Công nghệ và ý nghĩa của Appchains
Phân tích nghiên cứu ban đầu của Web3.com Ventures
0xNhà nghiên cứu cá
Giới thiệu
Ethereum thật tuyệt vời – ít nhất là đối với hầu hết mọi người. Nhưng một trong những vấn đề chính của Ethereum và các blockchain công khai khác là không có nhiều khả năng tùy chỉnh. Chắc chắn, bạn có thể viết và triển khai các hợp đồng thông minh, nhưng với tư cách là một người dùng hoặc công ty, bạn thực sự không thể làm được gì nhiều về cơ chế đồng thuận, công cụ thực thi và kiến trúc cơ bản khác. Suy cho cùng, bạn không phải là người duy nhất sử dụng Ethereum, vì vậy bạn không thực sự có quyền đưa ra các quy tắc.
Giả sử bạn đang xây dựng một sàn giao dịch phi tập trung xuyên chuỗi cần tổng hợp dữ liệu từ tất cả các chuỗi khác nhau này [1], hoặc bạn muốn một trò chơi chiến lược thời gian thực trên chuỗi [2], hoặc bạn là một công ty Fortune 500 theo dõi chuỗi cung ứng của mình. Các blockchain công khai sẵn sàng không thực sự có thể xử lý các yêu cầu về thông lượng, tổng hợp dữ liệu hoặc quyền riêng tư mà các ứng dụng này cần. Đây là lúc khái niệm "chuỗi ứng dụng" xuất hiện. Appchain là các mạng blockchain phi tập trung, dành riêng cho ứng dụng được thiết kế để hỗ trợ các trường hợp sử dụng cụ thể và đáp ứng các yêu cầu cụ thể. Trong bài tiểu luận này, tôi sẽ khám phá ba cách tiếp cận mẫu mực đối với bối cảnh chuỗi ứng dụng mới nổi: hệ sinh thái Cosmos, Hyperledger Fabric và Rollups-as-a-Service (RaaS), trước khi thảo luận về sự gia tăng của chuỗi ứng dụng ảnh hưởng đến bối cảnh cơ sở hạ tầng Web3 nói chung.
Mạng lưới Cosmos
Mạng Cosmos có lẽ là một trong những giải pháp appchain quan trọng nhất trong Web3. Có từ năm 2016, mạng Cosmos hướng đến mục tiêu tạo ra một "mạng lưới blockchain" hay cơ sở hạ tầng của thế giới đa chuỗi. Về cơ bản, Cosmos cung cấp một bộ công cụ phát triển phần mềm (SDK), cung cấp cho các nhà phát triển các công cụ và giao diện họ cần để dễ dàng xây dựng các ứng dụng blockchain của riêng mình. Mặc dù SDK có một số kiến trúc mặc định có sẵn, chẳng hạn như giao thức đồng thuận Tendermint PoS, nhưng các nhà phát triển được trao nhiều quyền tự do để ghi đè các kiến trúc mặc định này và thiết kế một blockchain hoàn chỉnh với cơ chế đồng thuận tùy chỉnh, tiêu chuẩn mã thông báo và nền tảng hợp đồng thông minh của riêng nó.
Trong Mạng Cosmos, có hai loại blockchain riêng biệt: “hub” và “zone” [3]. “Zone” khá dễ hiểu — đây chỉ là các chuỗi ứng dụng cụ thể chạy ứng dụng (chẳng hạn như sàn giao dịch phi tập trung hoặc trò chơi trên chuỗi). Mặt khác, “Hub” có chức năng kết nối các “zone” này và các “hub” khác với nhau để cho phép giao tiếp giữa các chuỗi thông qua “Giao thức giao tiếp giữa các chuỗi” (IBC).
Trung tâm của mạng lưới Cosmos là “Cosmos Hub”, đây là chuỗi “Hub” đầu tiên được xây dựng trên mạng lưới Cosmos và về cơ bản hoạt động như một “Grand Central Station” cho tất cả các hub và zone khác. Tuy nhiên, như thể hiện trong sơ đồ trên, “Hub” không nhất thiết phải kết nối với Cosmos Hub. Ví dụ, một công ty tư nhân có thể chọn ra mắt hub riêng của mình để kết nối các zone riêng của mình.
