Вступ

У міру того, як світ рухається до масового впровадження продуктів і послуг Web3, зростає потреба в більш масштабованих і спеціалізованих системах на Web3. Люди переходять від традиційного Інтернету до блокчейну, а додатки, побудовані на загальнодоступних блокчейнах, не в змозі забезпечити необхідний рівень персоналізованого досвіду. Як наслідок, виникла нагальна потреба у спеціалізованих блокчейн-рішеннях, що призвело до появи додатків (Appchains).

Appchains обіцяє забезпечити плавний перехід від Web2 до Web3. Поточна система блокчейн є повільною і немасштабованою; таким чином, у звичайних інтернет-користувачів немає стимулів для переходу на Web3. З появою блокчейнів, орієнтованих на конкретні додатки, які пропонують індивідуальний та спеціалізований досвід, розробники зможуть створювати покращені додатки, які перевершують платформи Web2.

Що таке ланцюжки?

Також відомі як прикладні блокчейни, апчейн - це спеціалізовані блокчейни, розроблені для конкретних додатків. Іншими словами, апчейн - це спеціальний блокчейн, який обслуговує лише певний додаток. Це суттєва відмінність від публічних блокчейнів, які вміщують багато додатків. Ланцюжки дозволяють розробникам контролювати основну інфраструктуру системи, включаючи структуру управління, механізм консенсусу та функції безпеки. Основне призначення ланцюжків - це гнучкість і свобода, яку мають розробники, що дає їм можливість створювати стійкі, ефективні та масштабовані системи.

Потреба в ланцюжках

Джерело: Learnnear.club - Сфера застосування блокчейнів у порівнянні з блокчейнами загального призначення

У міру того, як індустрія блокчейну розвивається, швидко приходить усвідомлення того, що універсальний підхід не може задовольнити специфічні потреби різноманітних додатків. Індустрія хотіла спеціалізації та масштабованості від існуючих систем, але блокчейн-додатки були побудовані на загальнодоступних блокчейнах, кожен з яких використовував лише один пул пам'яті. Це означає, що між додатками існувала величезна конкуренція за швидкість, обсяг пам'яті та пропускну здатність. Розробникам потрібен був власний ланцюжок, де вони могли б створювати масштабовані додатки без необхідності конкурувати з іншими додатками за ресурси. Стало зрозуміло, що для того, щоб Web3 був достатньо привабливим для масового впровадження, потрібні блокчейн-рішення, орієнтовані на конкретні додатки.

Ланцюжки з'явилися як рішення існуючих проблем у блокчейн-просторі. Він підвищує продуктивність Web3-додатків і покращує їх функціональність. Оскільки вони не конкурують з іншими додатками за сховища та обчислювальні ресурси, ланцюжки забезпечують кращу продуктивність, більший контроль та кращу кастомізацію.

Переваги використання ланцюжків

Якщо говорити більш детально, то можна виділити наступні переваги використання ланцюжків:

1) Масштабованість: Ланцюги можуть дозволити блокчейн-додаткам досягти масштабованості, яку раніше було неможливо уявити. Оскільки додаткам, побудованим на ланцюжках, не доводиться конкурувати за блокчейн-простір, це призводить до підвищення продуктивності та пропускної здатності. Більше користувачів можуть безперешкодно користуватися додатком, оскільки зменшується перевантаження, на відміну від додатків, розміщених на публічних блокчейнах.

2) Інтероперабельність: Ланцюжки дозволяють розробникам створювати додатки, які можуть взаємодіяти та обмінюватися цінностями в рамках ширшої екосистеми блокчейну. Завдяки можливості кастомізації, яку пропонують ланцюжки, додатки можуть обирати, з яким учасником екосистеми взаємодіяти, що підвищує зручність використання та безпеку.

3) Кастомізація: Ланцюги дають розробникам свободу творчості та свободу створювати свої додатки на замовлення. Їм не потрібно покладатися на ресурси публічних блокчейнів, перш ніж створювати власні, що підвищує гнучкість та інноваційність. За допомогою ланцюжків розробники можуть обирати бажану структуру управління, механізм консенсусу та економічні моделі, не покладаючись на сторонні системи.

