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AppChain发展详解，未来还有哪些机会值得关注？

22-11-25 22:00

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原文标题：《AppChain 发展详解，未来还有哪些机会值得关注？》

原文作者：Dmitriy Berenzon

原文编译：0xMoonda

过去，区块链应用主要围绕货币与金融领域展开。然而近几年，相较于其它品类，艺术、游戏与音乐等领域的区块链应用数量激增。同时，用户数量呈超线性增长，为底层基础设施带来不小的压力，降低了终端用户体验。因此，应用需要更加宽泛的自定义空间以及更强大的业务模型来满足自身的发展需要。

为解决这些问题，基于特定应用的区块链（亦称 AppChain）逐渐进入视野。简单来说，AppChain 是指将区块空间专门用于特定应用的区块链。构建在 AppChain 上的应用程序可以自定义其堆栈的不同层，如安全模型、费用Token以及写入权限等。

其实，AppChain 并非一个新概念。比特币网络即可被视为「数字黄金」的专用区块链；同理，Arweave 也可以被看作是用作永久储存的应用链。也就是说，AppChain 的设计不仅包含单片区块链（如 Osmosis），还包括处理应用状态转换的模块化执行层（如 Rollups，Sidechains，Plasma），最终依赖于单独结算或共识层来完成。

事实上「Layer」（如 L2、L3 等）在大多数情况下是指信任成本最低的区块链，同时这种区块链兼具最低双向信任成本的衔接桥属性。

L3 仍处于研究阶段，但理论上通过递归零知识证明是可以实现的

AppChain 的历史

经过多年演变，区块链才发展出可供开发人员使用的 AppChain 底层基础设施。即便 Cosmos 和 Polkadot 早在 2016 年就开始推广这一概念，但到了 2021 年初才付诸实践（即 IBC 与平行链）。在可扩展性方面，链上应用对以太坊的区块空间需求不断增加。2020 年底，以太坊的超高交易费用使开发人员意识到寻找替代解决方案已经迫在眉睫。彼时，可扩展性研究聚焦在 Optimistic、ZK-rollups 以及侧链（统称为「L2s」）几种方案当中。与此同时，Polygon、Skale、zkSync (1.0)、StarkWare (StarkEx)、Optimism 和 Arbitrum 在 2020 年与 2021 年相继推出。

其它底层（「L1」）也意识到支持 EVM 的重要性；Avalanche（C-Chain）、NEAR（Aurora）、Polkadot（Moonbeam）以及 Cosmos（Evmos）在 2020 年与 2021 年前后都推出了 EVM 兼容链。

基于特定于应用设计方面，Celestia（原名 LazyLedger）于 2019 年提出了模块化设计的新概念，该设计将传统单片区块链的执行、结算与数据可用层分开，使基于特定应用的区块链落地成为现实，并且堆栈的其它部分也不需要重新构建。

Better late than never...

如今已有多个平台提供 AppChain 的底层基础设施。虽然其中一些仅支持共享区块空间层（如 Optimism、zkSync），但如果开发人手充足的话，很可能会对专用执行层提供支持。

截至 2022 年 10 月 3 日

虽然 AppChain 的上线与交互一直非常困难，但在过去几年中，开发人员与用户都在逐步接受这种方式。Axie 在 2021 年初推出了其以太坊侧链 Ronin；DeFi Kingdoms 在 2021 年底宣布从 Harmony 迁移至 Avalanche 子网；有约 46% 的 Apecoin 社区成员希望在 2022 年中旬推出 ApeChain；dYdX 在 2022 中旬宣布产品的 V4 版本将使用 Cosmos SDK 技术构建独立的 L1。目前，已经有无数的应用构建在跨各种平台的 AppChain 当中。

截至 2022 年 10 月 3 日，「Ethereum」囊括 Polygon、Skale、L2 及其它侧链

选择 AppChain 的原因

越来越多的开发人员不再在共享的区块空间上部署智能合约，反而选择 AppChain，主要原因有三点：

性能

· 由于 DApp 在同一网络中互相竞争区块空间，因此某个当下流行的 DApp 常常会消耗大量资源，导致其它 DApp（如 Polygon、Arbitrum）交易成本上升，网络出现延迟。

· AppChain 使交易成本与低网络延迟保持在项目方可预测的范围之内，从而为终端用户带来更好的使用体验。

可定制性

· 随着 DApp 的受众逐渐增加，开发人员需要为用户不断优化产品。

· 规模较大的应用需要在设计中做出权衡，如吞吐量、最终性、安全级别、许可、可组合性、生态系统一致性等。例如作为 validator 对硬件可能有较高的性能要求（如运行 SGX 或 FPGAs 来生成零知识证明）。

