Технологии и применение цепочек приложений

Оригинальный анализ исследования Web3.com Ventures

0xрышилософер

Введение

Эфириум великолепен — по крайней мере, для большинства людей. Но одна из ключевых проблем Ethereum и других общедоступных блокчейнов заключается в том, что у них не так много возможностей настройки. Конечно, вы можете писать и развертывать смарт-контракты, но как отдельный пользователь или компания вы мало что можете сделать с механизмами консенсуса, механизмами выполнения и другой базовой архитектурой. В конце концов, вы не единственный, кто использует Ethereum, поэтому вам не приходится диктовать правила.

Предположим, вы создаете межсетевую децентрализованную биржу, которой необходимо агрегировать данные из всех этих различных цепочек [1], или вам нужна внутрисетевая стратегическая игра в реальном времени [2], или вы входите в список Fortune 500. отслеживание вашей цепочки поставок. Готовые общедоступные блокчейны на самом деле не могут удовлетворить требования к пропускной способности, агрегации данных или конфиденциальности, которые необходимы этим приложениям. Именно здесь появляется концепция «цепочки приложений». Цепочки приложений — это децентрализованные сети блокчейнов, ориентированные на конкретные приложения, которые предназначены для поддержки конкретных сценариев использования и удовлетворения конкретных требований. В этом эссе я рассмотрю три образцовых подхода к развивающемуся ландшафту цепочек приложений: экосистему Cosmos, Hyperledger Fabric и Rollups-as-a-Service (RaaS), прежде чем обсудить, как рост цепочек приложений влияет на ландшафт инфраструктуры Web3 в целом.

Космос Сеть

Сеть Cosmos, пожалуй, является одним из наиболее важных решений для цепочки приложений в Web3. Начиная с 2016 года, сеть Cosmos стремится создать «Интернет блокчейнов» или инфраструктуру многоцепочного мира. По сути, Cosmos предоставляет комплект разработки программного обеспечения (SDK), который предоставляет разработчикам инструменты и интерфейсы, необходимые для легкого создания собственных блокчейн-приложений. Несмотря на то, что SDK имеет несколько готовых архитектур по умолчанию, таких как консенсусный протокол Tendermint PoS, разработчикам предоставляется большая свобода действий для перезаписи этих архитектур по умолчанию и разработки блокчейна с собственным механизмом консенсуса, стандартами токенов и интеллектуальными Контрактные платформы.

В сети Cosmos существует два различных типа блокчейнов: «концентраторы» и «зоны» [3]. «Зоны» довольно просты для понимания — это всего лишь цепочки, специфичные для приложения, которые запускают само приложение (например, децентрализованную биржу или онлайн-игру). С другой стороны, «концентраторы» предназначены для соединения этих «зон» и других «концентраторов» вместе, чтобы обеспечить межцепочную связь через «протокол связи между блокчейнами» (IBC).

В центре сети Cosmos находится «Cosmos Hub», первая сеть «Hub», построенная в сети Cosmos, и по сути действует как «Grand Central Station» для всех других узлов и зон. Тем не менее, как показано на схеме выше, «концентраторы» не обязательно должны подключаться к Cosmos Hub. Например, частная компания может решить запустить собственный частный хаб, соединяющий ее собственные частные зоны.

Действительно, Cosmos SDK ориентирован на настраиваемость и совместимость, и разработчикам предоставляется широкая свобода действий, позволяющая дать волю своему воображению. В экосистеме Cosmos есть несколько основных цепочек L1 общего назначения, таких как EVM-совместимая цепочка BNB (первоначально Binance Smart Chain) [4]. Для создателя цепочки приложений совместимость сети Cosmos невероятно полезна, поскольку она позволяет цепочке приложений получать доступ к данным из большого количества цепочек через IBC. Это одна из причин, почему многие цепочки приложений, созданные с использованием сети Cosmos, представляют собой оракулы, многоцепочные DEX и другие сервисы, требующие агрегирования данных из самых разных цепочек.

Ткань Hyperledger

Еще один способ внедрения цепочек приложений — через Hyperledger Fabric, блокчейн-платформу с открытым исходным кодом для создания приложений и решений корпоративного уровня. Это один из проектов под эгидой Hyperledger, хостингом которого является Linux Foundation [5].

