一文详解应用链领域的风险与机遇

分析

作者:Mohamed Fouda

来源:medium

在过去的一年里,一些备受瞩目的应用程序已经推出了自己的特定于应用程序的链,或者宣布计划在未来推出。对于许多高增长项目来说,应用链发展方向是可以预见的。应用链理论预测,每个流行的Web 3应用程序最终都会有自己的区块链。这种趋势让一些创始人认为,正确的做法是从一开始就将产品设计成应用链。我们认为,这种方法可能适用于某些应用程序。有些应用如果在早期就投资建设应用链,将会搬起石头砸自己的脚。

这是我们在Alliance创始人社区中经常讨论的话题之一。从这些讨论中,我们已经确定了一些应用链可以成为最佳方案的场景。此外,我们还发现了需要填补的空白,以及为强大的创始人提供的创业机会。

为什么要构建应用链?

应用链被设计成主要执行单一功能或应用程序,例如游戏或DeFi应用程序。这意味着应用程序可以使用链上的全部资源,例如吞吐量、状态等,而不会受到任何其他应用的竞争。此外,这种设计选择能够优化链的技术架构、安全参数、吞吐量等,以匹配应用需求。由于通常不可能将其他应用程序部署到链上,所以应用链对开发人员来说不一定是无需许可的,它们只对使用它的用户是无需许可的。应用链的概念背离了标准区块链,标准区块链对用户和开发人员都是开放的。

将应用视为农村城镇

将智能合约链视为城市的概念有助于解释创始人在以应用链的形式推出应用程序时做出的妥协。像以太坊和Solana这样的通用计算链就像大都市一样。他们有多种多样的基础设施来支持不同类型的业务(应用程序)。这使得通用链更受欢迎,更拥堵,通常更昂贵,有时也更繁忙。但这种受欢迎程度为生态系统中的企业创造了大量的流量和机会。

另一方面,应用链就像只有单一商业活动的农村城镇。城镇可以制定自己的规则和政策。它不那么拥堵,也更便宜,但可能与外部世界的联系不紧密。镇上的每个人都在使用镇上唯一的业务。如果它足够受欢迎和独特,顾客甚至会为了这一特定的业务而来到这个城镇。

这个类比还可以延伸到描述两种场景之间在安全性方面的差异。大城市人口更多,更富有,更强大。拥有一个安全和有保障的城市是这座城市所有企业的共同利益所在。这些因素使大城市更难受到攻击,也就是说,更安全。另一方面,农村城镇的安全与单一产业的知名度和成功紧密相连。如果业务做得好,城镇居民的数量就会增加,城镇就会变得更强大,如果业务不好,人们就会离开,使城镇更不安全,更容易被攻击。

在这两种模式之间的是特定于行业的链。支持部分但非所有业务的链,如DeFi或游戏。特定于行业的链相当于郊区城市,它比农村城镇更受欢迎、更安全,但没有大都市那么繁忙。

通用计算链、应用链和特定于行业的链提供了所需的多样性,可以共存并解决不同的需求。重要的是要认识到哪些用例需要应用链,哪些用例需要在通用计算链或特定于行业的链上构建智能合约。本文的第一部分将讨论应用链理论以及何时使用应用链。第二部分将介绍该领域存在的创业机会。最后一部分将比较不同应用链的部署方法。

什么时候使用应用链?

