一文詳談 Cosmos 、Polkadot 等應用鏈的風險與機遇

注：原文作者是 Volt Capital 合夥人 Mohamed Fouda。

在過去的一年中，一些備受矚目的應用已啓動了自己的特定應用鏈，或宣布了相關的計劃。對於許多高增長項目來說，應用鏈的方向是可以預測的。該應用鏈理論預測，每個流行的 Web 3 應用，最終都將擁有自己的區塊鏈。這種趨勢使一些創始人認為，正確的做法是從一开始就將他們的產品構建為應用鏈。我們認為，這種方法可能適用於某些應用，而其他的應用如果在早期建立應用鏈，會使自己步履維艱。

這是我們在聯盟創始人社區中經常討論的主題之一。通過這些討論，我們確定了一些應用鏈可能是最佳方法的場景。此外，我們還確定了需要解決的鴻溝以及優秀創始人的創業機會。

為什么要選擇應用鏈？

應用鏈旨在主執行單個功能或應用，例如遊戲或 DeFi 應用程序。這意味着應用可以使用區塊鏈的全部資源，例如吞吐量、狀態等，而無需和任何其它應用競爭。此外，這種設計選擇允許優化區塊鏈的技術架構、安全參數、吞吐量等以匹配應用的需求。由於通常不可能將其他應用部署到區塊鏈上，因此應用鏈對开發者而言不一定是無需許可的，它們僅對用戶的使用是开放的。從這個角度來看，應用鏈的概念與標准區塊鏈實踐不同，後者的區塊鏈對用戶和开發者都是开放的。

應用鏈類比農村城鎮

智能合約鏈作為城市的概念，有助於解釋創始人在將其應用作為應用鏈啓動時所採取的妥協。以太坊和 Solana 等通用計算鏈就像大都市，它們擁有多樣化的基礎設施來支持不同類型的業務（應用）。這使得通用區塊鏈更受歡迎、更擁擠，通常費用也更昂貴，有時也很繁忙。但這種方式為生態系統中的企業創造了大量流量和機會。

另一方面，應用鏈的行為就像具有單一商業活動的農村城鎮。該城鎮可以制定自己的規則和政策，它不那么擁擠，因此會更便宜，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城鎮。

該類比還擴展到描述兩種場景之間的安全性差異。大城市人口更多、更富裕、更強大，城市裏的所有企業都有共同的興趣，即擁有一個安全可靠的城市。這些因素使大城市更難攻擊（即更安全）。另一方面，鄉村小鎮的安全性與其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。

在這兩種模式的中間是特定行業的區塊鏈，它們支持部分但不是所有的業務（例如 DeFi 或遊戲）。特定行業的區塊鏈相當於郊區城市，它們比農村城鎮更受歡迎、更安全，但繁榮程度不及大都市。

通用計算鏈、應用鏈和行業鏈提供了所需的多樣性，它們可以共存並滿足不同的需求。重要的是要認識到，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。

本文的第一部分討論了應用鏈的主題以及何時使用應用鏈，第二部分介紹了該領域中存在的創業機會，最後一部分則比較了不同的應用鏈實現方法。

應用為什么要使用一條應用鏈？

正如我們在過去幾年中看到的那樣，項目方可以出於各種原因啓動應用鏈。在本節中，我們將討論構建應用鏈可能的最佳常見場景。

生態系統要求

Cosmos 和 Polkadot 等生態系統上的應用構建者基本上需要將其應用構建為應用鏈。兩種協議都專注於構建互連區塊鏈的生態系統。兩個生態中的主鏈都沒有實現支持智能合約的執行引擎。因此，要構建任何應用，可能的方法是構建應用鏈或使用實現通用計算執行引擎的區塊鏈。

在 Cosmos 生態系統中，實現智能合約執行引擎的生態鏈示例，包括 Evmos (EVM 兼容）和 Juno（CosmWasm 智能合約）。這些通用 Cosmos zone 中的每一個都有多個 DeFi 和 NFT 應用。而其它的應用則會選擇構建其優化的應用鏈，例子包括 Osmosis (AMM DEX)、Mars hub（借貸）以及 Secret（隱私）。

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

應用要求

構建應用鏈的另一種情況是，當通用計算鏈無法滿足應用程序的吞吐量要求或費用要求時，這將是最好的方法。在無許可的 Web 3 環境中實現 Web 2 級別性能的應用，應考慮將應用鏈作為第一個實現選項。而遊戲是此類應用的最佳示例。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，這些交易應該是免費的或費用可以忽略不計的。而使用通用計算鏈無法滿足這些要求，遊戲需要啓動專用的應用鏈，一些例子包括：

