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一文详谈 Cosmos 、Polkadot 等应用链的风险与机遇

  • 元宇宙之道
  • 2022年9月26日05时


注:原文作者是 Volt Capital 合伙人 Mohamed Fouda,文章由 DeFi 之道翻译编辑。


在过去的一年中,一些备受瞩目的应用已启动了自己的特定应用链,或宣布了相关的计划。对于许多高增长项目来说,应用链的方向是可以预测的。该应用链理论预测,每个流行的 Web 3 应用,最终都将拥有自己的区块链。这种趋势使一些创始人认为,正确的做法是从一开始就将他们的产品构建为应用链。我们认为,这种方法可能适用于某些应用,而其他的应用如果在早期建立应用链,会使自己步履维艰。


这是我们在联盟创始人社区中经常讨论的主题之一。通过这些讨论,我们确定了一些应用链可能是最佳方法的场景。此外,我们还确定了需要解决的鸿沟以及优秀创始人的创业机会。



为什么要选择应用链?


应用链旨在主执行单个功能或应用,例如游戏或 DeFi 应用程序。这意味着应用可以使用区块链的全部资源,例如吞吐量、状态等,而无需和任何其它应用竞争。此外,这种设计选择允许优化区块链的技术架构、安全参数、吞吐量等以匹配应用的需求。由于通常不可能将其他应用部署到区块链上,因此应用链对开发者而言不一定是无需许可的,它们仅对用户的使用是开放的。从这个角度来看,应用链的概念与标准区块链实践不同,后者的区块链对用户和开发者都是开放的。


应用链类比农村城镇


智能合约链作为城市的概念,有助于解释创始人在将其应用作为应用链启动时所采取的妥协。以太坊和 Solana 等通用计算链就像大都市,它们拥有多样化的基础设施来支持不同类型的业务(应用)。这使得通用区块链更受欢迎、更拥挤,通常费用也更昂贵,有时也很繁忙。但这种方式为生态系统中的企业创造了大量流量和机会。


另一方面,应用链的行为就像具有单一商业活动的农村城镇。该城镇可以制定自己的规则和政策,它不那么拥挤,因此会更便宜,但可能与外部世界没有很好的联系。镇上的每个人都使用镇上的单一业务,如果它足够受欢迎且足够独特,客户甚至可能会为了这项特定业务而来到这个城镇。


该类比还扩展到描述两种场景之间的安全性差异。大城市人口更多、更富裕、更强大,城市里的所有企业都有共同的兴趣,即拥有一个安全可靠的城市。这些因素使大城市更难攻击(即更安全)。另一方面,乡村小镇的安全性与其单一业务的受欢迎程度和成功紧密相关。如果生意做得好,城镇居民的数量就会增加,城镇会变得更强大,如果生意不好,人们就会离开,这会使城镇的安全性降低,更容易受到攻击。


在这两种模式的中间是特定行业的区块链,它们支持部分但不是所有的业务(例如 DeFi 或游戏)。特定行业的区块链相当于郊区城市,它们比农村城镇更受欢迎、更安全,但繁荣程度不及大都市。



通用计算链、应用链和行业链提供了所需的多样性,它们可以共存并满足不同的需求。重要的是要认识到,哪些用例需要应用链,而不是在通用计算链或行业链上构建智能合约。


本文的第一部分讨论了应用链的主题以及何时使用应用链,第二部分介绍了该领域中存在的创业机会,最后一部分则比较了不同的应用链实现方法。


应用为什么要使用一条应用链?