4) Інновації: Впроваджувати інновації в блокчейнах легше, ніж в будь-якому іншому типі блокчейнів, завдяки свободі, яку вони надають. Оскільки вони не залежать від основного блокчейну, розробники можуть пробувати нові речі, що призводить до кращих інновацій.

5) Ефективність: Оскільки вони сфокусовані на одному додатку, ланцюжки досягають високої ефективності, яка майже неможлива в універсальних блокчейнах. Це призводить до покращення користувацького досвіду та пришвидшення швидкості транзакцій і пропускної здатності.

6) Безпека: Ланцюги можуть бути розроблені з функціями безпеки, які відповідають конкретному випадку використання додатку, що підвищує загальну безпеку платформи. Це дозволяє створити додаток, який може впоратися з унікальними загрозами та вразливостями, притаманними саме йому.

7) Суверенітет: Ланцюги можуть бути незалежними і самодостатніми, що знижує ризик каскадних збоїв з боку інших систем. Це дозволяє додатку мати високий рівень успіху, оскільки все, що відбувається в екосистемі, легко контролюється.

Недоліки використання ланцюжків

Незважаючи на численні переваги використання ланцюжків додатків, слід враховувати деякі обмеження. Основним недоліком є складність побудови ланцюжків порівняно з традиційними блокчейнами. Крім того, створення ланцюжків є дорогим і трудомістким процесом, що супроводжується ризиками для безпеки та сумісності.

1) Ресурсоємність: Розробка ланцюжків є ресурсномісткою, вимагає значних інвестицій в експертизу, фінансових витрат і часу команди. Запуск ланцюжка вимагає дуже довгого переліку додаткової інфраструктури, яку необхідно узгодити з валідаторами. На відміну від публічних блокчейнів, які вже мають готову інфраструктуру, розробники блокчейнів потребують більшої команди та більших витрат, що може бути недоступним для стартапів, особливо на ранніх стадіях їхнього розвитку.

2) Питання безпеки: Розробка ланцюжків передбачає створення великої кількості ресурсів з нуля, включаючи функції безпеки. Безпека ланцюжків значною мірою залежить від прийняття користувачами додатку, ефективності валідаторів та ціни його власного токена. Якщо розробники йдуть на компроміс з будь-якими вимогами безпеки, щоб зменшити витрати, система буде вразливою до вразливостей безпеки.

3) Менша екосистема: Оскільки вони є новими і більш індивідуальними, спільнота, що слідує за ланцюжками, дуже низька порівняно з усталеними блокчейн-платформами. Це обмежує доступну підтримку та ресурси систем, а також може негативно вплинути на безпеку платформи.

4) Складність: Хоча спеціалізована природа ланцюжків є чудовою особливістю, платформа стає дуже складною, що ускладнює розробку та підтримку додатку з часом.

5) Відсутність композитності: На публічних блокчейнах додатки мають атомарну компоновку, коли кожен додаток безперешкодно взаємодіє з декількома протоколами. Ця атомарна композиційність є унікальною особливістю Web3-додатків, яка дозволяє їм вирішувати різноманітні завдання. Однак, апчейнам не вистачає атомарної композитності, оскільки вони будуються ізольовано від інших блокчейнів. Досягнення сумісності в ланцюжках вимагає складних процесів, таких як з'єднання між ланцюжками, які не можуть бути досягнуті атомарно.

6) Перекриття ризиків: Ще одним обмеженням ланцюжків є ризик об'єднання активів. Усунення ризиків є особливою проблемою для DeFi-додатків, оскільки їхня функціональність залежить від поєднання декількох активів, таких як ETH, стейблкоіни та BTC. Використання мостів зазвичай погіршує взаємодію з користувачем і підвищує вразливість до загроз безпеці. Цей ризик ще вищий у випадку з ланцюжками, оскільки вони можуть не залучати авторитетні мости, змушуючи їх задовольнятися централізованими мостами або мостами, виготовленими на замовлення.

Як працює блокчейн?

