Tehnologii și implicații ale Appchains

Web3.com Ventures Analiza de cercetare originală

0xFishylosof

Introducere

Ethereum este grozav - cel puțin pentru majoritatea oamenilor. Dar una dintre problemele cheie ale Ethereum și ale altor blockchain-uri destinate publicului este că nu există atât de multă personalizare. Sigur, puteți scrie și implementa contracte inteligente, dar, în calitate de utilizator sau companie unică, nu puteți face prea multe cu privire la mecanismele de consens, motoarele de execuție și alte arhitecturi subiacente. La urma urmei, nu ești singurul care folosește Ethereum, așa că nu prea poți dicta regulile.

Să presupunem că construiți un schimb descentralizat încrucișat care trebuie să agrege date din toate aceste lanțuri diferite [1] sau doriți un joc de strategie în timp real în lanț [2] sau sunteți o companie Fortune 500 urmărirea lanțului dvs. de aprovizionare. Blockchain-urile publice gata făcute nu pot face față cu adevărat cerințelor de detaliere, agregare a datelor sau confidențialitate de care au nevoie aceste aplicații. Aici intervine conceptul de „appchain”. Appchain-urile sunt rețele blockchain descentralizate, specifice aplicației, care sunt concepute pentru a sprijini cazuri de utilizare specifice și pentru a îndeplini cerințe specifice. În acest eseu, voi explora trei abordări exemplare ale peisajului în curs de dezvoltare a aplicațiilor: ecosistemul Cosmos, Hyperledger Fabric și Rollups-as-a-Service (RaaS), înainte de a discuta despre creșterea aplicațiilor care afectează peisajul infrastructurii Web3 în general.

Rețeaua Cosmos

Rețeaua Cosmos este poate una dintre cele mai importante soluții de aplicații din Web3. Întinzându-se până în 2016, rețeaua Cosmos își propune să creeze un „internet al blockchainurilor” sau infrastructura unei lumi cu mai multe lanțuri. În esență, Cosmos oferă un kit de dezvoltare software (SDK), care oferă dezvoltatorilor instrumentele și interfețele de care au nevoie pentru a-și construi cu ușurință propriile aplicații blockchain. În timp ce SDK-ul are unele arhitecturi implicite care ies din cutie, cum ar fi protocolul de consens Tendermint PoS, dezvoltatorilor li se oferă o mare libertate de a suprascrie aceste arhitecturi implicite și de a proiecta un blockchain complet cu propriul mecanism de consens personalizat, standarde de token și inteligent. platforme contractuale.

În cadrul rețelei Cosmos, există două tipuri distincte de blockchain: „hub-uri” și „zone” [3]. „Zonele” sunt destul de simplu de înțeles - acestea sunt doar lanțurile specifice aplicației care rulează aplicația (cum ar fi un schimb descentralizat sau un joc în lanț). „Hub-urile”, pe de altă parte, funcționează pentru a conecta aceste „zone” și alte „hub-uri” împreună pentru a permite comunicarea între lanțuri prin „Protocolul de comunicare Inter-Blockchain” (IBC).

În centrul rețelei Cosmos se află „Cosmos Hub”, care este primul lanț „Hub” care a fost construit pe rețeaua Cosmos și, în esență, acționează ca o „Grand Central Station” pentru toate celelalte hub-uri și zone. Cu toate acestea, așa cum se arată în diagrama de mai sus, „Hub-urile” nu trebuie neapărat să se conecteze la Cosmos Hub. O companie privată, de exemplu, ar putea alege să-și lanseze propriul hub privat care leagă propriile zone private.

Într-adevăr, SDK-ul Cosmos se concentrează pe personalizare și interoperabilitate, iar dezvoltatorilor li se oferă o mare libertate de a-și lăsa imaginația să se elibereze. În ecosistemul Cosmos se află câteva lanțuri L1 majore de uz general, cum ar fi lanțul BNB compatibil EVM (inițial Binance Smart Chain) [4]. Pentru un constructor de aplicații, interoperabilitatea rețelei Cosmos este incredibil de favorabilă, deoarece permite aplicației să acceseze date dintr-o mare varietate de lanțuri prin intermediul IBC. Acesta este unul dintre motivele pentru care multe aplicații construite folosind rețeaua Cosmos sunt oracole, DEX cu mai multe lanțuri și alte servicii care necesită agregarea datelor dintr-o mare varietate de lanțuri diferite.