1. Axie Infinity 遊戲在 Ronin 側鏈上推出；

2. Sorare 以 StarkEx L2 的形式推出的夢幻足球遊戲；

除遊戲外，訂單簿 DEX 等 DeFi 協議通常需要高吞吐量才能為專業交易員提供卓越的用戶體驗。DeFi 衍生品交易所 dYdX 就是一個已知的例子。dYdX 協議目前每秒處理約 1000 個訂單，其所需的區塊鏈吞吐量應超過 1000 TPS。因此，dYdX 的 V3 版本是基於 StarkEx 技術的專用以太坊 rollup 推出的。隨着 dYdX 協議計劃進一步擴展（需要更高的吞吐量），它正在轉向不同的應用鏈實現，其此前已宣布 V4 版本將使用專用的 Cosmos 應用鏈。

添加技術功能

如果應用程序需要用到 L1 鏈上沒有的特定技術，則可採取的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。類似隱私支付/交易等注重隱私的應用，需要 zk 證明作為構建塊。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。採用這種方案的例子包括 Aztec，其在以太坊上推出了 L2，類似的例子，包括 Cosmos 生態系統中的 Secret 應用鏈。

提高應用經濟性

當一個團隊將他們的應用構建為 L1 區塊鏈上的智能合約時，該應用的用戶需要支付兩種費用：應用的費用以及 gas 的費用。應用的費用，例如有DEX的交易費用或借貸協議的利差（本質上就是應用的收入來源）。該收入通常用於激勵應用參與者發展應用程序社區並加速應用的採用。

另一方面，應用的用戶向 L1 的驗證者支付 gas 費用，以確保他們的交易被納入區塊鏈。Gas 費用是應用用戶的开銷，這會降低用戶體驗。Gas 費對應用的經濟性沒有貢獻，並且代表從應用中提取並以租金形式支付給托管 L1 的經濟價值損失。雖然這種租金對於確保應用的安全性而言至關重要，但如果這種經濟價值留在應用的經濟系統中，以獎勵應用參與者，則會出現更為理想的情況。而應用鏈就支持這種場景，可以控制應用鏈的 gas 費用及其分配來獎勵應用的參與者。Yuga Labs 將無聊猿（BAYC) 生態作為一條獨立的鏈分離出來，就是這種情況的最好例子。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的費用，如果應用繼續托管在以太坊上，該社區就需要繼續向以太坊網絡支付大量費用，而遷移到他們自己的 ApeChain，可以將這些費用保留在 BAYC 的經濟系統中。

為什么不應該建立一條應用鏈

盡管應用鏈有幾個優點，但我們也需要考慮一些風險。主要的風險是構建應用鏈要比开發智能合約復雜得多，它需要开發與應用的核心業務無關的基礎設施。此外，應用鏈在可組合性和安全性上要弱於通用的智能合約鏈。

安全保證

智能合約應用是從底層 L1 獲取安全性，正如前面在大都市類比中所討論的，由於 L1 支持多種應用，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，更難去攻擊。此外，L1 的安全保證獨立於特定應用的採用。

而在應用鏈中，安全性在很大程度上取決於應用的採用以及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，驗證者獎勵通常以應用 token 計價。驗證者必須質押原生通證，並運行具有高正常運行時間要求的復雜基礎設施才能參與網絡，此外，驗證獎勵需要高於驗證着承擔的運營成本和代幣風險。該模型的一些問題包括：

1. 質押風險可能會使吸引專業驗證者加入網絡變得復雜，反而會吸引業余驗證者，這可能會危及網絡安全和正常運行時間。

2. 驗證器獎勵對代幣價格的依賴，增加了應用开發人員的壓力，迫使他們要么採用高通脹的代幣經濟，要么使用不可持續的遊戲化代幣經濟。

3. 如果應用採用率低且代幣價格低，則網絡的安全性會變弱，這使得惡意方能夠獲得足夠的權益以低成本攻擊網絡。

成本和團隊時間

啓動應用鏈會附帶一長串需要構建的基礎架構以及與驗證者協調的活動。在基礎架構方面，需要公共 RPC 節點以允許錢包和用戶與區塊鏈進行交互。此外，還需要數據分析基礎設施，包括區塊鏈瀏覽器和存檔節點，以允許用戶查看其活動，還需要諸如網絡監控和驗證器信息之類的服務，總而言之，啓動應用鏈所需的基礎架構清單很長，需要大量的成本和工程時間。也就是說，應用工程團隊需要解決大量與應用邏輯無關的任務。此外，維護區塊鏈需要與驗證者進行溝通，以安排網絡升級或響應漏洞和網絡停機時間。也就是說，治理和社區管理還需要佔用應用團隊的大量資源。