· 对于传统机构来说，AppChain 提供了一种进入 Web3 的方式，无需从开始就接受完全无需许可的方式；如公司可以要求 validator 进行 KYC；预筛出想要在其网络上做开发的工程师；选择跨链的起点与终点。

价值捕获

· 虽然通用型扩展方案降低了交易成本，保留了安全性与开发体验，但这些方案为几乎没有为开发人员提供获得其它收益的机会。

· 另一方面，现有产品对于 AppChain 来说有着极强的商业示范效应，开发者可以在其它生态中 fork 出现有协议并获得收益（如 AMM 机制或 NFT 交易的手续费）。

· AppChain 的 Token 可以从其它安全模型（如质押 Token 或 gas Token ）类 Token 的价格下跌以及该 Token 在市场中重新回归到 L2 或 L1 Token 应有价值的过程中获得收益。

· 此外，应用可通过运行自己的 sequencer 或 validator 来避免 MEV，这样便有机会产生新的加密商业模型，如 dYdX 的 validator 可以成为做市商，为用户降低或者免除手续费，但没有提供最优执行价，类似 Robinhood 的「卖订单流」（PFOF,Payment for Order Flow）模型。

· 再举一个例子，许多成功的游戏中都有大量的模组、扩展组件、皮肤等元素，而且游戏在发展的过程中开发商会尽可能地使模组便于修改。只不过大多数时候，这些修改都是由没有获得经济利益的业余游戏玩家来完成的。如果这些游戏在 AppChain 上的话，模组就可以将这个 IP 扩展到 Rollup 上通过共用区块空间获得经济收益。

AppChain 存在的问题

有限的可组合性与不可分割性

· AppChain 一定程度上将自身与底层基础设施以及其它生态隔离开来。虽然没有打破可组合性（使用同种 VM 的跨链桥实现跨链），但却打破了不可分割性（一种「全完成」或者「全部不完成」的属性，即要么单笔交易中的子操作全部执行，要么全都不执行）。

· 也就是说，虽然不可分割性是所有在同一结算层的应用的独特属性，但它对许多应用来说并不是最重要的（比如，P2E 游戏不是依靠闪贷来维持其经济运行的）。

权限限制

· 假设所有的 AppChain 都具有读写权限，那么由此产生的市场结构将会限制开发人员在无需许可与可组合方面的创新。用户进行自由交易与选择退出的权力也会受到限制，反而使本应加密行业解决的问题，再次出现了。

流动性割裂

· 在 AppChain 的使用中，其它底层的流动性与资产需要使用跨链桥过渡到生态系统当中，反之亦然。虽然使用跨链桥无可厚非，但站在用户角度确实增加了交互中的不便。

自反安全性模型

· 如果将应用的 Token 作为安全模型，可能会出现边缘案例，即如果 Token 的价值归零，那么应用中的经济系统便再无安全性可言。

资源浪费

· 如果链上应用使用率过低，那么 AppChain 本身造成了资源浪费。如果 AppChain 有专用的 validator，这些 validator 可以将资源部署到其它生态。

额外的开发成本

· 与部署智能合约不同，AppChain 开发过程较为繁琐，所以在管理周边基础设施（如 validator 或 sequencer）时增加了技术难度。

生态系统工具与技术支持受限

· 没有可供使用的「现成」资源，如区块浏览器、RPC 供应商、索引器、预言机、法币通道以及生态基金。

AppChain 的新兴市场

由于在建立独立生态系统时可能会遇到如上所述的缺陷，AppChain 比较适合具有如下特征的应用：

· 在某方面达到一定规模，如用户量、协议收入、TVL、产品市场契合度等

· 在专用区块空间有显著的产品或性能优势

· 对安全性与不可分割性要求较低，如 P2E 游戏、NFT、加密社交等

因此，有理由推断大多数应用还会继续在共享区块空间的 L1 与 L2 上推出。此外，由于 L2 的现有格局仍然非常分散，出于安全性、流动性以及不可分割性的考量特别是 DeFi 协议还是会选择在 L1 上推出。需要强调的是，不可分割性在这里尤为重要，因为即使在资产负债表为零的情况下，利用闪电贷仍然可以获得有效且无限使用的资金。

此外，如果非 DeFi 应用的发展达到了一定规模，形成足够大的生态与网络效应，它们很可能会选择在通用的 L2 上推出产品，然后转移到以应用程序为主的 L3 或者直接在基于这款应用的 L1 上推出，发展过程大致如下：

