Technologie a implikace Appchains
Web3.com Ventures Original Research Analysis
0xFishylosopher
Úvod
Ethereum je skvělé – alespoň pro většinu lidí. Ale jedním z klíčových problémů Etherea a dalších veřejně přístupných blockchainů je, že není tolik přizpůsobitelných. Jistě, můžete psát a nasazovat chytré smlouvy, ale jako jediný uživatel nebo společnost toho s konsenzuálními mechanismy, prováděcími motory a další základní architekturou moc nenaděláte. Koneckonců nejste jediní, kdo používá Ethereum, takže ve skutečnosti nemůžete diktovat pravidla.
Předpokládejme, že budujete meziřetězcovou decentralizovanou burzu, která potřebuje agregovat data ze všech těchto různých řetězců [1], nebo chcete strategickou hru v reálném čase v reálném čase [2], nebo jste společnost z žebříčku Fortune 500. sledování vašeho dodavatelského řetězce. Hotové veřejné blockchainy ve skutečnosti nedokážou zvládnout důkladnost, agregaci dat nebo požadavky na soukromí, které tyto aplikace potřebují. Zde přichází na scénu koncept „appchainu“. Appchainy jsou decentralizované, aplikačně specifické blockchainové sítě, které jsou navrženy tak, aby podporovaly konkrétní případy použití a splňovaly specifické požadavky. V této eseji prozkoumám tři příkladné přístupy k rozvíjejícímu se prostředí aplikací: ekosystém Cosmos, Hyperledger Fabric a Rollups-as-a-Service (RaaS), než budu diskutovat o vzestupu appchainů, který ovlivňuje celou infrastrukturu Web3.
Síť Cosmos
Síť Cosmos je možná jedním z nejdůležitějších appchain řešení v rámci Web3. Síť Cosmos sahá až do roku 2016 a jejím cílem je vytvořit „internet blockchainů“ neboli infrastrukturu světa s více řetězci. Cosmos v podstatě poskytuje sadu pro vývoj softwaru (SDK), která vývojářům poskytuje nástroje a rozhraní, která potřebují ke snadnému vytváření vlastních blockchainových aplikací. Zatímco SDK má některé výchozí architektury, které vycházejí z krabice, jako je konsenzuální protokol Tendermint PoS, vývojáři mají velkou volnost přepsat tyto výchozí architektury a navrhnout blockchain doplněný vlastním mechanismem konsenzu, standardy tokenů a inteligentním řešením. smluvní platformy.
V rámci Cosmos Network existují dva odlišné typy blockchainů: „huby“ a „zóny“ [3]. „Zóny“ jsou poměrně jednoduché na pochopení – jedná se pouze o řetězce specifické pro aplikaci, které spouštějí samotnou aplikaci (jako je decentralizovaná burza nebo hra na řetězu). Na druhé straně „rozbočovače“ slouží k propojení těchto „zón“ a dalších „rozbočovačů“, aby umožnily meziřetězcovou komunikaci prostřednictvím „Inter-Blockchain Communication Protocol“ (IBC).
Ve středu sítě Cosmos je „Cosmos Hub“, což je první řetězec „Hub“ postavený na síti Cosmos a v podstatě funguje jako „Grand Central Station“ pro všechny ostatní uzly a zóny. Nicméně, jak je znázorněno na obrázku výše, „Hubs“ se nemusí nutně připojovat k Cosmos Hub. Soukromá společnost by se například mohla rozhodnout spustit svůj vlastní soukromý uzel, který spojuje její vlastní soukromé zóny.
Cosmos SDK se skutečně zaměřuje na přizpůsobitelnost a interoperabilitu a vývojáři mají široký prostor, aby popustili uzdu své fantazii. V rámci ekosystému Cosmos jsou některé hlavní univerzální L1 řetězce, jako je EVM-kompatibilní BNB Chain (původně Binance Smart Chain) [4]. Pro tvůrce appchainů je interoperabilita sítě Cosmos neuvěřitelně nápomocná, protože umožňuje appchainu přistupovat k datům z velkého množství řetězců prostřednictvím IBC. To je jeden z důvodů, proč mnoho appchainů vytvořených pomocí sítě Cosmos jsou věštci, víceřetězcové DEXy a další služby, které vyžadují agregaci dat z široké škály různých řetězců.