正如我们在过去几年中看到的那样,项目方可以出于各种原因启动应用链。在本节中,我们将讨论构建应用链可能的最佳常见场景。


生态系统要求


Cosmos 和 Polkadot 等生态系统上的应用构建者基本上需要将其应用构建为应用链。两种协议都专注于构建互连区块链的生态系统。两个生态中的主链都没有实现支持智能合约的执行引擎。因此,要构建任何应用,可能的方法是构建应用链或使用实现通用计算执行引擎的区块链。


在 Cosmos 生态系统中,实现智能合约执行引擎的生态链示例,包括 Evmos (EVM 兼容)和 Juno(CosmWasm 智能合约)。这些通用 Cosmos zone 中的每一个都有多个 DeFi 和 NFT 应用。而其它的应用则会选择构建其优化的应用链,例子包括 Osmosis (AMM DEX)、Mars hub(借贷)以及 Secret(隐私)。


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


应用要求


构建应用链的另一种情况是,当通用计算链无法满足应用程序的吞吐量要求或费用要求时,这将是最好的方法。在无许可的 Web 3 环境中实现 Web 2 级别性能的应用,应考虑将应用链作为第一个实现选项。而游戏是此类应用的最佳示例。大多数互动游戏都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费用可以忽略不计的。而使用通用计算链无法满足这些要求,游戏需要启动专用的应用链,一些例子包括:


  1. Axie Infinity 游戏在 Ronin 侧链上推出;

  2. Sorare 以 StarkEx L2 的形式推出的梦幻足球游戏;


除游戏外,订单簿 DEX 等 DeFi 协议通常需要高吞吐量才能为专业交易员提供卓越的用户体验。DeFi 衍生品交易所 dYdX 就是一个已知的例子。dYdX 协议目前每秒处理约 1000 个订单,其所需的区块链吞吐量应超过 1000 TPS。因此,dYdX 的 V3 版本是基于 StarkEx 技术的专用以太坊 rollup 推出的。随着 dYdX 协议计划进一步扩展(需要更高的吞吐量),它正在转向不同的应用链实现,其此前已宣布 V4 版本将使用专用的 Cosmos 应用链。


添加技术功能


如果应用程序需要用到 L1 链上没有的特定技术,则可采取的另一种方法是构建一个实现该技术的应用链。最好的例子是零知识证明,例如 zk-Snarks 或 zk-Starks。类似隐私支付/交易等注重隐私的应用,需要 zk 证明作为构建块。然而,生成 zk 证明是计算密集型的,并且这些计算太昂贵而无法在链上执行。在这种情况下,最好的方法是在应用链上实现所需的技术。采用这种方案的例子包括 Aztec,其在以太坊上推出了 L2,类似的例子,包括 Cosmos 生态系统中的 Secret 应用链。


提高应用经济性


当一个团队将他们的应用构建为 L1 区块链上的智能合约时,该应用的用户需要支付两种费用:应用的费用以及 gas 的费用。应用的费用,例如有DEX的交易费用或借贷协议的利差(本质上就是应用的收入来源)。该收入通常用于激励应用参与者发展应用程序社区并加速应用的采用。


另一方面,应用的用户向 L1 的验证者支付 gas 费用,以确保他们的交易被纳入区块链。Gas 费用是应用用户的开销,这会降低用户体验。Gas 费对应用的经济性没有贡献,并且代表从应用中提取并以租金形式支付给托管 L1 的经济价值损失。虽然这种租金对于确保应用的安全性而言至关重要,但如果这种经济价值留在应用的经济系统中,以奖励应用参与者,则会出现更为理想的情况。而应用链就支持这种场景,可以控制应用链的 gas 费用及其分配来奖励应用的参与者。Yuga Labs 将无聊猿(BAYC) 生态作为一条独立的链分离出来,就是这种情况的最好例子。BAYC 社区在项目 NFT 资产的铸造期间向以太坊网络支付了巨额的费用,如果应用继续托管在以太坊上,该社区就需要继续向以太坊网络支付大量费用,而迁移到他们自己的 ApeChain,可以将这些费用保留在 BAYC 的经济系统中。


为什么不应该建立一条应用链


尽管应用链有几个优点,但我们也需要考虑一些风险。主要的风险是构建应用链要比开发智能合约复杂得多,它需要开发与应用的核心业务无关的基础设施。此外,应用链在可组合性和安全性上要弱于通用的智能合约链。


安全保证


智能合约应用是从底层 L1 获取安全性,正如前面在大都市类比中所讨论的,由于 L1 支持多种应用,因此保持 L1 安全的动机在大量 L1 参与者之间共享。这使得 L1 更安全,更难去攻击。此外,L1 的安全保证独立于特定应用的采用。


