Что такое аппчейны и как они работают?

Что такое аппчейны?

Аппчейн (Application-Specific Blockchain) — это тип блокчейна, специально разработанный для отдельного приложения или программы. В отличие от блокчейнов общего назначения, они оптимизированы для отдельных случаев использования и обеспечивают эффективную производительность, адаптированную к потребностям конкретного dApp.

Обычно аппчейны работают поверх основной (L1) или второстепенной (L2) сети и используют их как основу для работы. В то же время они достаточно гибкие и могут иметь свой собственный механизм консенсуса, техническую архитектуру, модель оплаты комиссии и тому подобное.

Первыми, в 2016 году, эту концепцию представили Cosmos и Polkadot, но до практической реализации дело дошло только в 2021, когда были запущены основные сети (IBC и ParaChain) этих криптопроектов.

Двумя годами ранее Celestia (тогда ещё LazyLedger) представила новую модульную платформу, которая позволяла разделять уровни исполнения, расчётов и доступности данных традиционного блокчейна и, как следствие, давала возможность создавать аппчейны. Позже, вместе с широким внедрением L2-решений, специальные блокчейны для приложений приобрели популярность и начали использоваться как средство масштабируемости основных сетей.

Как работают аппчейны

Как мы писали выше, аппчейны работают поверх общих блокчейнов первого и второго уровня, но могут также использовать сайдчейны как основу для функционирования.

Аппчейны используют валидаторов из основного блокчейна, которые осуществляют валидацию, с помощью нативных токенов приложения, которые также могут использоваться как внутренняя валюта или предоставлять право голоса.

Транзакции в аппчейнах обрабатываются из их собственных ячеек памяти (мемпулов), что способствует более быстрой их обработке и позволяет разработчикам устанавливать низкие комиссии. К тому же, благодаря тому, что каждое приложение имеет автономию, нет необходимости бороться за общие с основной сетью вычислительные ресурсы или хранилища данных. Это дает разработчикам гибкость настройки своего продукта и значительно улучшает пропускную способность.

Что касается архитектуры аппчейнов, то она отличается своей гибкостью и модульностью, позволяя разработчикам настраивать данный тип сети в соответствии со своими потребностями и иметь полный контроль над ее функционированием.

Структура аппчейнов делится на несколько ключевых уровней:

• сетевой уровень обеспечивает связь между компонентами, гарантируя безопасность транзакций;
• уровень приложений предлагает инструменты для работы с цепочкой, такие как библиотеки (например, web3.js и ether.js), SDK или API, позволяя пользователям получать доступ к данным;
• уровень данных занимается хранением и управлением информацией, включая базы данных и другие решения организации данных;
• консенсусный уровень обеспечивает согласование состояния цепи между всеми участниками с помощью различных алгоритмов консенсуса (обычно Proof-of-Work или Proof-of-Stake);
• уровень смартконтрактов включает приложения, которые определяют правила и логику для конкретных приложений.

Преимущества и недостатки аппчейнов

Специализированные блокчейны для dApps имеют несколько преимуществ как для разработчиков, так и для пользователей:

• автономность. Аппчейны функционируют автономно, что минимизирует риск сбоев. К тому же, управление приложением происходит изолированно от других программ, поэтому если возникает проблема, ее можно решить, не влияя на другие dApps в сети;
• гибкость в настройках. Этот тип блокчейна обеспечивает высокую степень настройки, позволяя разработчикам создавать сеть, которая идеально соответствует потребностям их проекта. Такая возможность предполагает, что все аспекты, начиная с механизма достижения консенсуса и заканчивая методами верификации транзакций, могут быть настроены с учетом специфики приложения;
• производительность. Поскольку dApps конкурируют между собой за блочное пространство в одной сети, часто бывает так, что одно популярное dApp потребляет непропорционально большое количество ресурсов. Аппчейны предоставляют оптимизированную производительность для конкретного случая использования, обрабатывая транзакции и данные более эффективно, чем блокчейны общего назначения;
• экономия затрат. Отсутствие конкуренции за пространство в блокчейне помогает избежать роста стоимости газа. Кроме того, разработчики могут создавать собственные экосистемы и получать доход от торговых комиссий, стейкинга токенов и других способов монетизации своего продукта;
• масштабируемость. Традиционные блокчейны часто не справляются с большими объемами транзакций, что приводит к перегрузкам и высоким комиссиям. Развертывая dApps в собственных цепочках приложений, разработчики могут избежать этих проблем.