Țesătură Hyperledger

O altă modalitate de implementare a aplicațiilor este prin Hyperledger Fabric, o platformă de tip blockchain open-source pentru construirea de aplicații și soluții de nivel enterprise. Este unul dintre proiectele sub umbrela Hyperledger, care este găzduit de Fundația Linux [5].

La fel ca SDK-ul Cosmos, Hyperledger Fabric este proiectat să susțină arhitectura de rețea blockchain modulară și să ofere flexibilitate în construirea și implementarea aplicațiilor bazate pe blockchain. Oferă o arhitectură plug-and-play care permite adăugarea sau înlocuirea cu ușurință a componentelor precum consensul, serviciile de membru și execuția inteligentă a contractelor (chaincode). Dar cea mai importantă diferență dintre Cosmos SDK și Hyperledger Fabric este una de public: Cosmos SDK este orientat către utilizatori și dezvoltatori nativi Web3, în timp ce Hyperledger Fabric vizează clienții instituționali de nivel enterprise. Astfel, în timp ce Cosmos SDK se concentrează pe construirea unui sistem descentralizat, interoperabil, Hyperledger Fabric se concentrează pe construirea de rețele private și autorizate, în care participanții trebuie să fie autorizați în mod explicit să se alăture și să participe la rețea.

Într-adevăr, aplicațiile la nivel de întreprindere funcționează într-un mod foarte diferit față de aplicațiile native Web3. În timp ce aplicațiile native Web3 se concentrează adesea pe tokenomics și utilizează structura blockchain pentru a-și financiariza produsele, aplicațiile de nivel enterprise se concentrează pe utilizarea blockchain-ului ca modalitate eficientă de înregistrare și păstrare a datelor. În esență, aceste aplicații la nivel de întreprindere profită de faptul că blockchain-urile sunt structuri de date inviolabile, verificabile, numai pentru anexare, care pot avea scriitori de date răspândiți în timp și locații geografice. În esență, un lanț de aplicații bazat pe Hyperledger Fabric încearcă pur și simplu să înlocuiască bazele de date ineficiente și prăfuite pe care companiile le-au menținut de zeci de ani.

După cum se arată în diagrama de mai sus, în esență toate „nodurile permise” din blockchain-ul Hyperledger Fabric sunt angajați în diferite părți ale lanțului de aprovizionare, folosind blockchain-ul ca o modalitate de a înregistra sincron diferite stări de date - cum ar fi dacă o bucată de produs a intrat într-o fabrică sau într-un magazin. Există mult mai puțin un focus de interconectivitate între diferitele blockchain și, spre deosebire de Cosmos, nu există suport nativ pentru conectivitatea inter-blockchain folosind Hyperledger Fabric. În schimb, există API-uri de date și interfețe pentru integrarea cu alte rețele sau sisteme blockchain. Aceasta înseamnă că este posibil să se construiască soluții de comunicare inter-blockchain utilizând Hyperledger Fabric, dar necesită dezvoltare și integrare personalizate, spre deosebire de designul încorporat hub-and-zone al ecosistemului Cosmos. Intuitiv, acest lucru are sens: ca un lanț de aplicații la nivel de întreprindere, blockchain-urile construite folosind materialul Hyperledger sunt de obicei izolate de lumea exterioară - la urma urmei, nu doriți ca publicul să se încurce cu datele lanțului dvs. de aprovizionare.

Un studiu de caz al Hyperledger Fabric în acțiune este în gestionarea lanțului de aprovizionare al Walmart. Appchain-ul Walmart, cunoscut și sub numele de „Platforma de trasabilitate a alimentelor Walmart”, este un sistem de trasabilitate a alimentelor bazat pe blockchain, conceput pentru a îmbunătăți siguranța alimentară și transparența în lanțul de aprovizionare [6]. Lanțul de aplicații Walmart permite urmărirea și urmărirea produselor alimentare de la fermă la rafturile magazinelor, ajutând la identificarea și izolarea rapidă a oricăror potențiale probleme de siguranță alimentară. În fiecare etapă a procesului, furnizorii au trebuit să încarce etichete și certificate de autenticitate printr-o interfață web pe blockchain, unde va fi accesibil permanent tuturor părților interesate relevante. Având în vedere că blockchain-ul servește ca un singur „adevăr de bază” al informațiilor, acest lucru a redus foarte mult timpul de înregistrare și urmărire a problemelor legate de calitatea alimentelor, cum ar fi bolile transmise de alimente:

