Що таке аппчейни (appchains)?

Аппчейн (application-specific blockchain, appchain) – блокчейн, призначений виключно для роботи однієї конкретної програми.

Використання подібних рішень надає розробникам більшої свободи при формуванні екосистем, структур управління та алгоритмів консенсусу для створюваних ними децентралізованих додатків.

Як працюють апчейни?

Аппчейни працюють приблизно так само, як і базовий блокчейн, але поверх останнього. Головна відмінність у тому, що вони app-specific.

У контексті безпеки аппчейни спираються на блокчейни першого рівня (L1). Такі системи добре кастомізуються і мають значний потенціал продуктивності, оскільки не конкурують з L1-додатками за обчислювальну потужність і простір для зберігання даних.

У подібних рішень, зазвичай, є utility-токен. Він використовується для стейкінгу, як внутрішній валюти програми, а також для голосувань.

Роботу аппчейнов підтримують валідатори з основної мережі (якщо ті згодні спрямовувати ресурси на конкретний додаток).

Які переваги у аппчейнів?

Використання нового підходу при створенні додатків має ряд переваг у порівнянні з L1, рішеннями другого рівня (L2) та сайдчейнами . Як вже говорилося, аппчейни привносять кастомізованість і збільшують продуктивність систем, не жертвуючи безпекою, оскільки спираються на базовий блокчейн.

Безпосереднє використання L1 під час створення dapps передбачає конкуренцію з іншими додатками за обмежені обчислювальні ресурси. Це загрожує ймовірним зниженням продуктивності та тривалим процесом оновлення платформ, оскільки розробники не контролюють протокол консенсусу.

Через суперництво між dapps на базі однієї мережі можлива ситуація, коли лише один популярний додаток використовує непомірно великий обсяг ресурсів. Це призводить до збільшення комісій (як, наприклад, на тлі запуску XEN Crypto) і затримок при обробці транзакцій.

Аппчейны припускають низькі і передбачувані витрати під час проведення операцій, що благотворно позначається користувальницькому досвіді.

По мірі зростання популярності децентралізованих додатків розробники можуть зіткнутися з необхідністю розширеної кастомізації та оптимізації різних параметрів, включаючи пропускну спроможність, фіналізацію, рівень безпеки та ступінь доступності ( permissionless або permissioned ).

Для традиційних організацій аппчейни надають можливість зануритися в Web3, не роблячи платформи загальнодоступними з першого дня. Наприклад, компанії можуть спочатку вимагати від валідаторів дотримання KYC, покладатися на обмежене коло розробників і вибирати конкретні послуги для кроссчейн- взаємодії.

Які недоліки у аппчейнів?

Основна відмінність і, можливо, обмеження аппечейнів полягає в тому, що вони «заточені» під одну конкретну програму. L2-рішення, навпаки, здатні взаємодіяти з різними dapps.

Аппчейны припускають обмежену компонованість і деякий ступінь ізоляції, що може призвести до фрагментації ліквідності. Проблема багато в чому вирішується за рахунок інтеграції кроссчейн-мостів, проте останні часто є мішенню для хакерів.

Якщо програма використовується недостатньо активно, то запуск і підтримка аппчейна можуть виявитися марною тратою часу та коштів. Виділені для платформи валідатори можуть ефективно використовувати ресурси в будь-якому іншому місці.

Робота аппчейна може бути поєднана з різними складнощами. Наприклад, пов’язані з керуванням додатковими інфраструктурними елементами на кшталт секвенсорів або валідаторів.

У розпорядженні розробників може і не бути готових рішень із коробки — оглядачів блоків, RPC-провайдерів, індексаторів, оракулів, фіатних шлюзів і т.д.

У створенні L1-рішень є свої плюси – наприклад, доступність величезного обсягу ресурсів, інфраструктурних елементів, інструментів для розробників (особливо початківців). Такий достаток може спрощувати інтеграцію з різними екосистемами.

Завдяки L2 розробники можуть підвищувати масштабування сервісів без необхідності внесення значних змін до кодової бази.

Рішення другого рівня також передбачають високий рівень безпеки, оскільки спираються на основний блокчейн. Наприклад, Optimism і Arbitrum швидко обробляють транзакції, а основну мережу відправляють «докази шахрайства» (fraud proofs) завдяки технології Optimistic rollups.

Чим аппчейни відрізняються від сайдчейнів?

Сайдчейни припускають роботу паралельної мережі з двосторонньою прив’язкою до основної, але такі рішення не покладаються на безпеку L1. Від L2 сайдчейни відрізняються тим, що не відправляють транзакції в основний блокчейн.

Аппчейни створюються під конкретну програму (app-specific). Сайдчейни виконують операції будь-якого роду. Їхній основний недолік — знижена безпека через обмежену децентралізацію.

Один з найвідоміших сайдчейнів – Polygon Proof of Stake, що входить до екосистеми проекту Polygon. Останній включає також Polygon Edge – середовище розробки з відкритим вихідним кодом, що дозволяє створювати L2-рішення.

Які проекти мають аппчейни?

Деякі блокчейн-проекти надають розробникам можливість створювати аппчейни. Серед них:

• парачейни Polkadot;
• Cosmos Zones;
• підмережі Avalanche (subnets);
• Polygon Supernets

Парачайни Polkadot

Polkadot є мережею EVM-сумісних блокчейнів – парачейнів, з’єднаних із центральною мережею (Relay Chain). Остання спеціалізується на валідації транзакцій усіх пов’язаних із нею систем.

У Relay Chain задіяний механізм консенсусу Proof-of-Stake, де валідатори стейкують DOT (нативний токен Polkadot).

Кожна група валідаторів відповідальна за конкретний парачейн, призначається та підтримується колаторами: вони збирають транзакції користувачів та підтверджують блоки на основі алгоритму Proof-of-Validity (доказ валідності). За свою роботу як ноди колатори отримують нагороду, розмір якої залежить від конкретного парачейна.

Кількість слотів під парачейни в мережі Polkadot обмежена 100. Вони розподіляються за допомогою аукціонів, в ході яких власники DOT голосують за проекти для подальшого їх підключення до Relay Chain.

«Парачейн-слоти можна отримати лише на певний період тривалістю до двох років. Після закінчення цього терміну слот повертається на аукціон», – пояснюється на сайті проекту .

Парачейни можуть також служити мостами, що з’єднують мережу Polkadot із зовнішніми L1-блокчейнами на зразок Ethereum.

Такі рішення надають розробниками всі вищеописані можливості аппчейнов, включаючи свободу вибору економічної чи управлінської структури, дозволяючи використовувати токени.

Один із головних недоліків парачейнів полягає в обмеженій кількості слотів, які можна виграти в ході аукціону. Це робить подібні рішення менш доступними.

Команда Polkadot працює над паратредами – парачейнами з оплатою за фактом використання. Рішення дозволить розробникам не чекаючи на аукціон парачейнів, завантажити код проекту в Relay Chain і запустити кілька колаторів. Надалі паратреди можна буде оновлювати до парачейнів у разі участі та перемоги в аукціонах.

Кількість паратредів, що підтримуються Polkadot, також обмежена — до 10 000.

Інший недолік екосистеми у тому, що Relay Chain не підтримує смарт-контракти. Це обмежує можливості мережі Polkadot.

Приклади парачейн-проектів:

• Acala – DeFi-хаб для мережі Polkadot;
• Litentry – кроссчейн-агрегатор рішень для ідентифікації.

Переклад статті “What is an application-specific blockchain (appchain)?“