而在应用链中,安全性在很大程度上取决于应用的采用以及应用原生代币的价格。根据实施细节,应用链可以是 L2 排序器或独立的 PoS 验证器。在这两种情况下,验证者奖励通常以应用 token 计价。验证者必须质押原生通证,并运行具有高正常运行时间要求的复杂基础设施才能参与网络,此外,验证奖励需要高于验证着承担的运营成本和代币风险。该模型的一些问题包括:


  1. 质押风险可能会使吸引专业验证者加入网络变得复杂,反而会吸引业余验证者,这可能会危及网络安全和正常运行时间。

  2. 验证器奖励对代币价格的依赖,增加了应用开发人员的压力,迫使他们要么采用高通胀的代币经济,要么使用不可持续的游戏化代币经济。

  3. 如果应用采用率低且代币价格低,则网络的安全性会变弱,这使得恶意方能够获得足够的权益以低成本攻击网络。

成本和团队时间


启动应用链会附带一长串需要构建的基础架构以及与验证者协调的活动。在基础架构方面,需要公共 RPC 节点以允许钱包和用户与区块链进行交互。此外,还需要数据分析基础设施,包括区块链浏览器和存档节点,以允许用户查看其活动,还需要诸如网络监控和验证器信息之类的服务,总而言之,启动应用链所需的基础架构清单很长,需要大量的成本和工程时间。也就是说,应用工程团队需要解决大量与应用逻辑无关的任务。此外,维护区块链需要与验证者进行沟通,以安排网络升级或响应漏洞和网络停机时间。也就是说,治理和社区管理还需要占用应用团队的大量资源。


通常来说,构建应用链将需要更大的团队,并会增加初创公司负担不起的成本(尤其是在早期阶段)。从核心应用逻辑上分散注意力,可能会成为应用快速适应并实现产品市场契合度的障碍。


缺乏可组合性


基于智能合约链构建应用程序的主要优点之一是原子可组合性。应用程序之间可以相互构建,用户可以在同一交易中与多个协议无缝交互。其中的示例包括智能 DEX 路由,用户可以通过不同的 AMM 进行单笔交易以实现最佳的价格。另一个例子是闪电贷,在此交易中可以从借贷协议中借入交易,并在偿还贷款之前对 AMM 进行套利交易。这些相互作用可以在同一笔交易中发生。原子可组合性是 Web 3 应用中的独特功能,可实现有趣的行为和商机。


而应用链缺乏这种原子可组合性,因为每个应用都与其他应用隔离。应用程序之间的交互需要通过跨链传递,这需要几个步骤,不能原子地完成。当然,这种缺乏原子可组合性,也会吸引一些有趣的初创公司来解决这个问题。


跨链风险


应用链的另一个问题是跨链资产的风险会增加。具体而言,DeFi 应用需要跨链多种资产,例如 BTC、ETH 和稳定币。而跨链会降低用户体验并带来更大的风险。跨链桥也是经常被黑客攻击的目标,如果跨链桥遭到攻击,可能会使相关的 DeFi 应用产生坏账。对于可能无法吸引信誉良好且资金充足的跨链桥的应用链而言,风险甚至更高。在这些情况下,应用链可能会求助于中心化的跨链桥,例如中心化交易所或开发自己的跨链桥。


应用链创业公司机会


应用链生态存在的挑战,也为创业企业提供了一些机会。在这里,我们讨论了很多此类机会。我们鼓励致力于或有兴趣构建这些解决方案的创始人伸出援手。


1、高性能 DeFi 协议


旨在与 Web 2 性能竞争的 DeFi 协议,需要作为应用链来实施。中央限制订单(CLOB)交易所是这方面的首选,dYdX 开创了这一趋势,我们预计现货和大宗商品交易所将作为应用链构建,以从低费用和低延迟中受益。这里的关键推动器可以使用可自定义的技术堆栈,该堆栈可以调整为 DEFI 协议需求。