Sistemul de trasabilitate alimentară bazat pe blockchain Hyperledger Fabric construit pentru cele două produse a funcționat. Pentru carnea de porc din China, a permis încărcarea certificatelor de autenticitate în blockchain, aducând mai multă încredere unui sistem în care aceasta era o problemă serioasă. Iar pentru mango din SUA, timpul necesar pentru a identifica proveniența lor a trecut de la 7 zile la... 2,2 secunde! — Hyperledger Foundation [6]

Astfel, Hyperledger prezintă utilizarea appchain-urilor într-un cadru complet diferit de Cosmos - la cazuri de utilizare mari, la nivel de întreprindere, în care blockchain-ul este utilizat ca alternativă la metodele tradiționale de înregistrare și urmărire a datelor. Sigur, se poate argumenta că acest caz de utilizare al aplicațiilor „nu este cu adevărat Web3”, pur și simplu pentru că nu folosește tokenomics, descentralizare și principiile cripto-native în același mod. Dar adoptarea aplicațiilor de către întreprinderi nu poate fi ignorată - tehnologia de bază este aceeași și este un pas vital pentru a câștiga încrederea publicului în tehnologiile blockchain pentru a permite adoptarea în masă. Și pe termen lung, dacă companii precum Walmart au o configurație de aplicație, este mult mai ușor să le integrezi în lumea „nativă Web3”.

Rollups-as-a-Service

O abordare alternativă mai recentă pentru construirea de aplicații este prin utilizarea rollup-urilor, în special prin „rollups-as-a-service” (RaaS). Rollups-as-a-service este un tip de soluție de scalare blockchain care permite calculul și stocarea în afara lanțului, menținând în același timp securitatea și încrederea blockchain-ului subiacent. Acestea funcționează prin gruparea unui număr mare de tranzacții într-o singură tranzacție comprimată, care este apoi înregistrată pe un blockchain L1 subiacent, cel mai frecvent Ethereum.

Rollup-urile pot fi utilizate pentru aplicații, deoarece oferă o modalitate de a scala procesarea și stocarea tranzacțiilor pentru dApps construite pe aceste lanțuri, fără a sacrifica securitatea și încrederea blockchain-ului subiacent. În timp ce dezvoltatorul poate sacrifica o anumită personalizare în stratul de consens de bază în comparație cu o soluție bazată pe Cosmos, există mai multe avantaje ale utilizării unui rollup-as-a-service pentru un blockchain specific aplicației în loc de un lanț complet.

Poate cel mai important avantaj este că nu este nevoie ca dezvoltatorii să bootstrap un set de validator. Deoarece consensul și soluționarea sunt externalizate către un L1 subiacent, acest lucru are ca rezultat nu numai o soluție Appchain mai ieftină, ci și una care este mai robustă, deoarece este asigurată prin L1 subiacent. Mai mult decât atât, deoarece rollup-urile sunt soluții verticale care au structură modulară, ele nu sunt limitate la un singur cadru blockchain și pot folosi date și funcționalități pe mai multe blockchain.

În esență, în modelul rollup appchain, lanțurile L1 devin echivalentul „Hub-urilor” care conțin o mulțime de date și securitate. Un lanț de aplicații pentru jocuri, de exemplu, ar putea folosi o soluție bazată pe rollup în care securitatea Ethereum este valorificată pentru consens și soluționare, iar puterea ridicată a Solanei poate fi valorificată pentru viteza de execuție [7].

Companiile Rollups-as-a-service furnizează infrastructura și serviciile necesare dezvoltatorilor de aplicații pentru a-și implementa soluția personalizată de rollup. Diferite RaaS retrag acest set de instrumente la diferite niveluri: unele proiecte, cum ar fi Op Stack [8], sunt bazate pe SDK, permițând dezvoltatorului să personalizeze rollup-ul destul de extins, alte proiecte precum Constellation se concentrează pe un complet fără cod „alb- soluție de implementare glove, permițând dezvoltatorilor de aplicații să se concentreze pe partea „aplicație” a dezvoltării, mai degrabă decât pe partea „în lanț” a dezvoltării [9].

Implicațiile Appchains

Apariția și creșterea acestor soluții Appchain au câteva implicații profunde pentru peisajul infrastructurii Web3 în general. Appchains-urile introduc o schimbare paradigmatică între relația dintre „lanțuri” și „aplicații” de la un model bazat pe ofertă la un model bazat pe cerere.