通常來說，構建應用鏈將需要更大的團隊，並會增加初創公司負擔不起的成本（尤其是在早期階段）。從核心應用邏輯上分散注意力，可能會成為應用快速適應並實現產品市場契合度的障礙。

缺乏可組合性

基於智能合約鏈構建應用程序的主要優點之一是原子可組合性。應用程序之間可以相互構建，用戶可以在同一交易中與多個協議無縫交互。其中的示例包括智能 DEX 路由，用戶可以通過不同的 AMM 進行單筆交易以實現最佳的價格。另一個例子是閃電貸，在此交易中可以從借貸協議中借入交易，並在償還貸款之前對 AMM 進行套利交易。這些相互作用可以在同一筆交易中發生。原子可組合性是 Web 3 應用中的獨特功能，可實現有趣的行為和商機。

而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。應用程序之間的交互需要通過跨鏈傳遞，這需要幾個步驟，不能原子地完成。當然，這種缺乏原子可組合性，也會吸引一些有趣的初創公司來解決這個問題。

跨鏈風險

應用鏈的另一個問題是跨鏈資產的風險會增加。具體而言，DeFi 應用需要跨鏈多種資產，例如 BTC、ETH 和穩定幣。而跨鏈會降低用戶體驗並帶來更大的風險。跨鏈橋也是經常被黑客攻擊的目標，如果跨鏈橋遭到攻擊，可能會使相關的 DeFi 應用產生壞账。對於可能無法吸引信譽良好且資金充足的跨鏈橋的應用鏈而言，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。

應用鏈創業公司機會

應用鏈生態存在的挑战，也為創業企業提供了一些機會。在這裏，我們討論了很多此類機會。我們鼓勵致力於或有興趣構建這些解決方案的創始人伸出援手。

1、高性能 DeFi 協議

旨在與 Web 2 性能競爭的 DeFi 協議，需要作為應用鏈來實施。中央限制訂單（CLOB）交易所是這方面的首選，dYdX 开創了這一趨勢，我們預計現貨和大宗商品交易所將作為應用鏈構建，以從低費用和低延遲中受益。這裏的關鍵推動器可以使用可自定義的技術堆棧，該堆棧可以調整為 DEFI 協議需求。

2、應用鏈遊戲引擎

限制性能受限應用（例如遊戲）採用 appchain 的差距之一是實現選項有限。在這方面，StarkEx 是一個受歡迎的選擇。我們希望看到一些初創公司能夠構建新的高效架構，為鏈上遊戲實現 10 萬 + 的 TPS。

3、用於定制、部署和維護側鏈和 L2 的开發者工具

使用適當的架構啓動側鏈或 rollup 以支持特定應用是一項復雜的任務。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（AI）的應用鏈

與零知識證明類似，人工智能（AI）是一種計算密集型的變革性技術。因此，支持 AI 的應用不能構建在鏈上。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 應用的訪問。考慮構建運行經過訓練的 AI 模型的應用，例如 Dall-e 或 GPT3，然後對公衆开放使用。

5、可組合性解決方案抽象跨鏈通信

應用鏈中缺乏原子可組合性，為初創公司創造了抽象跨鏈消息傳遞並創建感知可組合性的機會。這裏的想法包括：

1. 用戶前端在後臺執行跨鏈功能，例如 IBC 傳輸或 LayerZero 消息傳遞，並創造出幾個應用鏈以可組合的方式工作的錯覺。想想跨鏈版 zapper。

2. 通過多方計算 (MPC) 實現安全多鏈账戶的錢包，並通過在多條鏈上執行同時交易來本地處理跨鏈活動。一個示例用例是跨鏈套利。

6、跨鏈 DeFi 協議

盡管應用鏈在吞吐量方面具有多項優勢，但它們也會導致流動性碎片化，從而導致滑點增加，以及用戶體驗的下降。跨鏈 DeFi 協議能夠自動在不同的鏈之間分割交易，以獲得更好的定價，這將擁有更好的用戶體驗以及更大的客戶群。

7、EVM 和非 EVM 鏈之間無需信任的跨鏈消息傳遞

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

可以使用實現跨鏈安全性的產品，來緩解應用鏈的安全挑战。與 PoW 鏈的合並挖礦類似，我們設想可以允許在不相關的 PoS 鏈之間共享安全性的方法，例如，驗證者質押 ETH 而不是原生應用鏈代幣來保護應用鏈。流動質押協議可能會在這方面起到重要作用。

