Что такое аппчейны (appchains)?

Что такое аппчейны?

Аппчейн (application-specific blockchain, appchain) — блокчейн, предназначенный исключительно для работы одного конкретного децентрализованного приложения (dapp).

Использование подобных решений наделяет разработчиков большей свободой при формировании экосистем, структур управления и алгоритмов консенсуса для создаваемых ими децентрализованных приложений.

Как работают аппчейны?

Аппчейны работают примерно так же, как и базовый блокчейн, но поверх последнего. Главное отличие в том, что они — app-specific. 

В контексте безопасности аппчейны опираются на блокчейны первого уровня (L1). Такие системы хорошо кастомизируются и обладают значительным потенциалом производительности, поскольку не конкурируют с L1-приложениями за вычислительную мощность и пространство для хранения данных. 

У подобных решений, как правило, есть utility-токен. Он используется для стейкинга, в качестве внутренней валюты приложения, а также для голосований. 

Работу аппчейнов поддерживают валидаторы из основной сети (если те согласны направлять ресурсы на конкретное приложение).

Какие преимущества у аппчейнов?

Использование нового подхода при создании приложений имеет ряд преимуществ в сравнении с L1, решениями второго уровня (L2) и сайдчейнами. Как уже говорилось, аппчейны привносят кастомизируемость и увеличивают производительность систем, не жертвуя безопасностью, поскольку опираются на базовый блокчейн.

Непосредственное использование L1 при создании dapps предполагает конкуренцию с другими приложениями за ограниченные вычислительные ресурсы. Это чревато вероятным снижением производительности и продолжительным процессом обновления платформ, поскольку разработчики не контролируют протокол консенсуса.

Из-за соперничества между dapps на базе одной сети возможна ситуация, когда всего одно популярное приложение использует несоразмерно большой объем ресурсов. Это приводит к увеличению комиссий (как, например, на фоне запуска XEN Crypto) и задержкам при обработке транзакций. 

Аппчейны предполагают низкие и предсказуемые издержки при проведении операций, что благотворно сказывается на пользовательском опыте.

По мере роста популярности децентрализованных приложений разработчики могут столкнуться с необходимостью расширенной кастомизации и оптимизации различных параметров, включая пропускную способность, финализацию, уровень безопасности и степень доступности (permissionless или permissioned).

Для традиционных организаций аппчейны предоставляют возможность погрузиться в Web3, не делая платформы общедоступными с самого первого дня. Например, компании могут на первых порах требовать от валидаторов соблюдения KYC, полагаться на ограниченный круг разработчиков и выбирать конкретные сервисы для кроссчейн-взаимодействия.

Какие недостатки у аппчейнов?

Основное отличие и, возможно, ограничение аппчейнов состоит в том что они «заточены» под одно конкретное приложение. L2-решения, напротив, способны взаимодействовать с самыми различными dapps.

Аппчейны предполагают ограниченную компонуемость и некоторую степень изоляции, что чревато фрагментацией ликвидности. Проблема во многом решается за счет интеграции кроссчейн-мостов, однако последние часто являются мишенью для хакеров.

Если приложение используется недостаточно активно, то запуск и поддержание аппчейна могут оказаться напрасной тратой времени и средств. Выделенные для платформы валидаторы могут эффективно задействовать ресурсы в каком-либо другом месте. 

Работа аппчейна может быть сопряжена с различными сложностями. Например, связанными с управлением дополнительными инфраструктурными элементами вроде секвенсоров или валидаторов. 

В распоряжении разработчиков может и не быть готовых решений «из коробки» — обозревателей блоков, RPC-провайдеров, индексаторов, оракулов, фиатных шлюзов и т. д.

В создании L1-решений есть свои плюсы — например, доступность огромного объема ресурсов, инфраструктурных элементов, инструментов для разработчиков (особенно начинающих). Такое изобилие может упрощать интеграцию с различными экосистемами.

Благодаря L2 разработчики могут повышать масштабируемость сервисов без необходимости внесения значительных изменений в кодовую базу. 

Решения второго уровня также предполагают высокий уровень безопасности, поскольку опираются на основной блокчейн. Например, Optimism и Arbitrum быстро обрабатывают транзакции, а в основную сеть отправляют «доказательства мошенничества» (fraud proofs) благодаря технологии Optimistic rollups.

Чем аппчейны отличаются от сайдчейнов?

Сайдчейны предполагают работу параллельной сети с двусторонней привязкой к основной, но такие решения не полагаются на безопасность L1. От L2 сайдчейны отличаются тем, что не отправляют транзакции в основной блокчейн. 

Аппчейны создаются под конкретное приложение (app-specific). Сайдчейны же выполняют операции любого рода. Их основной недостаток — сниженная безопасность из-за ограниченной децентрализации.

Один из самых известных сайдчейнов — Polygon Proof of Stake, входящий в экосистему проекта Polygon. Последний включает также Polygon Edge — среду разработки с открытым исходным кодом, позволяющую создавать L2-решения.

У каких проектов есть аппчейны?

Некоторые блокчейн-проекты предоставляют разработчикам возможность создавать аппчейны. Среди них:

• парачейны Polkadot;
• Cosmos Zones;
• подсети Avalanche (subnets);
• Polygon Supernets.

Парачейны Polkadot

Polkadot представляет собой сеть EVM-совместимых блокчейнов — парачейнов, соединенных с центральной сетью (Relay Chain). Последняя специализируется на валидации транзакций всех связанных с ней систем. 

В Relay Chain задействован механизм консенсуса Proof-of-Stake, где валидаторы стейкируют DOT (нативный токен Polkadot). 

Каждая группа валидаторов ответственна за конкретный парачейн, назначается и поддерживается коллаторами: они собирают транзакции пользователей и подтверждают блоки на основе алгоритма Proof-of-Validity (доказательство валидности). За свою работу в качестве нод коллаторы получают награду, размер которой зависит от конкретного парачейна.

Число слотов под парачейны в сети Polkadot ограничено 100. Распределяются они с помощью аукционов, в ходе которых держатели DOT голосуют за проекты для последующего их подключения к Relay Chain.

«Парачейн-слоты можно получить только на определенный период продолжительностью до двух лет. По завершении этого срока слот возвращается на аукцион», — поясняется на сайте проекта.

Парачейны могут также служить в качестве мостов, соединяющих сеть Polkadot с внешними L1-блокчейнами вроде Ethereum. 

Такие решения предоставляют разработчиками все вышеописанные возможности аппчейнов, включая свободу выбора экономической или управленческой структуры, позволяя использовать utility-токены. 

Один из главных недостатков парачейнов заключается в ограниченном количестве слотов, которые можно выиграть в ходе аукциона. Это делает подобные решения менее доступными. 

Команда Polkadot работает над паратредами — парачейнами с оплатой по факту использования. Решение позволит разработчикам не дожидаясь аукциона парачейнов, загрузить код проекта в Relay Chain и запустить несколько коллаторов. В дальнейшем паратреды можно будет обновлять до парачейнов в случае участия и победы в аукционах.

Число поддерживаемых Polkadot паратредов также ограничено — до 10 000. 

Другой недостаток экосистемы состоит в том, что Relay Chain не поддерживает смарт-контракты. Это ограничивает возможности сети Polkadot.

Примеры парачейн-проектов:

• Acala — DeFi-хаб для сети Polkadot;
• Litentry — кроссчейн-агрегатор решений для идентификации.