Înainte, când soluțiile de infrastructură erau încă în curs de maturizare și multe concepte moderne de infrastructură, cum ar fi Proof of Stake, sharding și rollup-uri, erau încă în stadiul de demonstrare a conceptului, proiectele de infrastructură erau adesea implementate de dragul de a explora fezabilitatea acestor soluții tehnice. Acesta este de obicei cazul în „blockchain-urile de a treia generație”, cum ar fi Avalanche, Cardano, NEAR și Solana. Furnizarea acestor lanțuri (debitul lor și implementările tehnice) a condus cererea pentru aceste lanțuri. Cu alte cuvinte, designul „lanțurilor” a determinat designul „aplicațiilor”.

Cu toate acestea, creșterea appchain-urilor marchează o a patra generație distinctă de blockchain, în care cererea de blockchain conduce oferta acestor blockchain-uri. Toate rutele tehnice prezentate mai sus, rețeaua Cosmos, Hyperledger Fabric și Rollups-as-a-Service, prezintă soluții de implementare blockchain plug-and-play care sunt simple, personalizabile și rentabile. Nu a fost niciodată mai ușor să proiectați, să personalizați și să implementați propriul dvs. blockchain. Din această cauză, acum este invers invers: designul „aplicațiilor” determină designul „lanțurilor”.

Un rezultat probabil al acestui lucru este că va exista probabil o scenă L1 mai concentrată, cu o trecere de la o scenă de tip competiție monopolistică (unde diferite L1 sunt ușor diferențiate între ele) la o scenă oligopolistică, dominată de câteva brelocuri cu ecosisteme enorme și lichiditate. Acest lucru se datorează faptului că, odată cu apariția appchain-urilor, există mai puține motive pentru ca DApp-urile de nivel superior să se implementeze pe L1-uri mai mici, mai degrabă decât să își ruleze propriul lanț (cu caracteristici personalizabile infinit) sau să implementeze un pachet de aplicații pe un L1 mare și stabilit. Lanțurile L1 mai mici pur și simplu nu pot concura cu combinația dintre L1 mari și lanțuri de aplicații în ceea ce privește flexibilitatea, personalizarea, securitatea și suportul.

În plus, aplicațiile sunt, de asemenea, un mecanism cheie pentru integrarea instituțională la Web3. După cum am menționat anterior, deși lanțurile de întreprinderi precum Hyperledger sunt de obicei excluse din ideea noastră tipică despre Web3, ele folosesc aceleași tehnologii blockchain subiacente pentru a obține o mai mare transparență în logistică și managementul aprovizionării. Așadar, de ce nu poate fi extins și în plată și nu numai? Astfel, cred că va fi doar o chestiune de timp până când aceste blockchain-uri de nivel enterprise devin mai integrate cu proiectele native Web3 DeFi, plăți și NFT. Deja, există o anumită explorare în ceea ce privește fezabilitatea extinderii Cosmos IBC dincolo de doar lanțurile de aplicații Cosmos, conectând platforme precum Hyperledger Fabric și țintind alte soluții blockchain de nivel enterprise [10].

Concluzie

În zilele noastre, este clar că nu a existat și nu va exista niciodată un blockchain unic pentru toate. Fie că este vorba despre Cosmos SDK, Hyperledger Fabric sau Rollups-as-a-Service, maturitatea și ușurința implementării pentru aplicații personalizate vor transforma spațiul de infrastructură Web3 într-o experiență pe care o aplicați pe primul loc, pe utilizator - un semn de maturitate în creștere. în Web3. Viitorul spațiului Web3 este o galaxie cu mai multe lanțuri și, având în vedere personalizarea, eficacitatea și ușurința lor de implementare, aplicațiile vor juca un rol din ce în ce mai important în acest univers, strălucind ca stelele într-o galaxie a descentralizării.

🐦 @0xfishylosopher

📅 6 februarie 2023

Referințe

[1] Osmoza, un DEX cu lanț încrucișat: https://osmosis.zone/

[2] Curio.gg, companie de jocuri în lanț: https://www.curio.gg/

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

[4] Consultați Cartea albă BNB Chain: https://github.com/bnb-chain/whitepaper/blob/master/WHITEPAPER.md

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

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

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

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

[9] Consultați 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

Disclaimer: informațiile prezentate mai sus sunt pur educaționale, nu constituie sfaturi financiare și reprezintă doar punctul de vedere al autorului.

Mulțumesc mult prietenilor mei de la Constellation Labs pentru conversațiile lor perspicace despre Rollups-as-a-Service.