多数应用在决定开发 AppChain 的时候会选择模块化执行层（特别是 Roll-ups）而非单片区块链，因为他们没有启动大型 validator set 所需的资金。此外，高质量的 validator 不会选择 Token 价格较低或者不稳定的 AppChain 进行部署。

即便如此，随着加密行业的发展与普及，大多数应用还是会继续推出自己的 AppChain。未来的 AppChain 市场结构也十分多样化：

· 通过不同跨链桥来连接的基于特定应用的单片区块链

· 连接单片区块链且基于特定应用的侧链

· 在单片区块链中基于特定应用的 Roll-ups

· 无需使用结算层且独立的特定应用 Roll-ups

AppChain 的设计空间

在选择在哪种 AppChain 上进行开发时，需要参考以下几点做出权衡：

安全类型：攻击该链并更改其状态的难度有多大？

· Shared：由多个异构 validator 保护，大概率由不同的对象负责运行

（如 Polkadot 的平行链、Skale）

· Isolated：安全性由应用本身提供保障；很可能使用的是应用自带的 validator 或 sequencer；将应用的 Token 用于质押，获得经济收益

（如 Cosmos、Axie Ronin）

· Inherited：应用底层结算或共识层来保障安全性

（如 zkSync、Optimism）

安全来源：安全性的保障的从何而来？结算发生在哪里？

· Ethereum：将以太坊作为欺诈证明、有效性证明以及常见双花攻击的结算层，保证网络安全

（如 Arbitrum、zkSync）

· Non-Ethereum L1：利用非以太 L1 的安全性，大概率有着完全不同的共识模型

（如 NEAR Aurora、Tezos rollups）

· 应用 Token ：将应用 Token 作为生态的安全性保障

（如 Avalanche 的 Subnets、Cosmos 生态中的子链）

许可：节点是如何被选出的？谁可以读取或写入状态？

· 无许可：任何人都可以读写合约，验证状态转换

（如 Optimism、StarkNet）

· 选择性许可：只有被列入白名单的 validator 或开发者才可以读写或验证链的状态（如 Polygon 的 Supernets、Avalanche 的 Subnets）

可组合性：在同一生态中，流动性与状态流转至不同应用的难易程度与安全性是怎样的？

· 无限制: 可以转移到任意应用，延迟小，安全性高

（如 Polkadot 的 XCMP 协议、Cosmos 的 IBC 协议）

· 有限制：在连接性、延迟或安全性方面存在限制

（如 Avalanche 的 Subnets、Polygon 的 Supernets）

最终性：交易在何时被认为是处于完成的状态？

（假设「最终性」即是真实的完成状态）

· 即时：通常使用 BFT 共识机制（如 NEAR Aurora、Evmos）

· 有条件要求：通常使用 rollups 方案，一旦区块被发送至 L1（假设数据可用），交易即可被视为最终完成（如 Arbitrum、zkSync）

Gas Token ：用户使用哪种 Token 作为 gas 进行支付？

· 非应用 Token ：通常是应用所在 L1 或 L2 的底层资产

（如 Ethereum、Evmos）

· 应用 Token ：应用 Token 本身运行在基于特定应用的 L1 或 L2 上

（如 Avalanche 的 Subnets、Osmosis）

· 无 gas：L1 或 L2 的 validator 或应用本身为用户提供硬件成本补贴

（如 AltLayer、Skale）

其它重要参考因素：

·质押要求：应用需要质押多少 Token ，可使 validator 保证网络的正常运行

· TPS：吞吐量的主观衡量标准会随着交易规模的大小产生变化

（即较大规模的交易会使吞吐量降低，反之亦然）

·支持 EVM：无需开发人员修改其代码库即可同时支持 Solidity 以及 EVM 操作码

根据以上几点，可以将现有的 AppChain 解决方案总结为：

总结

尽管 AppChain 目前存在各种问题，但开发人员的需求表明 AppChain 持续发展。正如当年的 Apple，垂直领域的整合通常会带来更好的用户体验；同样，区块链开发人员会在 AppChain 的赋能下，交付出更加优质的 Web3 应用。但 AppChain 并不适合所有场景，工程师应该在投入精力做开发前，深入思考应用的需求，权衡利弊。此外，有诸多因素会对安全模型经济学、货币化策略、平台防御性、堆栈整体价值的自然增长以及加密市场结构的次级效应产生影响，AppChain 在接下来几年的发展值得期待。