種租金對於確保應用程序的安全性是必不可少的，但更理想的情況是這種經濟價值保留在應用程序的經濟系統中，來獎勵應用程序參與者。應用鏈支持這種場景。應用鏈的gas費用及其分配可以通過控制來獎勵應用程序的參與者。Yuga Labs將Bored Ape Yacht Club (BAYC)生態系統拆分成一條獨立的鏈就是最好的例子。在項目的NFT資產鑄造期間，BAYC社區向以太坊網絡支付了巨額費用。該社區仍然為這些資產的交易向以太坊網絡支付了大量費用。轉移到他們的ApeChain將使這些費用留在BAYC的經濟體系中。

為什么不構建一條應用鏈呢

盡管應用鏈具有諸多優勢，但也需要考慮一些風險。主要風險在於，構建應用鏈要比开發智能合約復雜得多。它需要开發與應用程序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。

安全保障

智能合約應用程序從底層L1中獲取安全性。正如前面在大都市類比中所討論的，由於L1支持多個應用程序，因此保持L1安全是大量L1參與者共同的動機。這使得L1更安全，更難被攻擊。此外，L1安全保障與特定應用程序的採用無關。

在應用鏈中，安全性在很大程度上取決於應用程序的採用和應用程序原生代幣的價格。根據部署細節，應用鏈可以是L2排序器，也可以是獨立的PoS驗證者。在這兩種情況下，驗證者激勵常常以原生應用代幣的形式計價。驗證者必須質押原生代幣並運行具有高正常運行時間的復雜基礎設施才能參與到網絡中。驗證獎勵需要高於運行成本和驗證者所承擔的代幣風險。這種模式的一些問題包括：

質押風險會使吸引專業驗證者進入網絡變得復雜，反而會吸引業余驗證者，這可能會損害網絡的安全性和正常運行時間。
驗證者獎勵對代幣價格的依賴增加了應用程序开發者的壓力，他們要么使用高的代幣通脹，要么使用不可持續的遊戲化代幣經濟。
如果應用程序的採用率較低，代幣價格也較低，則網絡安全性就會變得很弱，惡意方可以獲得足夠的股權，低成本攻擊網絡。

成本和團隊時間

推出一條應用鏈，需要構建大量額外的基礎設施，還需要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。還需要數據分析基礎設施，包括區塊資源管理器和歸檔節點，以使用戶能夠查看他們的活動。還需要網絡監控和驗證者信息等服務。所需基礎設施很多，需要大量的成本和工程時間。工程團隊的相當一部分人將處理與應用程序邏輯無關的任務。此外，維護一條鏈需要大量的計劃和與驗證者的溝通，以安排網絡升級或應對bug和網絡宕機。應用程序團隊還需要將大量資源投入治理和社區管理。

一般來說，構建一條應用鏈需要更大的團隊和更高的成本，這是初創公司無法負擔的，尤其是在早期階段。偏離核心應用程序邏輯可能成為應用程序快速適應和實現產品市場適應的障礙。

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。應用程序可以相互構建在彼此之上，用戶可以在同一筆交易中與多個協議無縫交互。這方面的例子包括智能DEX路由器，它可以將單筆交易通過不同的AMM進行路由，以實現最佳定價。另一個例子是閃電貸，即交易可以從借貸協議借入資金，並在償還貸款之前在AMM上執行交易或套利。這些交互可以在同一筆交易中以原子方式發生。原子可組合性是Web 3應用程序中的一個獨特特性，它可以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，因為每個應用程序都與其他應用程序隔離。應用程序之間的交互需要跨鏈橋接或消息傳遞，這需要幾個區塊，不能以原子方式完成。然而，這種原子可組合性的缺乏可以催生出一些解決該問題的有趣的初創公司。

橋接風險

應用鏈的另一個問題是橋接資產的風險增加。具體來說，DeFi應用需要橋接多種資產，如BTC、ETH和穩定幣。資產的橋接降低了用戶體驗，並帶來更大的風險。跨鏈橋是最常被攻擊的目標，如果跨鏈橋遭到破壞，使用橋接資產的DeFi應用程序就會產生壞账。對於那些無法吸引到信譽良好、資金充足的跨鏈橋的應用鏈來說，風險甚至更高。在這些場景中，應用鏈可能會求助於使用中心化跨鏈橋，比如中心化交易所，或者开發自己的跨鏈橋。