Tkanina Hyperledger
Dalším způsobem, jak implementovat appchainy, je Hyperledger Fabric, open-source blockchain platforma pro vytváření podnikových aplikací a řešení. Je to jeden z projektů pod záštitou Hyperledger, který je hostitelem Linux Foundation [5].
Stejně jako Cosmos SDK je Hyperledger Fabric navržen tak, aby podporoval modulární síťovou architekturu blockchainu a poskytoval flexibilitu při vytváření a zavádění aplikací založených na blockchainu. Poskytuje architekturu plug-and-play, která umožňuje snadné přidávání nebo výměnu komponent, jako je konsensus, členské služby a provádění inteligentních smluv (řetězový kód). Ale nejdůležitější rozdíl mezi Cosmos SDK a Hyperledger Fabric je v publiku: Cosmos SDK se orientuje na nativní uživatele a vývojáře Web3, zatímco Hyperledger Fabric se zaměřuje na institucionální klienty podnikové třídy. Zatímco Cosmos SDK se tedy zaměřuje na budování decentralizovaného, interoperabilního systému, Hyperledger Fabric se zaměřuje na budování privátních a povolených sítí, kde účastníci musí mít výslovné oprávnění k připojení a účasti v síti.
Aplikační řetězce podnikové úrovně skutečně fungují naprosto odlišným způsobem než nativní webové řetězce aplikací. Zatímco nativní appchainy Web3 se často zaměřují na tokenomiku a využívají blockchainovou strukturu k financování svých produktů, podnikové appchainy se zaměřují na používání blockchainu jako efektivního způsobu zaznamenávání a udržování dat. Tyto podnikové appchainy v zásadě využívají skutečnost, že blockchainy jsou odolné proti neoprávněné manipulaci, ověřitelné a pouze připojitelné datové struktury, které mohou mít zapisovače dat rozmístěné napříč časem a geografickými lokalitami. Appchain založený na Hyperledger Fabric se v podstatě jednoduše snaží nahradit zaprášené, neefektivní databáze, které podniky udržovaly po desetiletí.
Jak je znázorněno na výše uvedeném diagramu, v podstatě všechny „oprávněné uzly“ na blockchainu Hyperledger Fabric jsou zaměstnanci v různých částech dodavatelského řetězce, kteří využívají blockchain jako způsob synchronního zaznamenávání různých datových stavů – například když kus produkce vstoupil do továrny nebo obchodu. Mezi různými blockchainy je mnohem menší důraz na propojitelnost a na rozdíl od Cosmos neexistuje žádná nativní podpora pro meziblockchainovou konektivitu pomocí Hyperledger Fabric. Místo toho existují datová API a rozhraní pro integraci s jinými blockchainovými sítěmi nebo systémy. To znamená, že je možné budovat inter-blockchainová komunikační řešení pomocí Hyperledger Fabric, ale vyžaduje vlastní vývoj a integraci, na rozdíl od vestavěného hub-and-zone designu ekosystému Cosmos. Intuitivně to dává smysl: jako podnikový appchain jsou blockchainy vytvořené pomocí Hyperledger fabric obvykle umlčeny vnějšímu světu – koneckonců nechcete, aby si veřejnost zahrávala s daty vašeho dodavatelského řetězce.
Jedna případová studie Hyperledger Fabric v akci se týká řízení dodavatelského řetězce Walmartu. Appchain společnosti Walmart, také známý jako „Walmart Food Traceability Platform“, je systém sledování potravin založený na blockchainu, který má zlepšit bezpečnost potravin a transparentnost v dodavatelském řetězci [6]. Appchain Walmart umožňuje sledování a sledování potravinářských produktů z farmy do regálů obchodů, což pomáhá rychle identifikovat a izolovat jakékoli potenciální problémy s bezpečností potravin. V každé fázi procesu museli dodavatelé nahrát štítky a certifikáty pravosti přes webové rozhraní do blockchainu, kde by byly trvale přístupné všem relevantním zainteresovaným stranám. S blockchainem, který slouží jako jediná „základní pravda“ informací, se výrazně zkrátil čas na zaznamenávání a sledování problémů s kvalitou potravin, jako jsou nemoci přenášené potravinami:
Systém sledování potravin založený na blockchainu Hyperledger Fabric vytvořený pro tyto dva produkty fungoval. U vepřového masa v Číně to umožnilo nahrávat certifikáty pravosti do blockchainu, což přineslo větší důvěru systému, kde to bývalo vážný problém. A u manga v USA se čas potřebný k vysledování jejich původu zvýšil ze 7 dnů na… 2,2 sekundy! — Hyperledger Foundation [6]
Hyperledger tak předvádí použití appchainů ve zcela odlišném prostředí než Cosmos – pro velké případy použití na podnikové úrovni, kde se blockchain používá jako alternativa k tradičním metodám záznamu a sledování dat. Jistě, lze namítnout, že tento případ použití appchainů „ve skutečnosti není Web3“, jednoduše proto, že nevyužívá tokenomiku, decentralizaci a krypto-nativní principy stejným způsobem. Podnikové přijetí appchainů však nelze ignorovat – základní technologie je stejná a je to zásadní krok k získání důvěry veřejnosti k blockchainovým technologiím, které umožní masové přijetí. A z dlouhodobého hlediska, pokud společnosti jako Walmart mají nastavení appchainu, je mnohem snazší je integrovat do světa „nativního Web3“.