Thật vậy, Cosmos SDK tập trung vào khả năng tùy chỉnh và khả năng tương tác, và các nhà phát triển được trao quyền tự do rộng rãi để trí tưởng tượng của họ bay bổng. Trong hệ sinh thái Cosmos có một số chuỗi L1 mục đích chung chính, chẳng hạn như Chuỗi BNB tương thích EVM (ban đầu là Chuỗi thông minh Binance) [4]. Đối với một nhà xây dựng chuỗi ứng dụng, khả năng tương tác của mạng Cosmos cực kỳ hữu ích, vì nó cho phép chuỗi ứng dụng truy cập dữ liệu từ nhiều chuỗi khác nhau thông qua IBC. Đây là một trong những lý do tại sao nhiều chuỗi ứng dụng được xây dựng bằng mạng Cosmos là oracle, DEX đa chuỗi và các dịch vụ khác yêu cầu tổng hợp dữ liệu từ nhiều chuỗi khác nhau.
Vải Hyperledger
Một cách khác để triển khai appchains là thông qua Hyperledger Fabric, một nền tảng blockchain nguồn mở để xây dựng các ứng dụng và giải pháp cấp doanh nghiệp. Đây là một trong những dự án thuộc Hyperledger, được Linux Foundation lưu trữ [5].
Giống như Cosmos SDK, Hyperledger Fabric được thiết kế để hỗ trợ kiến trúc mạng blockchain mô-đun và cung cấp tính linh hoạt trong việc xây dựng và triển khai các ứng dụng dựa trên blockchain. Nó cung cấp kiến trúc plug-and-play cho phép các thành phần như sự đồng thuận, dịch vụ thành viên và thực thi hợp đồng thông minh (chaincode) dễ dàng được thêm vào hoặc thay thế. Nhưng sự khác biệt quan trọng nhất giữa Cosmos SDK và Hyperledger Fabric là đối tượng: Cosmos SDK hướng đến người dùng và nhà phát triển gốc Web3, trong khi Hyperledger Fabric nhắm đến các khách hàng tổ chức cấp doanh nghiệp. Do đó, trong khi Cosmos SDK tập trung vào việc xây dựng một hệ thống phi tập trung, có thể tương tác, Hyperledger Fabric tập trung vào việc xây dựng các mạng riêng tư và được cấp phép, trong đó những người tham gia phải được ủy quyền rõ ràng để tham gia và tham gia vào mạng.
Thật vậy, các chuỗi ứng dụng cấp doanh nghiệp hoạt động theo cách rất khác so với các chuỗi ứng dụng gốc Web3. Trong khi các chuỗi ứng dụng gốc Web3 thường tập trung vào tokenomics và sử dụng cấu trúc blockchain để tài chính hóa sản phẩm của họ, các chuỗi ứng dụng cấp doanh nghiệp tập trung vào việc sử dụng blockchain như một cách hiệu quả để ghi lại và duy trì dữ liệu. Về cơ bản, các chuỗi ứng dụng cấp doanh nghiệp này tận dụng thực tế là các chuỗi khối là các cấu trúc dữ liệu chỉ thêm vào, có thể xác minh, chống giả mạo và có thể có các trình ghi dữ liệu trải rộng theo thời gian và vị trí địa lý. Về cơ bản, một chuỗi ứng dụng dựa trên Hyperledger Fabric chỉ đơn giản là tìm cách thay thế các cơ sở dữ liệu cũ kỹ, kém hiệu quả mà các doanh nghiệp đã duy trì trong nhiều thập kỷ.
Như thể hiện trong sơ đồ trên, về cơ bản tất cả các "nút được cấp phép" trên chuỗi khối Hyperledger Fabric đều là nhân viên ở nhiều bộ phận khác nhau của chuỗi cung ứng, sử dụng chuỗi khối như một cách để ghi lại đồng bộ các trạng thái dữ liệu khác nhau — chẳng hạn như nếu một sản phẩm đã vào nhà máy hoặc cửa hàng. Có ít sự tập trung hơn nhiều vào khả năng kết nối giữa các chuỗi khối khác nhau và không giống như Cosmos, không có hỗ trợ gốc cho kết nối liên chuỗi khối khi sử dụng Hyperledger Fabric. Thay vào đó, có các API dữ liệu và giao diện để tích hợp với các mạng hoặc hệ thống chuỗi khối khác. Điều này có nghĩa là có thể xây dựng các giải pháp truyền thông liên chuỗi khối khi sử dụng Hyperledger Fabric, nhưng nó đòi hỏi phải phát triển và tích hợp tùy chỉnh, không giống như thiết kế trung tâm và vùng tích hợp của hệ sinh thái Cosmos. Theo trực giác, điều này có lý: là một chuỗi ứng dụng cấp doanh nghiệp, các chuỗi khối được xây dựng bằng Hyperledger Fabric thường bị cô lập khỏi thế giới bên ngoài — xét cho cùng, bạn không muốn công chúng can thiệp vào dữ liệu chuỗi cung ứng của mình.
