Tecnologías e implicaciones de las cadenas de aplicaciones

Análisis de investigación original de Web3.com Ventures

0xPescadosósofo

Introducción

Ethereum es genial, al menos para la mayoría de las personas. Pero uno de los problemas clave de Ethereum y otras cadenas de bloques públicas es que no hay mucha personalización. Claro, puede escribir e implementar contratos inteligentes, pero como usuario individual o empresa, no puede hacer mucho con respecto a los mecanismos de consenso, los motores de ejecución y otras arquitecturas subyacentes. Después de todo, no eres el único que usa Ethereum, por lo que realmente no puedes dictar las reglas.

Supongamos que está creando un intercambio descentralizado entre cadenas que necesita agregar datos de todas estas cadenas diferentes [1], o desea un juego de estrategia en tiempo real en cadena [2], o es una empresa de Fortune 500. seguimiento de su cadena de suministro. Las cadenas de bloques públicas ya preparadas realmente no pueden manejar los requisitos de exhaustividad, agregación de datos o privacidad que estas aplicaciones necesitan. Aquí es donde entra en juego el concepto de "cadena de aplicaciones". Las cadenas de aplicaciones son redes blockchain descentralizadas y específicas para aplicaciones que están diseñadas para admitir casos de uso específicos y cumplir requisitos específicos. En este ensayo, exploraré tres enfoques ejemplares del panorama emergente de las cadenas de aplicaciones: el ecosistema Cosmos, Hyperledger Fabric y Rollups-as-a-Service (RaaS), antes de analizar que el aumento de las cadenas de aplicaciones afecta el panorama de la infraestructura Web3 en general.

Red Cosmos

La red Cosmos es quizás una de las soluciones de cadena de aplicaciones más importantes dentro de Web3. La red Cosmos, que se remonta a 2016, tiene como objetivo crear una "Internet de cadenas de bloques", o la infraestructura de un mundo de múltiples cadenas. Básicamente, Cosmos proporciona un kit de desarrollo de software (SDK), que proporciona a los desarrolladores las herramientas e interfaces que necesitan para crear fácilmente sus propias aplicaciones blockchain. Si bien el SDK tiene algunas arquitecturas predeterminadas que vienen listas para usar, como el protocolo de consenso Tendermint PoS, los desarrolladores tienen un gran margen de maniobra para sobrescribir estas arquitecturas predeterminadas y diseñar una cadena de bloques completa con su propio mecanismo de consenso personalizado, estándares de tokens e inteligencia artificial. plataformas de contrato.

Dentro de Cosmos Network, hay dos tipos distintos de blockchains: "hubs" y "zones" [3]. Las "zonas" son bastante sencillas de entender: son solo las cadenas específicas de la aplicación que ejecutan la aplicación (como un intercambio descentralizado o un juego en cadena). Los "centros", por otro lado, funcionan para conectar estas "zonas" y otros "centros" entre sí para permitir la comunicación entre cadenas a través del "Protocolo de comunicación entre cadenas de bloques" (IBC).

En el centro de la red Cosmos se encuentra el “Cosmos Hub”, que es la primera cadena “Hub” que se construye en la red Cosmos y esencialmente actúa como una “Gran Estación Central” para todos los demás centros y zonas. No obstante, como se muestra en el diagrama anterior, los "Hubs" no necesariamente necesitan conectarse al Cosmos Hub. Una empresa privada, por ejemplo, podría optar por lanzar su propio centro privado que conecte sus propias zonas privadas.

De hecho, el SDK de Cosmos se centra en la personalización y la interoperabilidad, y los desarrolladores tienen una amplia libertad para dejar volar su imaginación. Dentro del ecosistema Cosmos se encuentran algunas de las principales cadenas L1 de uso general, como la cadena BNB compatible con EVM (originalmente Binance Smart Chain) [4]. Para un creador de cadenas de aplicaciones, la interoperabilidad de la red Cosmos es increíblemente habilitante, ya que permite que la cadena de aplicaciones acceda a datos de una gran variedad de cadenas a través del IBC. Esta es una de las razones por las que muchas cadenas de aplicaciones creadas utilizando la red Cosmos son oráculos, DEX multicadena y otros servicios que requieren la agregación de datos de una amplia variedad de cadenas diferentes.

Tela Hyperledger

Otra forma de implementar cadenas de aplicaciones es a través de Hyperledger Fabric, una plataforma blockchain de código abierto para crear aplicaciones y soluciones de nivel empresarial. Es uno de los proyectos bajo el paraguas de Hyperledger, alojado por la Fundación Linux [5].