Как и Cosmos SDK, Hyperledger Fabric предназначен для поддержки модульной сетевой архитектуры блокчейна и обеспечения гибкости при создании и развертывании приложений на основе блокчейна. Он обеспечивает архитектуру Plug-and-Play, которая позволяет легко добавлять или заменять такие компоненты, как консенсус, службы членства и выполнение смарт-контрактов (чейнкод). Но самое важное различие между Cosmos SDK и Hyperledger Fabric заключается в аудитории: Cosmos SDK ориентирован на пользователей и разработчиков, использующих Web3, тогда как Hyperledger Fabric ориентирован на институциональных клиентов корпоративного уровня. Таким образом, в то время как Cosmos SDK фокусируется на создании децентрализованной, совместимой системы, Hyperledger Fabric фокусируется на создании частных и разрешенных сетей, где участники должны быть явно авторизованы для присоединения и участия в сети.

Действительно, цепочки приложений корпоративного уровня работают совершенно иначе, чем цепочки приложений на основе Web3. В то время как цепочки приложений, основанные на Web3, часто фокусируются на токеномике и используют структуру блокчейна для финансиализации своих продуктов, цепочки приложений корпоративного уровня сосредотачиваются на использовании блокчейна как эффективного способа записи и хранения данных. По сути, эти цепочки приложений корпоративного уровня используют тот факт, что блокчейны представляют собой защищенные от несанкционированного доступа, проверяемые структуры данных, доступные только для добавления, которые могут распределять записывающие устройства по времени и географическим местоположениям. По сути, цепочка приложений на основе Hyperledger Fabric просто стремится заменить пыльные и неэффективные базы данных, которые предприятия поддерживают десятилетиями.

Как показано на диаграмме выше, по сути, все «разрешенные узлы» в блокчейне Hyperledger Fabric являются сотрудниками различных частей цепочки поставок, которые используют блокчейн как способ синхронной записи различных состояний данных — например, если часть продукта зашел на фабрику или в магазин. Гораздо меньше внимания уделяется взаимосвязи между различными блокчейнами, и, в отличие от Cosmos, здесь нет встроенной поддержки межблокчейновых связей с использованием Hyperledger Fabric. Вместо этого существуют API-интерфейсы данных и интерфейсы для интеграции с другими сетями или системами блокчейна. Это означает, что с помощью Hyperledger Fabric можно создавать решения для межблочной связи, но для этого требуется индивидуальная разработка и интеграция, в отличие от встроенной конструкции концентратора и зоны экосистемы Cosmos. Интуитивно это имеет смысл: в качестве цепочки приложений корпоративного уровня блокчейны, созданные с использованием структуры Hyperledger, обычно изолированы от внешнего мира — в конце концов, вы не хотите, чтобы общественность вмешивалась в данные вашей цепочки поставок.

Одним из примеров использования Hyperledger Fabric в действии является управление цепочкой поставок Walmart. Цепочка приложений Walmart, также известная как «Платформа отслеживания пищевых продуктов Walmart», представляет собой систему отслеживания пищевых продуктов на основе блокчейна, предназначенную для повышения безопасности пищевых продуктов и прозрачности в цепочке поставок [6]. Цепочка приложений Walmart позволяет отслеживать продукты питания от фермы до полок магазинов, помогая быстро выявлять и изолировать любые потенциальные проблемы с безопасностью пищевых продуктов. На каждом этапе процесса поставщикам приходилось загружать этикетки и сертификаты подлинности через веб-интерфейс в блокчейн, где они были бы постоянно доступны всем заинтересованным сторонам. Поскольку блокчейн служит единой «истинной» информацией, это значительно сокращает время для регистрации и отслеживания проблем с качеством продуктов питания, таких как болезни пищевого происхождения:

Система отслеживания продуктов питания на основе блокчейна Hyperledger Fabric, созданная для этих двух продуктов, сработала. Для свинины в Китае это позволило загружать сертификаты подлинности в блокчейн, что повысило доверие к системе, где раньше это было серьезной проблемой. А для манго в США время, необходимое для отслеживания их происхождения, увеличилось с 7 дней до… 2,2 секунды! — Фонд Hyperledger [6]