應用鏈創業機會

應用鏈生態系統的挑战為初創公司創造了許多機會。本文我們將討論其中一些。

1、高性能的DeFi協議

旨在與Web 2的性能競爭的DeFi協議需要部署為應用鏈。中央限價訂單簿(CLOB)交易所是這方面的最佳候選者。dYdX衍生品交易所开啓了這一趨勢，我們預計現貨和大宗商品交易所將被構建為應用鏈，以從低費用和低延遲中受益。這裏的關鍵促成因素是使用可定制的技術堆棧，可以根據DeFi協議的需求進行調整。

2、應用鏈遊戲引擎

限制性能受限應用程序(如遊戲)採用應用鏈的的一個缺陷是有限的實施方案。在這方面，StarkEx是一個受歡迎的選擇。我們希望看到初創公司能夠構建新的高效架構，為鏈上遊戲支持10萬以上的TPS。

3、开發者工具，用於定制、部署和維護側鏈和L2

推出具有適當架構的側鏈或rollup，以支持特定的應用程序，是一項復雜的任務。一個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。

4、AI驅動的應用鏈

與zk證明類似，AI是變革性技術，也是計算密集型的。因此，人工智能驅動的應用程序不能在鏈上構建。有許多成功的web 2 AI產品都需要用戶支付大量的訂閱費用。AI應用程序可以通過應用鏈向公衆开放。可以考慮構建運行訓練有素的AI模型的應用程序，例如對公衆开放的Dall-E或GPT3，它們對公衆开放使用。

5、抽象出跨鏈通信的可組合性解決方案

應用鏈中缺乏原子可組合性，這為初創公司提供了抽象出跨鏈信息傳遞並創建可組合性的機會。

在底層執行跨鏈功能的用戶前端，例如，IBC傳輸或LayerZero信息傳遞，並造成多個應用鏈以可組合的方式運作的假象。
通過多方計算(MPC)實現安全多鏈账戶錢包，並通過在多條鏈上同時執行交易來原生處理跨鏈活動，比如跨鏈套利。

6、跨鏈DeFi協議

盡管應用鏈在吞吐量方面有一些優勢，但它們也會導致流動性分散，從而導致更大的滑點和更糟糕的用戶體驗。跨鏈DeFi協議自動在不同的鏈之間劃分交易，從而獲得更好的定價，將有更好的用戶體驗和更大的客戶群。

7、EVM和非EVM鏈之間去信任的跨鏈信息傳遞

提高可組合性的一種可能方法是構建通用的去信任跨鏈信息傳遞協議，可以連接EVM L2、Cosmos Zones、Polkadot平行鏈等。這樣的產品可以取代每年促進數十億美元的交易量的現有的跨鏈橋。

8、實現跨鏈安全共享

應用鏈的安全挑战可以通過支持跨鏈安全的產品來緩解。類似於PoW鏈的合並挖礦，我們設想的方法可以允許在不相關的PoS鏈之間共享安全，例如，驗證者質押ETH而不是原生應用鏈代幣來保護應用鏈。流動質押協議可能在這一體制中發揮重要作用。

應用鏈部署

應用鏈可以通過多種方式部署，其復雜性和安全性各不相同。本節簡要比較了幾種有利於應用鏈部署的方案。

Cosmsos Zones

Cosmos是第一個設想多個互聯區塊鏈世界的生態系統。基於這一愿景，Cosmos的發展專注於將啓動可相互連接的專用鏈的過程標准化和簡化。這項工作產生了Cosmos SDK，這是一個定制和开發區塊鏈的模塊化框架。Cosmos SDK的建立是為了默認支持Tendermint共識機制，但也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，IBC模塊允許基於Tendermint的鏈之間進行去信任通信。這些鏈中的每一個都被稱為一個Zone。Cosmos生態系統已經發展到超過45個Zone，由700多個IBC中繼器相互連接。許多這樣的Cosmos Zone都是服務於單一目的的應用鏈。最大的Cosmos Zones之一Osmosis是一條部署AMM DEX的應用鏈。