Một nghiên cứu điển hình về Hyperledger Fabric đang được áp dụng trong quản lý chuỗi cung ứng của Walmart. Appchain của Walmart, còn được gọi là “Nền tảng truy xuất nguồn gốc thực phẩm Walmart”, là một hệ thống truy xuất nguồn gốc thực phẩm dựa trên blockchain được thiết kế để cải thiện tính an toàn và minh bạch của thực phẩm trong chuỗi cung ứng [6]. Appchain của Walmart cho phép theo dõi và truy xuất các sản phẩm thực phẩm từ trang trại đến kệ hàng trong cửa hàng, giúp nhanh chóng xác định và cô lập mọi vấn đề tiềm ẩn về an toàn thực phẩm. Ở mọi giai đoạn trong quy trình, các nhà cung cấp phải tải nhãn và chứng chỉ xác thực lên blockchain thông qua giao diện web, nơi tất cả các bên liên quan có thể truy cập vĩnh viễn. Với blockchain đóng vai trò là “sự thật cơ bản” duy nhất của thông tin, điều này đã giảm đáng kể thời gian ghi lại và theo dõi các vấn đề về chất lượng thực phẩm, chẳng hạn như các bệnh do thực phẩm gây ra:
Hệ thống truy xuất nguồn gốc thực phẩm dựa trên blockchain Hyperledger Fabric được xây dựng cho hai sản phẩm này đã hoạt động. Đối với thịt lợn ở Trung Quốc, hệ thống này cho phép tải chứng chỉ xác thực lên blockchain, mang lại sự tin cậy hơn cho một hệ thống mà trước đây đây là vấn đề nghiêm trọng. Và đối với xoài ở Hoa Kỳ, thời gian cần thiết để truy xuất nguồn gốc của chúng đã giảm từ 7 ngày xuống còn… 2,2 giây! — Hyperledger Foundation [6]
Do đó, Hyperledger giới thiệu việc sử dụng appchain trong một bối cảnh hoàn toàn khác với Cosmos — đối với các trường hợp sử dụng lớn, cấp doanh nghiệp, nơi blockchain được sử dụng như một giải pháp thay thế cho các phương pháp ghi dữ liệu và theo dõi truyền thống. Chắc chắn, người ta có thể lập luận rằng trường hợp sử dụng appchain này "không thực sự là Web3", đơn giản vì nó không tận dụng các nguyên tắc tokenomics, phi tập trung và nguyên tắc gốc tiền điện tử theo cùng một cách. Nhưng việc doanh nghiệp áp dụng appchain không thể bị bỏ qua — công nghệ cơ bản là giống nhau và đây là một bước quan trọng để giành được sự tin tưởng của công chúng đối với các công nghệ blockchain để cho phép áp dụng hàng loạt. Và về lâu dài, nếu các công ty như Walmart có thiết lập appchain, thì việc tích hợp chúng vào thế giới "gốc Web3" sẽ dễ dàng hơn nhiều.
Rollups-as-a-Service
Một cách tiếp cận thay thế gần đây hơn để xây dựng appchain là thông qua việc sử dụng rollups, đặc biệt là thông qua “rollups-as-a-service” (RaaS). Rollups-as-a-service là một loại giải pháp mở rộng blockchain cho phép tính toán và lưu trữ ngoài chuỗi trong khi vẫn duy trì tính bảo mật và độ tin cậy của blockchain cơ bản. Chúng hoạt động bằng cách gom một số lượng lớn giao dịch thành một giao dịch nén duy nhất sau đó được ghi lại trên blockchain L1 cơ bản, phổ biến nhất là Ethereum.