Таким образом, Hyperledger демонстрирует использование цепочек приложений в совершенно иных условиях, чем Cosmos — в крупных сценариях использования корпоративного уровня, где блокчейн используется в качестве альтернативы традиционным методам записи и отслеживания данных. Конечно, можно утверждать, что этот вариант использования цепочек приложений «на самом деле не Web3» просто потому, что он не использует токеномику, децентрализацию и криптонативные принципы одинаковым образом. Но внедрение цепочек приложений на предприятиях нельзя игнорировать — базовая технология та же, и это жизненно важный шаг к завоеванию общественного доверия к технологиям блокчейна, чтобы обеспечить массовое внедрение. И в долгосрочной перспективе, если у таких компаний, как Walmart, есть сеть приложений, их гораздо проще интегрировать в «родной для Web3» мир.

Накопительные пакеты как услуга

Более поздний альтернативный подход к созданию цепочек приложений заключается в использовании накопительных пакетов, особенно посредством «коллапов как услуги» (RaaS). Rollups-as-a-service — это тип решения для масштабирования блокчейна, который позволяет выполнять вычисления и хранить вне цепочки, сохраняя при этом безопасность и доверие базовой цепочки блоков. Они работают путем объединения большого количества транзакций в одну сжатую транзакцию, которая затем записывается в базовый блокчейн L1, чаще всего в Ethereum.

Накопительные пакеты можно использовать для цепочек приложений, поскольку они обеспечивают способ масштабирования обработки и хранения транзакций для dApps, построенных на этих цепочках, без ущерба для безопасности и доверия базовой цепочки блоков. Хотя разработчик может пожертвовать некоторыми возможностями настройки на базовом уровне консенсуса по сравнению с решением на основе Cosmos, существует несколько преимуществ использования объединения как услуги для блокчейна конкретного приложения вместо полной цепочки.

Возможно, самым важным преимуществом является то, что разработчикам не нужно загружать набор валидаторов. Поскольку консенсус и расчет передаются на аутсорсинг базовому L1, это приводит не только к более дешевому решению для цепочки приложений, но и к более надежному, поскольку оно защищено базовым L1. Более того, поскольку накопительные пакеты представляют собой вертикальные решения, имеющие модульную структуру, они не ограничены единой структурой блокчейна и могут использовать данные и функциональные возможности нескольких блокчейнов.

По сути, в модели объединенной цепочки приложений цепочки L1 становятся эквивалентом «концентраторов», которые содержат множество данных и обеспечивают безопасность. Например, цепочка игровых приложений может использовать объединенное решение, в котором безопасность Ethereum используется для достижения консенсуса и расчетов, а высокая пропускная способность Solana может использоваться для скорости выполнения [7].

Компании, предоставляющие агрегацию как услугу, предоставляют инфраструктуру и услуги, необходимые разработчикам цепочек приложений для реализации их собственных решений по объединению цепочек приложений. Различные RaaS абстрагируют этот набор инструментов на разные уровни: некоторые проекты, такие как Op Stack [8], основаны на SDK, что позволяет разработчику довольно широко настраивать накопительный пакет, другие проекты, такие как Constellation, ориентированы на полное отсутствие кода «белого кода». решение для развертывания «перчатка», позволяющее разработчикам цепочки приложений сосредоточиться на части разработки «приложения», а не на части разработки «цепочки» [9].

Последствия Appchains

Появление и распространение этих решений для цепочек приложений имеет несколько глубоких последствий для ландшафта инфраструктуры Web3 в целом. Цепочки приложений знаменуют парадигматическое изменение отношений между «цепочками» и «приложениями» от модели, ориентированной на предложение, к модели, ориентированной на спрос.