Cosmos最初採用了隔離安全的理念，即每個Zone負責自己的安全。每個Zone需要招募一個驗證者集來運行網絡，並用該Zone的原生代幣獎勵這個驗證者集。盡管這種方法很靈活，但它增加了應用鏈構建者的進入門檻，轉移了其吸引和招募驗證者的重點。因此，Cosmos正在實施一項變革，允許較小的Zone通過鏈間安全模塊從Cosmos Hub吸收安全性。

Polkadot平行鏈

與Cosmos類似，Polkadot培育了一個多鏈生態系統。Polkadot生態系統中的鏈被稱為平行鏈，它們可以使用Substrate SDK啓動。Polkadot和Cosmos的主要區別在於，Polkadot從一开始就認同共享安全的愿景。所有的平行鏈都與被稱為中繼鏈的Polkadot主鏈共享安全。中繼鏈的主要功能是為平行鏈提供共識和安全。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允許的情況下啓動。相反，平行鏈插槽被拍賣給那些想要構建自定義鏈的开發者。競標者必須鎖定DOT，以獲得平行鏈插槽。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跨共識信息傳遞(XCM)格式進行通信。XCM通信的實現正在進行中，目前功能正常，但需要將信息傳遞數據存儲到中繼鏈。

Avalanche子網

Avalanche的子網部署與Cosmos的方法非常相似。开發者可以啓動自己的子網，每個子網可以支持多條鏈。子網需要招募它們自己的驗證者。然而，除了驗證專用子網之外，這些驗證者還需要驗證Avalanche的主網絡。盡管這一要求增加了主網的安全性，但與Cosmos相比，它增加了專用子網的准入門檻。

目前，子網生態系統不支持原生子網間通信，子網必須自己开發網橋。不過，Avalanche團隊正在努力添加這一功能，以增加子網的採用。

以太坊L2

在以太坊中，術語“應用鏈”可能並不總是准確地描述需要專用環境的應用程序。在以太坊中，這樣的應用程序既可以部署為專用的L2，也可以部署為側鏈。L2部署不能稱為應用鏈，因為它沒有實現完整的鏈棧。L2s要么是rollup，要么是validium，它們只實現交易的執行和排序。對於rollup，共識和數據可用性由以太坊L1提供。對於validium，L1只提供共識，數據存儲在鏈下。使用此架構的應用實例包括Sorare和Immutable X。

另一種方法，即側鏈，需要啓動一個獨立的區塊鏈，該區塊鏈由少量驗證者驗證，以實現高吞吐量。側鏈通過跨鏈橋橋接到以太坊，通常由同一組驗證者進行驗證。支持Axie Infinity遊戲的Ronin側鏈便是一個典型的例子。

與所有其他方法相比，L2部署方法的主要優勢在於它更好的安全保證。L2通過zk證明或欺詐證明從以太坊L1繼承安全性。盡管如此，他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程序的需求。L2方法的主要缺點是，L2之間或L2和L1之間的可組合性更難實現。在不同的rollup之間快速轉移資產通常需要像LayerZero這樣的第三方提供商。盡管有一些技術可以在不通過L1的情況下在rollup之間去信任地轉移資產，但是這些技術需要顯著的延遲，例如DeFi應用程序不能容忍的延遲。這就是為什么DeFi協議使用通用L2(如Optimism和Arbitrum)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部署的復雜性，與使用Cosmos SDk啓動Cosmos應用鏈的相對簡單相比，在以太坊上啓動特定於應用程序的L2沒有標准的指南。然而，隨着以太坊在以rollup為中心的路线圖中走得更遠，這種情況在未來可能會改變。

結語

應用鏈理論正在獲得吸引力，但發展方向與最初的設想不同。Cosmos、Polkadot、Avalanche和以太坊上的應用鏈部署趨同於共享安全的方案，只是略有不同。有了共享安全，應用鏈並不真正需要共識機制。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，該環境使用L1來實現共識和數據可用性。該執行環境可以是一個rollup，也可以是遵循模塊化區塊鏈方案的獨立執行層。