Однако, как показала практика, эта технология имеет определенные недостатки:

• расточительство ресурсов. Аппчейны могут бесполезно использовать физические или экономические ресурсы, если dApp не имеет достаточного количества пользователей;
• сложность разработки. Запуск сети для приложения связан с длинным перечнем дополнительной инфраструктуры, которую необходимо создать, и действий, которые необходимо согласовать с валидаторами главной сети, поэтому разработка может занять много времени и быть довольно сложной;
• низкий уровень экономической безопасности. Аппчейны могут использовать метод безопасности главной сети, но бывают случаи, когда она зависит от стоимости нативного токена приложения. Вознаграждения валидаторам часто выплачиваются в этом активе. Если его цена значительно падает, то экономическая безопасность dApp будет крайне низкой.

Сферы применения аппчейнов

На момент написания материала технология используется преимущественно в двух сегментах индустрии.

Децентрализованные финансы (DeFi). Аппчейны позволяют разрабатывать децентрализованные биржи (DEX), которые обеспечивают быструю и эффективную обработку транзакций. Отдельная сеть дает возможность осуществлять высокочастотную торговлю, которая преодолевает ограничения масштабируемости традиционных блокчейнов.

Ярким примером выступают такие проекты как dYdx v4 и Osmosis, которые используют аппчейны, построенные в экосистеме Cosmos. Это дало их пользователям возможность создавать и торговать собственными пулами ликвидности.

Acala Network, другой DeFi-проект, использует парачейны экосистемы Polkadot, которые можно считать аналогами аппчейнов. Платформа имеет свою модель управления, а также использует безопасность и совместимость с Relay Chain — главным блокчейном Polkadot. Acala предлагает пользователям и разработчикам быструю и недорогую платформу для активов Web3.

Игровая индустрия Web3 также уже использует технологию аппчейнов для своих нужд. Это позволяет разработчикам совершенствовать собственную внутриигровую экономику и благодаря гибкости настроек обеспечить высокий уровень игрового опыта.

Многие игровые проекты используют эту технологию. Например, используется в DeFi Kingdoms, популярной Web3-игре, которая работает на DFK Chain, подсети Avalanche. Видение DFK Chain заключается в том, чтобы стать игровой цепочкой, на которой члены сообщества и другие проекты могут запускать свои блокчейн-игры.

Потенциально эта технология может использоваться в таких сферах, как логистика для отслеживания цепи поставок, в медицине для организации и оптимизации данных пациентов, а также в сфере недвижимости, что позволит улучшить операции купли-продажи. К тому же, с активным развитием искусственного интеллекта, аппчейны могут быть использованы в приложениях на его основе.

Будущее апчейнов

Аппчейны становятся все более популярными, и ожидается увеличение количества dApps на их основе, каждый из которых будет обслуживать свою нишу. Это значительно улучшит блокчейн-технологии в целом, а приложения сделает более эффективными и удобными.

Не так давно возможности разработчиков в сфере Web3 были ограничены из-за использования общедоступных блокчейнов, где во время пиковых нагрузок ресурсы становились дефицитными. Аппчейны решают эту проблему, предлагая действительно новый пользовательский опыт.

Поскольку появляется все больше примеров использования Web3, DeFi и цифровых активов, специализированные блокчейны, вероятно, будут на переднем плане разработок в ближайшие годы.

Выводы

Представляя специализированное решение, предназначенное для конкретных приложений, эта технология предлагает большую эффективность, гибкость настроек и новый пользовательский опыт.

Хотя существуют определенные вызовы, связанные с этой концепцией, растущий интерес со стороны разработчиков свидетельствует об их значительной перспективе и потенциале для дальнейшего распространения. Девелоперы стремятся создать оптимизированные Web3-приложения, которые используют все возможности аппчейнов. Этот подход не только расширяет варианты применения блокчейна, но и способствует децентрализации и эволюции в сфере Web3.

Часто задаваемые вопросы