Rollups-as-a-Service
Novějším alternativním přístupem k vytváření appchainů je použití rollupů, zejména prostřednictvím „rollups-as-a-service“ (RaaS). Rollups-as-a-service je typ řešení škálování blockchainu, který umožňuje výpočty a ukládání mimo řetězec při zachování bezpečnosti a důvěry základního blockchainu. Fungují tak, že spojují velké množství transakcí do jediné komprimované transakce, která je poté zaznamenána na základní L1 blockchain, nejčastěji Ethereum.
Rollupy lze použít pro appchainy, protože poskytují způsob, jak škálovat zpracování a ukládání transakcí pro dApps postavené na těchto řetězcích, aniž by byla obětována bezpečnost a důvěryhodnost základního blockchainu. Zatímco vývojář může obětovat určitou přizpůsobitelnost v základní konsensuální vrstvě ve srovnání s řešením založeným na Cosmos, existuje několik výhod použití rollup-as-a-service pro blockchain specifický pro aplikaci namísto úplného řetězce.
Snad nejdůležitější výhodou je, že není potřeba, aby vývojáři zaváděli sadu validátorů. Vzhledem k tomu, že konsensus a vypořádání jsou outsourcovány na základní L1, výsledkem je nejen levnější appchain řešení, ale také řešení, které je robustnější, protože je zabezpečeno prostřednictvím základní L1. Navíc, protože rollupy jsou vertikální řešení, která mají modulární strukturu, nejsou omezena na jeden rámec blockchainu a mohou využívat data a funkce na více blockchainech.
V zásadě se v modelu rollup appchain stávají řetězce L1 ekvivalentem „rozbočovačů“, které obsahují velké množství dat a zabezpečení. Například herní appchain by mohl používat řešení založené na kumulaci, kde je zabezpečení Etherea využíváno pro konsensus a vypořádání a vysoká propustnost Solana může být využita pro rychlost provádění [7].
Společnosti poskytující služby rollups-as-a-service poskytují infrastrukturu a služby nezbytné pro vývojáře aplikací pro implementaci jejich vlastního řešení kumulativních aplikací. Různé RaaS abstrahují tuto sadu nástrojů na různé úrovně: některé projekty, jako je Op Stack [8], jsou založeny na SDK, což umožňuje vývojářům přizpůsobit rollup poměrně rozsáhle, jiné projekty, jako je Constellation, se zaměřují na kompletní „bílé“ bez kódu. glove“ řešení nasazení, které umožňuje vývojářům aplikací zaměřit se na „aplikační“ část vývoje spíše než na „řetězovou“ část vývoje [9].
Důsledky Appchains
Vznik a vzestup těchto appchain řešení má několik hlubokých důsledků pro infrastrukturu Web3 obecně. Appchains ohlašují paradigmatickou změnu mezi vztahem mezi „řetězci“ a „aplikacemi“ z modelu řízeného nabídkou na model řízený poptávkou.
Dříve, když infrastrukturní řešení stále dozrávala a mnoho moderních infrastrukturních konceptů, jako je Proof of Stake, sharding a rollups, bylo stále ve fázi ověřování konceptu, byly infrastrukturní projekty často implementovány za účelem prozkoumání proveditelnosti těchto technických řešení. To je nejtypičtější případ „blockchainů třetí generace“, jako jsou Avalanche, Cardano, NEAR a Solana. Nabídka těchto řetězců (jejich propustnost a technické provedení) řídila poptávku po těchto řetězcích. Jinými slovy, design „řetězců“ určoval design „aplikací“.