正如我们在过去几年所看到的,应用链的推出可以出于各种原因。在本节中,我们将讨论构建应用链是最佳选择的最常见场景。

生态系统要求

Cosmos和Polkadot等生态系统上的应用程序构建者基本上都被要求将他们的应用程序构建为应用链。这两个协议都致力于构建由多个相互连接的链组成的生态系统。两个生态系统中的主链都没有实施支持智能合约的执行引擎。因此,要构建任何应用程序,可能的方法要么是构建应用链,要么是使用实施通用计算执行引擎的链。

在Cosmos生态系统中,实施智能合约执行引擎的生态系统链包括Evmos(EVM兼容)和Juno (CosmWasm智能合约)。每个Cosmos Zones都有多个DeFi和NFT应用。其他应用程序选择构建优化的应用链,包括Osmosis(AMM DEX)、Mars hub(借贷)和Secret(隐私)。

在Polkadot生态系统中,通用计算平行链包括Moonbeam (EVM兼容)和Astar (WASM智能合约)。Polkadot上的应用链例子包括PolkaDex(订单簿DEX)、Phala(隐私)和Nodle(物联网网络)。

应用程序要求

构建应用链是最佳方案的另一个场景是,当应用程序的吞吐量要求或费用要求无法由通用计算链满足时。在无需许可的Web 3环境中需要Web 2性能的应用程序应该考虑将应用链作为第一实施方案。游戏应用就是这类应用程序中的最佳例子。大多数交互游戏需要极高的吞吐量来支持用户的游戏交互。此外,这些交易应该是免费的,或者费用可以忽略不计。使用通用计算链无法满足这些要求,需要启动专用的应用链。一些例子包括:

  • Axie Infinity——在Ronin侧链上推出
  • Sorare——一款上线StarkEx L2的梦幻足球游戏

在游戏之外,订单簿交易所等DeFi协议通常需要高吞吐量,才能为专业交易员提供优质的用户体验。一个已知的例子是DeFi衍生品交易所dYdX。目前,dYdX协议每秒处理约1000个订单。所需的链吞吐量应超过1000 TPS。出于这个原因,该协议的V3作为基于StarkEx技术的专用以太坊rollup推出。由于该协议计划进一步扩展,这需要更高的吞吐量,它正在转向不同的应用链部署。该协议宣布将为其V4使用专用的Cosmos链。

添加技术功能

如果应用程序需要一种L1链上没有的特定技术,那么另一种选择是构建一条实现该技术的应用链。最好的例子是零知识证明,如zk-Snarks或zk-Starks。关注隐私的应用程序(如私人支付或私人交易)需要zk证明作为构建区块。然而,生成zk证明需要大量的计算,而且这些计算太昂贵,无法在链上执行。在这种情况下,最好的方法是在应用链上实施所需的技术。这种方案的例子包括Aztec,它是以太坊上维护隐私的支付和交易应用程序。为此,Aztec在以太坊上推出了它的L2。类似的例子还有Cosmos生态系统上的Secret应用链。

改进应用程序经济学

当团队将应用程序构建为L1区块链上的智能合约时,应用程序用户向应用支付两种费用:原生应用程序费用和gas费用。原生应用程序费用,例如交易所的交易费用或借贷协议的价差,本质上是应用程序的收入流。这些收入通常被用作对应用参与者的激励,以发展该应用程序的社区和加速采用。

另一方面,gas费用由应用程序用户支付给L1的验证者,以确保他们的交易被包括在内。Gas费用是应用程序用户的开销,降低了用户体验。gas费用对应用程序的经济没有贡献,代表从应用程序中提取的经济价值损失,并以租金的形式支付给L1。

尽管这种租金对于确保应用程序的安全性是必不可少的,但更理想的情况是这种经济价值保留在应用程序的经济系统中,来奖励应用程序参与者。应用链支持这种场景。应用链的gas费用及其分配可以通过控制来奖励应用程序的参与者。Yuga Labs将Bored Ape Yacht Club (BAYC)生态系统拆分成一条独立的链就是最好的例子。在项目的NFT资产铸造期间,BAYC社区向以太坊网络支付了巨额费用。该社区仍然为这些资产的交易向以太坊网络支付了大量费用。转移到他们的ApeChain将使这些费用留在BAYC的经济体系中。

为什么不构建一条应用链呢

尽管应用链具有诸多优势,但也需要考虑一些风险。主要风险在于,构建应用链要比开发智能合约复杂得多。它需要开发与应用程序核心业务无关的基础设施。此外,应用链增加了安全性和可组合性风险。