Al igual que Cosmos SDK, Hyperledger Fabric está diseñado para admitir una arquitectura de red blockchain modular y brindar flexibilidad en la creación e implementación de aplicaciones basadas en blockchain. Proporciona una arquitectura plug-and-play que permite agregar o reemplazar fácilmente componentes como consenso, servicios de membresía y ejecución de contratos inteligentes (código de cadena). Pero la diferencia más importante entre Cosmos SDK y Hyperledger Fabric es la audiencia: Cosmos SDK está orientado a usuarios y desarrolladores nativos de Web3, mientras que Hyperledger Fabric está dirigido a clientes institucionales de nivel empresarial. Por lo tanto, mientras Cosmos SDK se enfoca en construir un sistema descentralizado e interoperable, Hyperledger Fabric se enfoca en construir redes privadas y autorizadas, donde los participantes deben estar autorizados explícitamente para unirse y participar en la red.

De hecho, las cadenas de aplicaciones de nivel empresarial funcionan de una manera muy diferente a las cadenas de aplicaciones nativas de Web3. Mientras que las cadenas de aplicaciones nativas de Web3 a menudo se centran en la tokenómica y utilizan la estructura de la cadena de bloques para financiar sus productos, las cadenas de aplicaciones de nivel empresarial se centran en el uso de la cadena de bloques como una forma eficiente de registrar y mantener datos. Fundamentalmente, estas cadenas de aplicaciones de nivel empresarial aprovechan el hecho de que las cadenas de bloques son estructuras de datos a prueba de manipulaciones, verificables y de solo anexos que pueden tener redactores de datos dispersos en el tiempo y en ubicaciones geográficas. Básicamente, una cadena de aplicaciones basada en Hyperledger Fabric simplemente busca reemplazar las bases de datos polvorientas e ineficientes que las empresas han mantenido durante décadas.

Como se muestra en el diagrama anterior, esencialmente todos los "nodos autorizados" en la cadena de bloques Hyperledger Fabric son empleados en varias partes de la cadena de suministro, y utilizan la cadena de bloques como una forma de registrar sincrónicamente diferentes estados de datos, como si una pieza de producto ha entrado en una fábrica o en una tienda. Hay mucho menos enfoque en la interconectividad entre diferentes cadenas de bloques y, a diferencia de Cosmos, no existe soporte nativo para la conectividad entre cadenas de bloques utilizando Hyperledger Fabric. En cambio, existen API de datos e interfaces para integrarse con otras redes o sistemas blockchain. Esto significa que es posible crear soluciones de comunicación entre cadenas de bloques utilizando Hyperledger Fabric, pero requiere un desarrollo e integración personalizados, a diferencia del diseño integrado de centro y zona del ecosistema Cosmos. Intuitivamente, esto tiene sentido: como cadena de aplicaciones de nivel empresarial, las cadenas de bloques creadas con el tejido Hyperledger generalmente están aisladas del mundo exterior; después de todo, no desea que el público juegue con los datos de su cadena de suministro.

Un caso de estudio de Hyperledger Fabric en acción es la gestión de la cadena de suministro de Walmart. La cadena de aplicaciones de Walmart, también conocida como “Plataforma de Trazabilidad de Alimentos de Walmart”, es un sistema de trazabilidad de alimentos basado en una cadena de bloques diseñado para mejorar la seguridad alimentaria y la transparencia en la cadena de suministro [6]. La cadena de aplicaciones de Walmart permite el seguimiento y rastreo de productos alimenticios desde la granja hasta los estantes de las tiendas, lo que ayuda a identificar y aislar rápidamente cualquier problema potencial de seguridad alimentaria. En cada etapa del proceso, los proveedores tenían que cargar etiquetas y certificados de autenticidad a través de una interfaz web en la cadena de bloques, donde estarían permanentemente accesibles para todas las partes interesadas relevantes. Dado que la cadena de bloques sirve como una única “verdad fundamental” de información, esto redujo en gran medida el tiempo para registrar y rastrear problemas de calidad de los alimentos, como las enfermedades transmitidas por los alimentos:

El sistema de trazabilidad de alimentos basado en blockchain Hyperledger Fabric creado para los dos productos funcionó. Para la carne de cerdo en China, permitió cargar certificados de autenticidad en la cadena de bloques, aportando más confianza a un sistema donde eso solía ser un problema grave. Y para los mangos en EE. UU., el tiempo necesario para rastrear su procedencia pasó de 7 días a… ¡2,2 segundos! — Fundación Hyperledger [6]