Раньше, когда инфраструктурные решения все еще находились на стадии зрелости, а многие современные инфраструктурные концепции, такие как Proof of Stake, сегментирование и объединение, все еще находились на стадии проверки концепции, инфраструктурные проекты часто реализовывались ради изучения осуществимости этих технических решений. Чаще всего это происходит в «блокчейнах третьего поколения», таких как Avalanche, Cardano, NEAR и Solana. Предложение этих цепочек (их пропускная способность и техническая реализация) стимулировало спрос на эти цепочки. Другими словами, дизайн «цепочек» определял дизайн «приложений».

Однако появление цепочек приложений знаменует собой отчетливое четвертое поколение блокчейнов, где спрос на блокчейны стимулирует предложение этих блокчейнов. Все технические маршруты, представленные выше, сеть Cosmos, Hyperledger Fabric и Rollups-as-a-Service, представляют собой готовые к использованию решения по развертыванию блокчейна, которые являются простыми, настраиваемыми и экономически эффективными. Никогда еще не было так легко спроектировать, настроить и развернуть собственный блокчейн. Из-за этого теперь все наоборот: дизайн «приложений» определяет дизайн «цепочек».

Одним из вероятных результатов этого является то, что, вероятно, возникнет более концентрированная сцена L1 с переходом от сцены монополистической конкуренции (где разные L1 слегка различаются друг от друга) к олигополистической сцене, в которой доминируют несколько цепочек ключей с огромные экосистемы и ликвидность. Это связано с тем, что с появлением цепочек приложений у DApp верхнего уровня становится меньше причин для развертывания на меньших L1, вместо того, чтобы запускать собственную цепочку (с бесконечно настраиваемыми функциями) или развертывать совокупность цепочки приложений на большом, установленном L1. Меньшие цепочки L1 просто не могут конкурировать с комбинацией крупных L1 и цепочек приложений с точки зрения гибкости, настройки, безопасности и поддержки.

Кроме того, цепочки приложений также являются ключевым механизмом институциональной адаптации к Web3. Как упоминалось ранее, хотя корпоративные сети, такие как Hyperledger, обычно исключаются из нашего типичного представления о Web3, они используют те же базовые технологии блокчейна для достижения большей прозрачности в логистике и управлении поставками. Так почему же это нельзя распространить на оплату и не только? Таким образом, я считаю, что это будет лишь вопросом времени, когда эти блокчейны корпоративного уровня станут более интегрированными с собственными проектами Web3 DeFi, платежами и NFT. Уже проводятся некоторые исследования возможности расширения Cosmos IBC за пределы цепочек приложений Cosmos, подключения таких платформ, как Hyperledger Fabric, и ориентации на другие блокчейн-решения корпоративного уровня [10].

Заключение

Сегодня ясно, что никогда не было и никогда не будет универсального блокчейна. Будь то Cosmos SDK, Hyperledger Fabric или Rollups-as-a-Service, зрелость и простота развертывания пользовательских цепочек приложений превратят инфраструктурное пространство Web3 в среду, ориентированную на приложения и пользователей, что является признаком растущей зрелости. в Веб3. Будущее пространства Web3 — это многоцепочная галактика, и, учитывая их настраиваемость, эффективность и простоту развертывания, цепочки приложений будут играть все более важную роль в этой вселенной, сияя, как звезды в галактике децентрализации.

🐦 @0xfishylosopher

📅 6 февраля 2023 г.

Рекомендации

[1] Осмос, перекрестная DEX: https://osmosis.zone/

[2] Curio.gg, компания, занимающаяся онлайн-играми: https://www.curio.gg/

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

[4] См. технический документ о цепочке BNB: https://github.com/bnb-chain/whitepaper/blob/master/WHITEPAPER.md.

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

[6] Пример использования Walmart: https://www.hyperledger.org/learn/publications/walmart-case-study.

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

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

[9] См. https://constellation-labs.gitbook.io/constellation-labs-documentation/getting-started/overview.

[10] https://medium.com/the-interchain-foundation/expanding-the-interchain-takeing-ibc-beyond-cosmos-appchains-b0f9bebb4405

Отказ от ответственности: представленная выше информация носит чисто образовательный характер, не представляет собой финансовую рекомендацию и отражает точку зрения исключительно автора.

Большое спасибо моим друзьям из Constellation Labs за их содержательные беседы о накопительных пакетах как услуге.