Rollup có thể được sử dụng cho appchain vì chúng cung cấp một cách để mở rộng quy mô xử lý và lưu trữ giao dịch cho các dApp được xây dựng trên các chuỗi này, mà không làm mất đi tính bảo mật và độ tin cậy của blockchain cơ bản. Mặc dù nhà phát triển có thể hy sinh một số khả năng tùy chỉnh trong lớp đồng thuận cơ bản so với giải pháp dựa trên Cosmos, nhưng có một số lợi thế khi sử dụng rollup-as-a-service cho blockchain dành riêng cho ứng dụng thay vì chuỗi đầy đủ.
Có lẽ lợi thế quan trọng nhất là không cần nhà phát triển phải khởi động một bộ xác thực. Vì sự đồng thuận và giải quyết được thuê ngoài cho L1 cơ bản, điều này không chỉ tạo ra giải pháp appchain rẻ hơn mà còn mạnh mẽ hơn vì được bảo mật thông qua L1 cơ bản. Hơn nữa, vì rollup là các giải pháp theo chiều dọc có cấu trúc mô-đun, chúng không bị giới hạn trong một khuôn khổ blockchain duy nhất và có thể tận dụng dữ liệu và chức năng trên nhiều blockchain.
Về cơ bản, trong mô hình appchain rollup, các chuỗi L1 trở thành tương đương với “Hub” chứa nhiều dữ liệu và bảo mật. Ví dụ, một appchain trò chơi có thể sử dụng giải pháp dựa trên rollup, trong đó bảo mật của Ethereum được tận dụng để đồng thuận và giải quyết, và thông lượng cao của Solana có thể được tận dụng để tăng tốc độ thực thi [7].
Các công ty Rollups-as-a-service cung cấp cơ sở hạ tầng và dịch vụ cần thiết cho các nhà phát triển appchain để triển khai giải pháp rollup appchain tùy chỉnh của họ. Các RaaS khác nhau trừu tượng hóa bộ công cụ này thành các cấp độ khác nhau: một số dự án, chẳng hạn như Op Stack [8], dựa trên SDK, cho phép nhà phát triển tùy chỉnh rollup khá rộng rãi, các dự án khác như Constellation tập trung vào giải pháp triển khai "white-glove" hoàn chỉnh không cần mã, cho phép các nhà phát triển appchain tập trung vào phần "ứng dụng" của quá trình phát triển, thay vì phần "chuỗi" của quá trình phát triển [9].
Ý nghĩa của Appchains
Sự xuất hiện và phát triển của các giải pháp appchain này có một số ý nghĩa sâu sắc đối với bối cảnh cơ sở hạ tầng Web3 nói chung. Appchain mở ra một sự thay đổi mang tính mô hình giữa mối quan hệ giữa “chuỗi” và “ứng dụng” từ mô hình do cung cấp thúc đẩy sang mô hình do nhu cầu thúc đẩy.
Trước đây, khi các giải pháp cơ sở hạ tầng vẫn đang trong quá trình hoàn thiện và nhiều khái niệm cơ sở hạ tầng hiện đại như Proof of Stake, sharding và rollup vẫn đang trong giai đoạn chứng minh khái niệm, các dự án cơ sở hạ tầng thường được triển khai nhằm mục đích khám phá tính khả thi của các giải pháp kỹ thuật này. Trường hợp này thường xảy ra nhất ở các "blockchain thế hệ thứ ba" như Avalanche, Cardano, NEAR và Solana. Nguồn cung của các chuỗi này (thông lượng và triển khai kỹ thuật của chúng) thúc đẩy nhu cầu về các chuỗi này. Nói cách khác, thiết kế của "các chuỗi" quyết định thiết kế của "các ứng dụng".
Tuy nhiên, sự trỗi dậy của các chuỗi ứng dụng đánh dấu thế hệ thứ tư riêng biệt của các chuỗi khối, nơi nhu cầu về chuỗi khối thúc đẩy nguồn cung của các chuỗi khối này. Tất cả các tuyến đường kỹ thuật được trình bày ở trên, mạng Cosmos, Hyperledger Fabric và Rollups-as-a-Service, đều cung cấp các giải pháp triển khai chuỗi khối plug-and-play đơn giản, có thể tùy chỉnh và tiết kiệm chi phí. Việc thiết kế, tùy chỉnh và triển khai chuỗi khối của riêng bạn chưa bao giờ dễ dàng đến thế. Vì lý do này, giờ đây mọi thứ đã ngược lại: thiết kế của "ứng dụng" quyết định thiết kế của "chuỗi".