Por lo tanto, Hyperledger muestra el uso de cadenas de aplicaciones en un entorno completamente diferente al de Cosmos: en grandes casos de uso de nivel empresarial donde la cadena de bloques se utiliza como una alternativa a los métodos tradicionales de registro y seguimiento de datos. Claro, se puede argumentar que este caso de uso de las cadenas de aplicaciones "no es realmente Web3", simplemente porque no aprovecha los principios de la tokenómica, la descentralización y las criptomonedas de la misma manera. Pero la adopción empresarial de las cadenas de aplicaciones no se puede ignorar: la tecnología subyacente es la misma y es un paso vital para ganarse la confianza pública en las tecnologías blockchain para permitir la adopción masiva. Y a largo plazo, si empresas como Walmart tienen una configuración de cadena de aplicaciones, será mucho más fácil integrarlas en el mundo "nativo de Web3".

Paquetes acumulativos como servicio

Un enfoque alternativo más reciente para crear cadenas de aplicaciones es mediante el uso de paquetes acumulativos, especialmente a través de "paquetes acumulativos como servicio" (RaaS). Rollups-as-a-service es un tipo de solución de escalado de blockchain que permite el cálculo y el almacenamiento fuera de la cadena mientras mantiene la seguridad y la confianza de la blockchain subyacente. Funcionan agrupando una gran cantidad de transacciones en una única transacción comprimida que luego se registra en una cadena de bloques L1 subyacente, más comúnmente Ethereum.

Los rollups se pueden utilizar para cadenas de aplicaciones porque proporcionan una forma de escalar el procesamiento y almacenamiento de transacciones para dApps creadas en estas cadenas, sin sacrificar la seguridad y la confianza de la cadena de bloques subyacente. Si bien el desarrollador puede sacrificar cierta personalización en la capa de consenso subyacente en comparación con una solución basada en Cosmos, existen varias ventajas al utilizar un paquete acumulativo como servicio para una cadena de bloques específica de la aplicación en lugar de una cadena completa.

Quizás la ventaja más importante es que no es necesario que los desarrolladores inicien un conjunto de validadores. Debido a que el consenso y la liquidación se subcontratan a una L1 subyacente, esto da como resultado no solo una solución de cadena de aplicaciones más barata, sino también una más sólida, ya que está asegurada a través de la L1 subyacente. Además, debido a que los rollups son soluciones verticales con estructura modular, no están limitados a un único marco de blockchain y pueden aprovechar los datos y la funcionalidad de múltiples blockchains.

Esencialmente, en el modelo acumulativo de cadenas de aplicaciones, las cadenas L1 se convierten en el equivalente de "centros" que contienen una gran cantidad de datos y seguridad. Una cadena de aplicaciones de juegos, por ejemplo, podría utilizar una solución basada en rollups donde se aprovecha la seguridad de Ethereum para lograr consenso y acuerdos, y el alto rendimiento de Solana se puede aprovechar para lograr velocidad de ejecución [7].

Las empresas de paquetes acumulativos como servicio brindan la infraestructura y los servicios necesarios para que los desarrolladores de cadenas de aplicaciones implementen su solución personalizada de paquetes acumulativos de cadenas de aplicaciones. Diferentes RaaS abstraen este conjunto de herramientas a diferentes niveles: algunos proyectos, como Op Stack [8], están basados ​​en SDK, lo que permite al desarrollador personalizar el paquete acumulativo de manera bastante extensa, otros proyectos como Constellation se centran en un completo software “blanco” sin código. guante”, que permite a los desarrolladores de cadenas de aplicaciones centrarse en la parte del desarrollo de la “aplicación”, en lugar de en la parte del desarrollo de la “cadena” [9].

Las implicaciones de las cadenas de aplicaciones

La aparición y el auge de estas soluciones de cadenas de aplicaciones tienen varias implicaciones profundas para el panorama de la infraestructura Web3 en general. Las cadenas de aplicaciones marcan el comienzo de un cambio paradigmático entre la relación entre “cadenas” y “aplicaciones” de un modelo impulsado por la oferta a un modelo impulsado por la demanda.