安全保障

智能合约应用程序从底层L1中获取安全性。正如前面在大都市类比中所讨论的,由于L1支持多个应用程序,因此保持L1安全是大量L1参与者共同的动机。这使得L1更安全,更难被攻击。此外,L1安全保障与特定应用程序的采用无关。

在应用链中,安全性在很大程度上取决于应用程序的采用和应用程序原生代币的价格。根据部署细节,应用链可以是L2排序器,也可以是独立的PoS验证者。在这两种情况下,验证者激励常常以原生应用代币的形式计价。验证者必须质押原生代币并运行具有高正常运行时间的复杂基础设施才能参与到网络中。验证奖励需要高于运行成本和验证者所承担的代币风险。这种模式的一些问题包括:

  • 质押风险会使吸引专业验证者进入网络变得复杂,反而会吸引业余验证者,这可能会损害网络的安全性和正常运行时间。
  • 验证者奖励对代币价格的依赖增加了应用程序开发者的压力,他们要么使用高的代币通胀,要么使用不可持续的游戏化代币经济。
  • 如果应用程序的采用率较低,代币价格也较低,则网络安全性就会变得很弱,恶意方可以获得足够的股权,低成本攻击网络。

成本和团队时间

推出一条应用链,需要构建大量额外的基础设施,还需要与验证者协调的活动。在基础设施方面,需要公共RPC节点来允许钱包和用户与链进行交互。还需要数据分析基础设施,包括区块资源管理器和归档节点,以使用户能够查看他们的活动。还需要网络监控和验证者信息等服务。所需基础设施很多,需要大量的成本和工程时间。工程团队的相当一部分人将处理与应用程序逻辑无关的任务。此外,维护一条链需要大量的计划和与验证者的沟通,以安排网络升级或应对bug和网络宕机。应用程序团队还需要将大量资源投入治理和社区管理。

一般来说,构建一条应用链需要更大的团队和更高的成本,这是初创公司无法负担的,尤其是在早期阶段。偏离核心应用程序逻辑可能成为应用程序快速适应和实现产品市场适应的障碍。

缺乏可组合性

将应用程序构建为智能合约的主要优势之一是原子可组合性。应用程序可以相互构建在彼此之上,用户可以在同一笔交易中与多个协议无缝交互。这方面的例子包括智能DEX路由器,它可以将单笔交易通过不同的AMM进行路由,以实现最佳定价。另一个例子是闪电贷,即交易可以从借贷协议借入资金,并在偿还贷款之前在AMM上执行交易或套利。这些交互可以在同一笔交易中以原子方式发生。原子可组合性是Web 3应用程序中的一个独特特性,它可以实现有趣的行为和商业机会。应用链缺乏这种原子可组合性,因为每个应用程序都与其他应用程序隔离。应用程序之间的交互需要跨链桥接或消息传递,这需要几个区块,不能以原子方式完成。然而,这种原子可组合性的缺乏可以催生出一些解决该问题的有趣的初创公司。

桥接风险

应用链的另一个问题是桥接资产的风险增加。具体来说,DeFi应用需要桥接多种资产,如BTC、ETH和稳定币。资产的桥接降低了用户体验,并带来更大的风险。跨链桥是最常被攻击的目标,如果跨链桥遭到破坏,使用桥接资产的DeFi应用程序就会产生坏账。对于那些无法吸引到信誉良好、资金充足的跨链桥的应用链来说,风险甚至更高。在这些场景中,应用链可能会求助于使用中心化跨链桥,比如中心化交易所,或者开发自己的跨链桥。