Джерело: <a href="https://medium.com/@OneBlockplus/how-does-appchains-become-the-potential-chain-of-web3-2f44ae20eab3"" > Medium.com/@OneBlockplus - Зображення, що демонструє ланцюжки як спеціалізовані блокчейн-рішення

Ланцюжки використовують основні принципи технології блокчейн з унікальними атрибутами, які відповідають додатку. Ця спеціалізація відрізняє їх від традиційних блокчейнів і зумовлює відмінні якості. Вони функціонують завдяки використанню своїх індивідуальних блокчейн-середовищ, адаптованих до конкретного протоколу або додатку, забезпечуючи незалежну обробку смарт-контрактів і транзакцій в рамках ланцюжка поставок.

Оскільки розробники додатків на основі ланцюжків можуть налаштовувати такі параметри, як вибір стандартів токенів, механізмів консенсусу, моделей управління тощо, вони мають більшу гнучкість та ефективність порівняно з традиційними додатками для мобільних пристроїв.

Використовуючи три критерії, нижче описано, як працюють ланцюжки:

1) Кастомізовані механізми консенсусу: Замість того, щоб покладатися на універсальне рішення, доступне в публічних блокчейнах, апчейни можуть реалізовувати кастомізовані механізми консенсусу, які найкраще підходять для їх конкретних цілей. Ця гнучкість дозволяє створювати більш раціональні варіанти використання в залежності від цільового призначення програми. Наприклад, додаток, що використовується для ігор, може потребувати іншого механізму консенсусу, ніж інший додаток, що використовується в управлінні ланцюгами поставок.

2) Виділена мережа: Ще одним унікальним атрибутом, який дозволяє ланцюжкам безперебійно працювати, є їхня власність на виділену блокчейн-мережу. Це гарантує, що ресурси не розподіляються між різними додатками, що призводить до підвищення швидкості транзакцій і стабільності середовища. Це також гарантує, що ланцюжок має виділений пул пам'яті і не повинен ділитися ним з іншими проектами.

3) Спеціальні смарт-контракти: Ланцюги можуть мати спеціальні смарт-контракти, які дозволяють підвищити ефективність та функціональність. Це дає розробникам гнучкість у створенні більш складної та нюансованої логіки контрактів, пристосованої до конкретних потреб програми.

Порівняння ланцюжків з іншими блокчейнами

Джерело: Академія CoinMarketCap

У порівнянні з традиційними блокчейн-рішеннями, апчейни зазвичай зосереджуються на одному додатку. Для того, щоб краще зрозуміти, що таке ланцюжки, важливо знати їхні особливості і те, як вони порівнюються з іншими типами блокчейнів. Ці знання допоможуть зрозуміти позицію апчейну в ряду блокчейн-рішень.

Appchains vs. Рівень 1 Блокчейни

Також звані монолітними ланцюгами, ланцюги L1 - це рішення "все-в-одному", де на базовому шарі виконується кілька додатків. Поширеними прикладами проектів, побудованих на ланцюжках першого рівня (L1), є Bitcoin та Ethereum 1.0. Ці ланцюжки пропонують простоту, оскільки вони не покладаються на зовнішні протоколи і мають високий ступінь децентралізації та незмінності. Вони також дуже безпечні, оскільки всі вузли працюють за одним і тим же правилом і мають меншу поверхню атаки.

Незважаючи на свої численні переваги, ланцюги L1 стикаються зі значними проблемами масштабованості та гнучкості. Це пов'язано з тим, що в ланцюжках працюють численні додатки, змушуючи їх конкурувати за обмежені ресурси та пропускну здатність, що призводить до високих комісій за транзакції та перевантаження мережі. Оскільки всі додатки повинні слідувати механізму консенсусу ланцюжка та іншим протоколам, існує межа для інновацій та кастомізації, що може стати проблемою.