Antes, cuando las soluciones de infraestructura aún estaban madurando y muchos conceptos de infraestructura modernos, como prueba de participación, fragmentación y acumulaciones, todavía estaban en la etapa de prueba de concepto, los proyectos de infraestructura a menudo se implementaban con el fin de explorar la viabilidad de estas soluciones técnicas. Este suele ser el caso de las “cadenas de bloques de tercera generación” como Avalanche, Cardano, NEAR y Solana. La oferta de estas cadenas (su rendimiento e implementaciones técnicas) impulsó la demanda de estas cadenas. En otras palabras, el diseño de las “cadenas” determinó el diseño de las “apps”.

Sin embargo, el auge de las cadenas de aplicaciones marca una cuarta generación distinta de cadenas de bloques, donde la demanda de cadenas de bloques impulsa la oferta de estas cadenas de bloques. Todas las rutas técnicas presentadas anteriormente, la red Cosmos, Hyperledger Fabric y Rollups-as-a-Service, presentan soluciones de implementación de blockchain plug-and-play que son simples, personalizables y rentables. Nunca ha sido tan fácil diseñar, personalizar e implementar su propia cadena de bloques. Por eso ahora ocurre al revés: el diseño de las “apps” determina el diseño de las “cadenas”.

Un resultado probable de esto es que probablemente habrá una escena L1 más concentrada, con un cambio de una escena de estilo de competencia monopolística (donde las diferentes L1 están ligeramente diferenciadas entre sí) a una escena oligopólica, dominada por unos pocos llaveros con enormes ecosistemas y liquidez. Esto se debe a que, con la llegada de las cadenas de aplicaciones, hay menos razones para que las DApps de nivel superior se implementen en L1 más pequeñas en lugar de ejecutar su propia cadena (con características infinitamente personalizables) o implementar un paquete acumulativo de cadenas de aplicaciones en una L1 grande y establecida. Las cadenas L1 más pequeñas simplemente no pueden competir con la combinación de L1 grandes y cadenas de aplicaciones en términos de flexibilidad, personalización, seguridad y soporte.

Además, las cadenas de aplicaciones también son un mecanismo clave para la incorporación institucional a Web3. Como se mencionó anteriormente, aunque las cadenas empresariales como Hyperledger generalmente están excluidas de nuestra idea típica de Web3, aprovechan las mismas tecnologías blockchain subyacentes para lograr una mayor transparencia en la logística y la gestión del suministro. Entonces, ¿por qué esto no puede extenderse también a los pagos y más allá? Por lo tanto, creo que solo será cuestión de tiempo antes de que estas cadenas de bloques de nivel empresarial se integren más con proyectos nativos Web3 DeFi, pagos y NFT. Ya se está explorando la viabilidad de expandir Cosmos IBC más allá de las cadenas de aplicaciones de Cosmos, conectando plataformas como Hyperledger Fabric y apuntando a otras soluciones blockchain de nivel empresarial [10].

Conclusión

Hoy en día, está claro que nunca hubo ni habrá una cadena de bloques única para todos. Ya sea a través de Cosmos SDK, Hyperledger Fabric o Rollups-as-a-Service, la madurez y la facilidad de implementación de las cadenas de aplicaciones personalizadas transformarán el espacio de infraestructura Web3 en una experiencia en la que la aplicación es lo primero y el usuario es lo primero: una señal de madurez creciente. en Web3. El futuro del espacio Web3 es una galaxia multicadena y, dada su capacidad de personalización, efectividad y facilidad de implementación, las cadenas de aplicaciones desempeñarán un papel cada vez más importante en este universo, brillando como estrellas en una galaxia de descentralización.

🐦 @0xfishylosopher

📅 6 de febrero de 2023

Referencias

[1] Osmosis, un DEX de cadena cruzada: https://osmosis.zone/

[2] Curio.gg, empresa de juegos en cadena: https://www.curio.gg/

[3] https://newsletter.banklesshq.com/p/a-beginners-guide-to-cosmos

[4] Consulte el documento técnico de la cadena BNB: https://github.com/bnb-chain/whitepaper/blob/master/WHITEPAPER.md

[5] https://www.ibm.com/products/blockchain-platform-hyperledger-fabric

[6] Estudio de caso de Walmart: https://www.hyperledger.org/learn/publications/walmart-case-study

[7] Ejemplo de https://messari.vercel.app/article/the-rollups-as-a-service-ecosystem

[8] Ver https://www.optimism.io/op-stack

[9] Ver 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

Descargo de responsabilidad: la información presentada anteriormente es puramente educativa, no constituye asesoramiento financiero y representa únicamente las opiniones del autor.

Muchas gracias a mis amigos de Constellation Labs por sus interesantes conversaciones sobre Rollups-as-a-Service.