Một kết quả có thể xảy ra của điều này là có khả năng sẽ có một bối cảnh L1 tập trung hơn, với sự dịch chuyển từ bối cảnh cạnh tranh độc quyền (nơi các L1 khác nhau được phân biệt đôi chút với nhau) sang bối cảnh độc quyền nhóm, do một số chuỗi khóa thống trị với hệ sinh thái và tính thanh khoản khổng lồ. Điều này là do, với sự ra đời của các chuỗi ứng dụng, có ít lý do hơn để các DApp cấp cao triển khai trên các L1 nhỏ hơn thay vì chạy chuỗi riêng của chúng (với các tính năng có thể tùy chỉnh vô hạn) hoặc triển khai một chuỗi ứng dụng tổng hợp trên một L1 lớn, đã được thiết lập. Các chuỗi L1 nhỏ hơn đơn giản là không thể cạnh tranh với sự kết hợp của các L1 lớn và các chuỗi ứng dụng về mặt tính linh hoạt, tùy chỉnh, bảo mật và hỗ trợ.
Hơn nữa, các chuỗi ứng dụng cũng là một cơ chế quan trọng để đưa tổ chức lên Web3. Như đã đề cập trước đó, mặc dù các chuỗi doanh nghiệp như Hyperledger thường bị loại khỏi ý tưởng điển hình của chúng ta về Web3, nhưng chúng tận dụng các công nghệ blockchain cơ bản tương tự để đạt được tính minh bạch cao hơn trong quản lý hậu cần và cung ứng. Vậy tại sao điều này không thể mở rộng sang thanh toán và hơn thế nữa? Do đó, tôi tin rằng chỉ còn là vấn đề thời gian trước khi các chuỗi khối cấp doanh nghiệp này trở nên tích hợp hơn với các dự án DeFi, thanh toán và NFT gốc của Web3. Đã có một số khám phá về khả năng mở rộng Cosmos IBC vượt ra ngoài các chuỗi ứng dụng Cosmos, kết nối các nền tảng như Hyperledger Fabric và nhắm mục tiêu vào các giải pháp blockchain cấp doanh nghiệp khác [10].
Phần kết luận
Ngày nay, rõ ràng là chưa bao giờ có và sẽ không bao giờ có một blockchain phù hợp với tất cả. Cho dù thông qua Cosmos SDK, Hyperledger Fabric hay Rollups-as-a-Service, sự trưởng thành và dễ triển khai cho các appchain tùy chỉnh sẽ biến không gian cơ sở hạ tầng Web3 thành trải nghiệm ưu tiên ứng dụng, ưu tiên người dùng — một dấu hiệu cho thấy sự trưởng thành ngày càng tăng trong Web3. Tương lai của không gian Web3 là một thiên hà đa chuỗi và với khả năng tùy chỉnh, hiệu quả và dễ triển khai, các appchain sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong vũ trụ này, tỏa sáng như những vì sao trong thiên hà phi tập trung.
🐦 @0xfishylosopher
📅 Ngày 6 tháng 2 năm 2023
Tài liệu tham khảo
[1] Osmosis, một DEX chuỗi chéo: https://osmosis.zone/
[2] Curio.gg, công ty trò chơi trên chuỗi: https://www.curio.gg/
[3] https://newsletter.banklesshq.com/p/a-beginners-guide-to-cosmos
[4] Xem Sách trắng về Chuỗi BNB: https://github.com/bnb-chain/whitepaper/blob/master/WHITEPAPER.md
[5] https://www.ibm.com/products/blockchain-platform-hyperledger-fabric
[6] Nghiên cứu trường hợp Walmart: https://www.hyperledger.org/learn/publications/walmart-case-study
[7] Ví dụ từ https://messari.vercel.app/article/the-rollups-as-a-service-ecosystem
[8] Xem https://www.optimism.io/op-stack
[9] Xem https://constellation-labs.gitbook.io/constellation-labs-documentation/getting-started/overview
[10] https://medium.com/the-interchain-foundation/expanding-the-interchain-take-ibc-beyond-cosmos-appchains-b0f9bebb4405
Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: thông tin được trình bày ở trên chỉ mang tính chất giáo dục, không cấu thành lời khuyên tài chính và chỉ thể hiện quan điểm của tác giả.
Xin chân thành cảm ơn những người bạn của tôi tại Constellation Labs vì những cuộc trò chuyện sâu sắc của họ về Rollups-as-a-Service.