Давайте розглянемо, як Appchains порівнюються з цими L1-ланцюгами:

• Розробка та розгортання: Розробка додатку на ланцюжку - це більш адаптований процес, оскільки він зосереджений на конкретному додатку, в той час як розробка L1 є більш складною через необхідність задовольнити ширший спектр додатків.
• Продуктивність: Ланцюги можуть перевершувати ланцюги L1 в нішевих областях завдяки своїй спеціалізації та індивідуальному характеру.
• Узагальнення vs. Спеціалізація: Ланцюги пропонують цільові рішення та спеціалізовані процеси розгортання, в той час як L1 є універсальними, розміщуючи ширший спектр додатків.
• Спільнота та екосистема: L1 зазвичай мають більшу спільноту прихильників через ширший спектр ресурсів та інструментів, якими вони володіють. Однак, через свою спеціалізовану природу ланцюжки мають менші екосистеми та спільноти.

Appchains vs. Блокчейни 2-го рівня

Блокчейни другого рівня працюють поверх ланцюжків першого рівня і слугують рішенням для масштабування, виконуючи деякі функції виконання або розрахунків для ланцюжків першого рівня. Вони суттєво покращують швидкість і фінальність мережі, оскільки розвантажують трафік від базового ланцюга. Однак автономія і суверенітет ланцюжків L2 обмежені, оскільки вони покладаються на L1 в питаннях доступності даних і досягнення консенсусу. Arbitrum та Optimism є прикладами блокчейнів другого рівня. Їх можна порівняти з ланцюжками за наступними ознаками:

• Призначення: Ланцюги додатків розробляються для задоволення конкретних потреб, тоді як ланцюги L2 в першу чергу функціонують для підвищення продуктивності та масштабованості ланцюгів L1.
• Складність: Оскільки вони потребують абсолютно нового блокчейну, пристосованого до конкретного додатку, створювати ланцюжки додатків складніше. Однак, оскільки ланцюжки L2 будуються поверх існуючого блокчейну, їх, як правило, легше реалізувати.
• Незалежність: Ланцюги L2 побудовані на існуючих блокчейнах і залежать від існуючої інфраструктури, в той час як апчейни - це незалежні блокчейни, спеціально створені для додатків.
• Безпека: Ланцюги додатків мають свій власний протокол безпеки, адаптований до конкретних потреб додатку, в той час як ланцюги L2 зазвичай успадковують функції безпеки існуючого блокчейну.

Appchains vs. Бокові ланцюги

Сайдчейни - це блокчейни, які сумісні з іншими блокчейнами, в першу чергу з ланцюжками L1, але не мають їхніх функцій безпеки. Сайдчейни не публікують транзакції в основному блокчейні і використовують свій власний протокол безпеки. Сайдчейни налаштовані таким чином, що вони з'єднані з основним блокчейном через двосторонній міст. Полігон є поширеним прикладом сайдчейнів. Вони порівнюються з Appchain за наступними параметрами:

• Інтеграція з L1: сайдчейни працюють паралельно з ланцюжками L1, полегшуючи розвантаження транзакцій і зменшуючи перевантаження. З іншого боку, Appchains - це незалежні блокчейни, створені для обслуговування конкретного додатку.
• Кастомізація: Ланцюги додатків дозволяють вищий ступінь кастомізації порівняно з сайдчейнами, оскільки вони розроблені спеціально для конкретних застосувань, що дозволяє впроваджувати інновації та гнучкість.
• Варіанти використання: Сайдчейни зазвичай використовуються для підвищення функціональності та масштабованості основного ланцюжка, в той час як додатки забезпечують більш спеціалізоване блокчейн-рішення.

Appchains vs. Модульні ланцюги

Основні функції модульних ланцюжків розділені на окремі рівні, включаючи рівні виконання, консенсусу, розрахунків та доступності даних. Це робить систему масштабованою, оскільки модульні ланцюжки допомагають обробляти більше транзакцій і зберігати більше даних, використовуючи методи спеціалізації та розпаралелювання. Оскільки вони можуть передавати певні завдання іншим рівням або ланцюжкам, модульні ланцюжки можуть оптимізувати свою пропускну здатність і ресурси.

Незважаючи на численні переваги модульних ланцюгів, вони стикаються з обмеженнями з точки зору безпеки та складності. Оскільки вони часто покладаються на зовнішні сторони, модульні ланцюги мають проблеми з безпекою та складністю мережі. Прикладами модульних ланцюжків є Solana та Ethereum 2.0. Давайте порівняємо модульні ланцюжки з апчейнджерами:

• Призначення: Модульні ланцюжки можуть запускати декілька додатків, в той час як ланцюжки присвячені конкретному додатку.
• Залежність: Модульні ланцюги залежать від ланцюгів L1 або L2, тоді як аплечі працюють незалежно.