應用鏈實施

應用鏈可以通過多種方式實現，其復雜性和安全性各不相同。本節簡要比較了一些有助於實現應用鏈的選項。

1、Cosmsos Zone

Cosmos 是第一個設想多個互連區塊鏈世界的生態。基於這一愿景，Cosmos 發展的重點是標准化和簡化啓動可相互連接的專用鏈的過程。這項工作產生了 Cosmos SDK，它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，但也允許开發者使用其他的共識機制。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，至今，Cosmos 生態系統已發展到超過 45 個 Zone，它們由 700 多個 IBC 中繼器相互連接。這些 Cosmos Zone 中的很多都服務於單一目的的應用鏈。而其中最大的 Cosmos Zone 之一 Osmosis，它是一個實現實現 AMM DEX 的應用鏈。

Cosmos 最初採用的是隔離安全的理念，即每個 Zone 負責自己的安全。這意味着每個 Zone 都需要招募一個驗證器集來運行網絡，並用 zone 的原生代幣獎勵這個驗證器集。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 通過鏈間安全（ICS）模塊從 Cosmos hub 招募安保者。

2、Polkadot 平行鏈

與 Cosmos 類似，Polkadot 也培育了一個多鏈生態系統。Polkadot 生態系統中的鏈稱為平行鏈，它們可以使用 Substrate SDK 啓動。Polkadot 和 Cosmos 之間的主要區別在於，Polkadot 從一开始就採用共享安全的方案，因此所有平行鏈與 Polkadot 主鏈（稱為中繼鏈）共享安全性。Polkadot 中繼鏈的主要功能，是為平行鏈提供共識和安全。因此，中繼鏈不能實現智能合約功能。由於共享的安全保障，Polkadot 生態不允許未經許可創建平行鏈。相反，平行鏈需要有插槽，它會拍賣給想要構建自定義鏈的开發人員。競標者必須鎖定 DOT，以確保獲得平行鏈插槽。截至目前，共有 27 條獲得拍賣插槽的平行鏈。

Polkadot 上的不同平行鏈可以通過跨共識消息傳遞（XCM）協議進行通信，XCM 通信的實施正在進行中，目前功能正常，但需要將消息數據存儲到中繼鏈。

3、Avalanche 子網

Avalanche 的子網實現與 Cosmos 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。子網需要招募自己的驗證者。然而，除了驗證專用子網外，這些驗證者還需要同時驗證 Avalanche 主網。雖然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壁壘。

目前，Avalanche 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跨鏈橋。而 Avalanche 團隊正在努力添加這項功能，以增加子網的使用。

4、以太坊 L2

在以太坊中，“應用鏈”一詞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，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鏈堆棧。L2 是僅執行事務執行和排序的 rollup 或 validium。對於 rollup，共識和數據可用性由以太坊 L1 提供。而對於 validium，L1 僅提供共識，數據是存儲在鏈外的。使用此架構的示例包括 Sorare 和 Immutable X。

而另一種方法側鏈，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。側鏈通常通過一組驗證者進行驗證的跨鏈橋連接到以太坊。已知採用側鏈方案最知名的應用鏈例子是支持 Axie Infinity 遊戲的 Ronin 側鏈。

與所有其他方法相比，L2 實現方法的主要優勢在於其優越的安全保證。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，它們仍然可以實現非常高的吞吐量以及微不足道的費用。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 與 L1 之間的可組合性會更加困難。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。盡管有一些技術可以在不經過 L1 的情況下在 rollup 之間無需信任地傳輸資產，但這些技術需要大量延遲，而 DeFi 等應用無法容忍這些延遲。這就是為什么 DeFi 協議會使用 Optimism 和 Arbitrum 等通用 L2 作為擴容機制，而不是特定於應用的 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 應用鏈的相對簡單性相比，在以太坊上啓動特定於應用的 L2 則沒有標准框架。然而，隨着以太坊在其以 rollup 為中心的路线圖中走得更遠，這在未來可能會發生一些變化。

結論

應用鏈理論正在獲得牽引力，但它正朝着與最初設想不同的方向發展。Cosmos、Polkadot、Avalanche 和以太坊上的應用鏈實現正在融合到一種共享安全方法，但存在一些細微差異。有了共享安全性，應用鏈實際上不需要共識機制。相反，應用可以只使用專用的執行環境，該環境為應用程序提供服務，並使用 L1 實現共識和數據可用性。該執行環境可以是遵循模塊化區塊鏈方法的 rollup 或獨立執行層。

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