应用链创业机会

应用链生态系统的挑战为初创公司创造了许多机会。本文我们将讨论其中一些。

1、高性能的DeFi协议

旨在与Web 2的性能竞争的DeFi协议需要部署为应用链。中央限价订单簿(CLOB)交易所是这方面的最佳候选者。dYdX衍生品交易所开启了这一趋势,我们预计现货和大宗商品交易所将被构建为应用链,以从低费用和低延迟中受益。这里的关键促成因素是使用可定制的技术堆栈,可以根据DeFi协议的需求进行调整。

2、应用链游戏引擎

限制性能受限应用程序(如游戏)采用应用链的的一个缺陷是有限的实施方案。在这方面,StarkEx是一个受欢迎的选择。我们希望看到初创公司能够构建新的高效架构,为链上游戏支持10万以上的TPS。

3、开发者工具,用于定制、部署和维护侧链和L2

推出具有适当架构的侧链或rollup,以支持特定的应用程序,是一项复杂的任务。一个促进这项任务的开发者平台可以成为一项非常有价值的业务。

4、AI驱动的应用链

与zk证明类似,AI是变革性技术,也是计算密集型的。因此,人工智能驱动的应用程序不能在链上构建。有许多成功的web 2 AI产品都需要用户支付大量的订阅费用。AI应用程序可以通过应用链向公众开放。可以考虑构建运行训练有素的AI模型的应用程序,例如对公众开放的Dall-E或GPT3,它们对公众开放使用。

5、抽象出跨链通信的可组合性解决方案

应用链中缺乏原子可组合性,这为初创公司提供了抽象出跨链信息传递并创建可组合性的机会。

  • 在底层执行跨链功能的用户前端,例如,IBC传输或LayerZero信息传递,并造成多个应用链以可组合的方式运作的假象。
  • 通过多方计算(MPC)实现安全多链账户钱包,并通过在多条链上同时执行交易来原生处理跨链活动,比如跨链套利。

6、跨链DeFi协议

尽管应用链在吞吐量方面有一些优势,但它们也会导致流动性分散,从而导致更大的滑点和更糟糕的用户体验。跨链DeFi协议自动在不同的链之间划分交易,从而获得更好的定价,将有更好的用户体验和更大的客户群。

7、EVM和非EVM链之间去信任的跨链信息传递

提高可组合性的一种可能方法是构建通用的去信任跨链信息传递协议,可以连接EVM L2、Cosmos Zones、Polkadot平行链等。这样的产品可以取代每年促进数十亿美元的交易量的现有的跨链桥。

8、实现跨链安全共享

应用链的安全挑战可以通过支持跨链安全的产品来缓解。类似于PoW链的合并挖矿,我们设想的方法可以允许在不相关的PoS链之间共享安全,例如,验证者质押ETH而不是原生应用链代币来保护应用链。流动质押协议可能在这一体制中发挥重要作用。

应用链部署

应用链可以通过多种方式部署,其复杂性和安全性各不相同。本节简要比较了几种有利于应用链部署的方案。

Cosmsos Zones

Cosmos是第一个设想多个互联区块链世界的生态系统。基于这一愿景,Cosmos的发展专注于将启动可相互连接的专用链的过程标准化和简化。这项工作产生了Cosmos SDK,这是一个定制和开发区块链的模块化框架。Cosmos SDK的建立是为了默认支持Tendermint共识机制,但也允许使用其他共识机制。Cosmos SDK后来通过添加IBC模块进行了改进,IBC模块允许基于Tendermint的链之间进行去信任通信。这些链中的每一个都被称为一个Zone。Cosmos生态系统已经发展到超过45个Zone,由700多个IBC中继器相互连接。许多这样的Cosmos Zone都是服务于单一目的的应用链。最大的Cosmos Zones之一Osmosis是一条部署AMM DEX的应用链。

Cosmos最初采用了隔离安全的理念,即每个Zone负责自己的安全。每个Zone需要招募一个验证者集来运行网络,并用该Zone的原生代币奖励这个验证者集。尽管这种方法很灵活,但它增加了应用链构建者的进入门槛,转移了其吸引和招募验证者的重点。因此,Cosmos正在实施一项变革,允许较小的Zone通过链间安全模块从Cosmos Hub吸收安全性。