Популярні платформи Appchain

Джерело: Medium.com/1kxnetwork -

На зображенні показані продукти Appchain, платформи та галузі, в яких вони працюють

Хоча концепція ланцюжків відносно нова, її поступово приймають на озброєння різні блокчейн-платформи, сподіваючись отримати доступ до світу спеціалізованих блокчейн-рішень. Оскільки з'являється все більше блокчейн-проектів, які прагнуть спеціалізованих функцій та кастомізації, зростає потреба в блокчейн-платформах, які можуть розміщувати додатки. Наразі існують різні блокчейн-платформи, придатні для створення додатків, кожна з яких має унікальні функції, що відповідають конкретним потребам додатків. Ось кілька відомих блокчейн-платформ, які стали першопрохідцями у використанні ланцюжків:

Парашути Polkadot

На Polkadot парачейн використовуються для роботи конкретних додатків або проектів, і всі вони підключені до центрального блокчейну під назвою Relay Chain. Використовуючи модель Proof-of-Stake (PoS), валідатори ставлять $DOT, рідний токен Polkadot. Ці валідатори відповідають за конкретний парачейн і служать основній меті підтримки мережі.

Одночасно Polkadot може займати лише 100 парачейнів, і розробники отримують парачейн через аукціон, де учасники мережі роблять ставки за проекти, які вони вважають заслуговуючими на додавання в ланцюжок. Проект-переможець отримує орендований ланцюжок на два роки. Ці парачейн мають всі атрибути, які вже були описані для апчейнів, включаючи управління та економічні структури. Розробники також можуть створювати нативні токени для конкретних додатків на своїх парачейн.

Очевидним недоліком використання мережі Polkadot є те, що вона підтримує лише 100 парачейн, що обмежує масштабованість мережі. Щоб вирішити цю проблему, Polkadot вже працює над Parathreads - інфраструктурою, яка може вмістити понад 10 000 парапотоків. Ще одним недоліком Polkadot є його несумісність зі смарт-контрактами, що суттєво обмежує продуктивність мережі.

Аppchain-проекти, які використовують Polkadot, - Litentry та Acala.

Зони Космосу

На Cosmos Zones ланцюжки називаються зонами. Ці зони працюють в мережі Cosmos і всі вони підключені до Cosmos Hub, який є центром мережі Cosmos. Оскільки зони пов'язані між собою, вони можуть безперешкодно відправляти токени і дані одна одній. Хоча кожна зона може мати власний токен, всі зони на Cosmos Hub можуть використовувати власний токен $ATOM для отримання винагород, стейкінгу і комісій за транзакції.

Cosmos Zones дають розробникам кілька переваг на додачу до звичайних особливостей ланцюжків. Cosmos використовує мережеву інфраструктуру під назвою Tendermint Core, яка значно покращує швидкість і завершеність транзакцій в Appchain. Основна відмінність між Cosmos і Polkadot полягає в структурі управління їхніх ланцюжків.

dYdX та Osmosis є прикладами ланцюжків, що використовують мережу Cosmos Hub.

Лавинні підмережі

Ланцюги в лавиноподібному ланцюзі називаються лавиноподібною підмережею (Avalanche Subnet). Avalanche - це сукупність блокчейн-екосистем, яка містить валідатори та підмережі. Використовуючи підмережі Avalanche, розробники можуть створювати ланцюжки, стейкуючи $AVAX, який є нативним токеном для Avalanche. Протокол консенсусу платформи використовує алгоритм "снігової кулі", який підтримує швидку, масштабовану та ефективну систему.

Avalanche перевершує Cosmos та Polkadot за масштабованістю, швидкістю та завершеністю. Кількість ланцюжків, які можуть бути створені в лавиноподібних підмережах, не обмежена. Крім того, система обробляє транзакції швидко, протягом 1-2 секунд, і має високу пропускну здатність - понад 4500 транзакцій на секунду (tps).