2、应用链游戏引擎


限制性能受限应用(例如游戏)采用 appchain 的差距之一是实现选项有限。在这方面,StarkEx 是一个受欢迎的选择。我们希望看到一些初创公司能够构建新的高效架构,为链上游戏实现 10 万 + 的 TPS。


3、用于定制、部署和维护侧链和 L2 的开发者工具


使用适当的架构启动侧链或 rollup 以支持特定应用是一项复杂的任务。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,想想应用链的 Alchemy。


4、支持人工智能(AI)的应用链


与零知识证明类似,人工智能(AI)是一种计算密集型的变革性技术。因此,支持 AI 的应用不能构建在链上。有许多成功的 Web 2 AI 产品需要用户支付大量订阅费用。可以使用应用链向公众开放对 AI 应用的访问。考虑构建运行经过训练的 AI 模型的应用,例如 Dall-e 或 GPT3,然后对公众开放使用。


5、可组合性解决方案抽象跨链通信


应用链中缺乏原子可组合性,为初创公司创造了抽象跨链消息传递并创建感知可组合性的机会。这里的想法包括:


  1. 用户前端在后台执行跨链功能,例如 IBC 传输或 LayerZero 消息传递,并创造出几个应用链以可组合的方式工作的错觉。想想跨链版 zapper。

  2. 通过多方计算 (MPC) 实现安全多链账户的钱包,并通过在多条链上执行同时交易来本地处理跨链活动。一个示例用例是跨链套利。

6、跨链 DeFi 协议


尽管应用链在吞吐量方面具有多项优势,但它们也会导致流动性碎片化,从而导致滑点增加,以及用户体验的下降。跨链 DeFi 协议能够自动在不同的链之间分割交易,以获得更好的定价,这将拥有更好的用户体验以及更大的客户群。


7、EVM 和非 EVM 链之间无需信任的跨链消息传递


应用链实现分为 Cosmos、Polkadot 和 EVM L2。提高可组合性的一种可能方法,是构建通用的去信任跨链消息传递协议,该协议可以连接 EVM L2、Cosmos zone、Polkadot 平行链等。这样的产品可以取代现有的跨链桥,并促进每年数十亿美元的交易量。


8、开启跨链安全共享


可以使用实现跨链安全性的产品,来缓解应用链的安全挑战。与 PoW 链的合并挖矿类似,我们设想可以允许在不相关的 PoS 链之间共享安全性的方法,例如,验证者质押 ETH 而不是原生应用链代币来保护应用链。流动质押协议可能会在这方面起到重要作用。


应用链实施


应用链可以通过多种方式实现,其复杂性和安全性各不相同。本节简要比较了一些有助于实现应用链的选项。


1、Cosmsos Zone


Cosmos 是第一个设想多个互连区块链世界的生态。基于这一愿景,Cosmos 发展的重点是标准化和简化启动可相互连接的专用链的过程。这项工作产生了 Cosmos SDK,它是一个用于定制和开发区块链的模块化框架。Cosmos SDK 默认支持 Tendermint 共识机制,但也允许开发者使用其他的共识机制。Cosmos SDK 后来通过添加 IBC 模块进行了改进,该模块允许基于 Tendermint 的链之间的无信任通信。这些链中的每一个都称为一个 Zone,至今,Cosmos 生态系统已发展到超过 45 个 Zone,它们由 700 多个 IBC 中继器相互连接。这些 Cosmos Zone 中的很多都服务于单一目的的应用链。而其中最大的 Cosmos Zone 之一 Osmosis,它是一个实现实现 AMM DEX 的应用链。


Cosmos 最初采用的是隔离安全的理念,即每个 Zone 负责自己的安全。这意味着每个 Zone 都需要招募一个验证器集来运行网络,并用 zone 的原生代币奖励这个验证器集。尽管这种方法很灵活,但它增加了应用链建设者的进入门槛。因此,Cosmos 正在实施一项更改,允许较小的 Zone 通过链间安全(ICS)模块从 Cosmos hub 招募安保者。