Polkadot平行链

与Cosmos类似,Polkadot培育了一个多链生态系统。Polkadot生态系统中的链被称为平行链,它们可以使用Substrate SDK启动。Polkadot和Cosmos的主要区别在于,Polkadot从一开始就认同共享安全的愿景。所有的平行链都与被称为中继链的Polkadot主链共享安全。中继链的主要功能是为平行链提供共识和安全。因此,中继链不实现智能合约功能。由于共享安全保障,Polkadot生态系统不允许平行链在未经允许的情况下启动。相反,平行链插槽被拍卖给那些想要构建自定义链的开发者。竞标者必须锁定DOT,以获得平行链插槽。到目前为止,已经有27个平行链被拍卖。

Polkadot上的不同平行链可以通过跨共识信息传递(XCM)格式进行通信。XCM通信的实现正在进行中,目前功能正常,但需要将信息传递数据存储到中继链。

Avalanche子网

Avalanche的子网部署与Cosmos的方法非常相似。开发者可以启动自己的子网,每个子网可以支持多条链。子网需要招募它们自己的验证者。然而,除了验证专用子网之外,这些验证者还需要验证Avalanche的主网络。尽管这一要求增加了主网的安全性,但与Cosmos相比,它增加了专用子网的准入门槛。

目前,子网生态系统不支持原生子网间通信,子网必须自己开发网桥。不过,Avalanche团队正在努力添加这一功能,以增加子网的采用。

以太坊L2

在以太坊中,术语“应用链”可能并不总是准确地描述需要专用环境的应用程序。在以太坊中,这样的应用程序既可以部署为专用的L2,也可以部署为侧链。L2部署不能称为应用链,因为它没有实现完整的链栈。L2s要么是rollup,要么是validium,它们只实现交易的执行和排序。对于rollup,共识和数据可用性由以太坊L1提供。对于validium,L1只提供共识,数据存储在链下。使用此架构的应用实例包括Sorare和Immutable X。

另一种方法,即侧链,需要启动一个独立的区块链,该区块链由少量验证者验证,以实现高吞吐量。侧链通过跨链桥桥接到以太坊,通常由同一组验证者进行验证。支持Axie Infinity游戏的Ronin侧链便是一个典型的例子。

与所有其他方法相比,L2部署方法的主要优势在于它更好的安全保证。L2通过zk证明或欺诈证明从以太坊L1继承安全性。尽管如此,他们仍然可以实现非常高的吞吐量和微不足道的费用。这些要求非常适合游戏应用程序的需求。L2方法的主要缺点是,L2之间或L2和L1之间的可组合性更难实现。在不同的rollup之间快速转移资产通常需要像LayerZero这样的第三方提供商。尽管有一些技术可以在不通过L1的情况下在rollup之间去信任地转移资产,但是这些技术需要显著的延迟,例如DeFi应用程序不能容忍的延迟。这就是为什么DeFi协议使用通用L2(如Optimism和Arbitrum)作为扩展机制,而不是特定于应用程序的L2。

使用L2方法的另一个挑战是部署的复杂性,与使用Cosmos SDk启动Cosmos应用链的相对简单相比,在以太坊上启动特定于应用程序的L2没有标准的指南。然而,随着以太坊在以rollup为中心的路线图中走得更远,这种情况在未来可能会改变。

结语

应用链理论正在获得吸引力,但发展方向与最初的设想不同。Cosmos、Polkadot、Avalanche和以太坊上的应用链部署趋同于共享安全的方案,只是略有不同。有了共享安全,应用链并不真正需要共识机制。相反,应用程序可以只使用为应用程序服务的专用执行环境,该环境使用L1来实现共识和数据可用性。该执行环境可以是一个rollup,也可以是遵循模块化区块链方案的独立执行层。

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