Vzestup appchainů však znamená zřetelnou čtvrtou generaci blockchainů, kde poptávka po blockchainech pohání nabídku těchto blockchainů. Všechny výše uvedené technické cesty, síť Cosmos, Hyperledger Fabric a Rollups-as-a-Service, představují plug-and-play řešení pro nasazení blockchainu, která jsou jednoduchá, přizpůsobitelná a nákladově efektivní. Nikdy nebylo snazší navrhnout, přizpůsobit a nasadit svůj vlastní blockchain. Z tohoto důvodu je to nyní naopak: design „aplikací“ určuje design „řetězců“.
Jedním pravděpodobným výsledkem toho je, že pravděpodobně bude existovat koncentrovanější scéna L1 s posunem od monopolistické scény ve stylu soutěže (kde jsou různé L1 mezi sebou mírně odlišeny) k oligopolní scéně, které dominuje několik klíčových řetězců s obrovské ekosystémy a likviditu. Je to proto, že s příchodem appchainů je méně důvodů, aby DApps na nejvyšší úrovni nasazovaly na menší L1, než aby provozovaly svůj vlastní řetězec (s nekonečně přizpůsobitelnými funkcemi) nebo nasazovaly souhrn aplikací na velké, zavedené L1. Menší L1 řetězce jednoduše nemohou konkurovat kombinaci velkých L1 a appchain, pokud jde o flexibilitu, přizpůsobení, zabezpečení a podporu.
Kromě toho jsou appchainy také klíčovým mechanismem pro institucionální integraci do Web3. Jak již bylo zmíněno dříve, ačkoli podnikové řetězce, jako je Hyperledger, jsou obvykle vyloučeny z naší typické představy Web3, využívají stejné základní technologie blockchainu k dosažení větší transparentnosti v logistice a řízení dodávek. Proč by to tedy nemohlo být rozšířeno i na platby a dále? Proto se domnívám, že bude jen otázkou času, než se tyto podnikové blockchainy více integrují s nativními projekty Web3 DeFi, platbami a NFT. Již došlo k určitému zkoumání proveditelnosti rozšíření Cosmos IBC za hranice pouze Cosmos appchain, propojení platforem, jako je Hyperledger Fabric, a zacílení na další podniková blockchainová řešení [10].
Závěr
V dnešní době je jasné, že nikdy neexistoval a nikdy nebude univerzální blockchain. Ať už to bude prostřednictvím Cosmos SDK, Hyperledger Fabric nebo Rollups-as-a-Service, vyspělost a snadná implementace pro vlastní appchainy promění prostor infrastruktury Web3 v prostředí první aplikace, uživatel – známka rostoucí vyspělosti. ve Web3. Budoucností prostoru Web3 je víceřetězcová galaxie a vzhledem ke své přizpůsobitelnosti, efektivitě a snadnému nasazení budou hrát appchainy v tomto vesmíru stále důležitější roli a budou zářit jako hvězdy v galaxii decentralizace.
🐦 @0xfishylosopher
📅 6. února 2023
Reference
[1] Osmosis, cross-chain DEX: https://osmosis.zone/
[2] Curio.gg, on-chain herní společnost: https://www.curio.gg/
[3] https://newsletter.banklesshq.com/p/a-beginners-guide-to-cosmos
[4] Viz BNB Chain Whitepaper: https://github.com/bnb-chain/whitepaper/blob/master/WHITEPAPER.md
[5] https://www.ibm.com/products/blockchain-platform-hyperledger-fabric
[6] Případová studie Walmart: https://www.hyperledger.org/learn/publications/walmart-case-study
[7] Příklad z https://messari.vercel.app/article/the-rollups-as-a-service-ecosystem
[8] Viz https://www.optimism.io/op-stack
[9] Viz https://constellation-labs.gitbook.io/constellation-labs-documentation/getting-started/overview
[10] https://medium.com/the-interchain-foundation/expanding-the-interchain-taking-ibc-beyond-cosmos-appchains-b0f9bebb4405
Upozornění: výše uvedené informace jsou čistě vzdělávací, nepředstavují finanční poradenství a představují pouze názory autora.
Mnohokrát děkuji svým přátelům v Constellation Labs za jejich užitečné rozhovory o Rollups-as-a-Service.