2、Polkadot 平行链


与 Cosmos 类似,Polkadot 也培育了一个多链生态系统。Polkadot 生态系统中的链称为平行链,它们可以使用 Substrate SDK 启动。Polkadot 和 Cosmos 之间的主要区别在于,Polkadot 从一开始就采用共享安全的方案,因此所有平行链与 Polkadot 主链(称为中继链)共享安全性。Polkadot 中继链的主要功能,是为平行链提供共识和安全。因此,中继链不能实现智能合约功能。由于共享的安全保障,Polkadot 生态不允许未经许可创建平行链。相反,平行链需要有插槽,它会拍卖给想要构建自定义链的开发人员。竞标者必须锁定 DOT,以确保获得平行链插槽。截至目前,共有 27 条获得拍卖插槽的平行链。


Polkadot 上的不同平行链可以通过跨共识消息传递(XCM)协议进行通信,XCM 通信的实施正在进行中,目前功能正常,但需要将消息数据存储到中继链。


3、Avalanche 子网


Avalanche 的子网实现与 Cosmos 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。子网需要招募自己的验证者。然而,除了验证专用子网外,这些验证者还需要同时验证 Avalanche 主网。虽然这一要求提高了主网络的安全性,但与 Cosmos 相比,它增加了专用子网的进入壁垒。


目前,Avalanche 子网生态系统不支持本地子网间通信,子网必须开发自己的跨链桥。而 Avalanche 团队正在努力添加这项功能,以增加子网的使用。


4、以太坊 L2


在以太坊中,“应用链”一词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,此类应用既可以实现为专用的 L2,也可以实现为侧链。L2 实现不能称为应用链,因为它没有实现完整的链堆栈。L2 是仅执行事务执行和排序的 rollup 或 validium。对于 rollup,共识和数据可用性由以太坊 L1 提供。而对于 validium,L1 仅提供共识,数据是存储在链外的。使用此架构的示例包括 Sorare 和 Immutable X。


而另一种方法侧链,需要启动由少数验证者验证的独立区块链,以实现高吞吐量。侧链通常通过一组验证者进行验证的跨链桥连接到以太坊。已知采用侧链方案最知名的应用链例子是支持 Axie Infinity 游戏的 Ronin 侧链。


与所有其他方法相比,L2 实现方法的主要优势在于其优越的安全保证。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,它们仍然可以实现非常高的吞吐量以及微不足道的费用。这些要求非常适合游戏应用的需求。L2 方法的主要缺点是,L2 之间或 L2 与 L1 之间的可组合性会更加困难。在不同 rollup 之间快速转移资产通常需要第三方提供商,例如 LayerZero。尽管有一些技术可以在不经过 L1 的情况下在 rollup 之间无需信任地传输资产,但这些技术需要大量延迟,而 DeFi 等应用无法容忍这些延迟。这就是为什么 DeFi 协议会使用 Optimism 和 Arbitrum 等通用 L2 作为扩容机制,而不是特定于应用的 L2。


使用 L2 方法的另一个挑战是实现的复杂性,与使用 Cosmos SDk 启动 Cosmos 应用链的相对简单性相比,在以太坊上启动特定于应用的 L2 则没有标准框架。然而,随着以太坊在其以 rollup 为中心的路线图中走得更远,这在未来可能会发生一些变化。


结论


应用链理论正在获得牵引力,但它正朝着与最初设想不同的方向发展。Cosmos、Polkadot、Avalanche 和以太坊上的应用链实现正在融合到一种共享安全方法,但存在一些细微差异。有了共享安全性,应用链实际上不需要共识机制。相反,应用可以只使用专用的执行环境,该环境为应用程序提供服务,并使用 L1 实现共识和数据可用性。该执行环境可以是遵循模块化区块链方法的 rollup 或独立执行层。


本公众号所载文章中观点仅代表原作者个人立场,不代表元宇宙之道立场。投资者不应将文中观点、结论为作出投资决策的唯一参考因素,亦不应认为文中观点可以取代自己的判断。在决定投资前,如有需要,投资者务必向专业人士咨询并谨慎决策。

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