Swimmer і Crystalvale від Crabada є прикладами проектів, що використовують підмережі Avalanche.

Полігональні супермережі

Ланцюжки на Polygon називаються супермережами. Платформа для створення блокчейнів Polygon, Polygon Edge, надає розробникам інструменти для створення власного блокчейну, сумісного з віртуальною машиною Ethereum (EVM). Розробники також отримують інструменти та цифрові послуги, необхідні для розвитку своїх ланцюжків за допомогою супермереж. Це дає їм можливість гнучко налаштовувати свої програми та використовувати будь-яку інфраструктуру масштабування, яку вони бажають.

Прикладами апчейн-проектів, створених Polygon Supernets, є Boomland та Vorz.

Як обрати найкращий додаток

Щоб додаток був успішним і виконував своє призначення, розробники повинні вибрати найкращий для свого проекту ланцюжок. Зараз на ринку існує кілька ланцюжків, кожен з яких має свої особливості. Процес вибору найкращого Appchain для проекту є дуже важливим і суттєво впливає на успіх.

Ось на що слід звернути увагу:

1) Цілі проекту: Обраний ланцюжок повинен чітко відповідати цілям і завданням проекту. Ланцюжок також повинен володіти необхідними функціями та можливостями, які відповідають потребам додатку.

2) Масштабованість: Платформа повинна мати можливість масштабуватися зі зростанням додатку. Без шкоди для швидкості та безпеки, ланцюжок повинен бути здатним обробляти зростаючу кількість транзакцій у додатку.

3) Інтероперабельність: Оскільки додатки повинні безперешкодно підключатися до децентралізованого світу блокчейнів, інтероперабельність є ключовою характеристикою. Обраний блокчейн повинен мати можливість взаємодіяти з іншими блокчейнами, сприяючи створенню надійної екосистеми, в якій додатки можуть використовувати переваги інших.

4) Підтримка спільноти: Розгляньте можливість використання ланцюжка, який має активну підтримку спільноти, де легко доступні інструменти, ресурси та експертиза. Платформи з сильною підтримкою спільноти, як правило, дуже безпечні і настійно рекомендуються.

5) Безпека і простота використання: Дуже важливо оцінити інфраструктуру безпеки ланцюжка, дослідити механізм консенсусу і криптографічні методи, що використовуються для захисту даних. Завжди обирайте ланцюжок з надійними функціями безпеки, які захищають від потенційних загроз. Крім того, ланцюжок повинен бути зручним для користувача з безперебійним процесом розробки.

Майбутнє ланцюжків додатків

Джерело: Medium.com/1kxnetwork - Історія Appchains, що підкреслює їх багатообіцяюче майбутнє

Оскільки ланцюжки додатків продовжують набирати обертів, буде спостерігатися сплеск попиту на рішення на основі ланцюжків додатків у всіх сферах життя. Багато галузей потребують цих спеціалізованих блокчейн-рішень для вирішення своїх унікальних проблем. Це може прокласти шлях до нової ери технології блокчейн, яка пропонує спеціалізовані та індивідуальні рішення.

Такі галузі, як охорона здоров'я, ігрова індустрія, ланцюги поставок та охорона здоров'я, вже використовують Appchains для вирішення своїх специфічних потреб. Це значно підвищило ефективність у цих галузях, підкреслюючи неймовірні перспективи, які ланцюжки приносять світові. Оскільки все більше творців досліджують використання блокчейнів для своїх проектів, можна очікувати, що ми побачимо поширення спеціалізованих блокчейнів, кожен з яких зробить свій внесок в успіх своєї екосистеми.

Висновок

Ланцюжки додатків є важливою віхою для екосистеми блокчейн, оскільки вони довели, що досягнення кастомізації, безпеки, інтероперабельності та ефективності можливе в рамках одного блокчейн-проекту. Замість універсального підходу, ланцюжки покращують користувацький досвід у Web3. У міру того, як ми просуваємося до нового етапу інновацій на блокчейні, ланцюжки додатків добре підходять для процвітання цифрової епохи.