Аппчейны (Application-Specific Blockchains) — это специализированные блокчейны, предназначенные для решения задач конкретных приложений. В отличие от блокчейнов общего назначения, которые поддерживают множество приложений, аппчейны фокусируются на потребностях отдельных dApp (децентрализованных приложений). В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое аппчейны, их историю создания, как они работают, их структуру, преимущества и недостатки, а также приведем примеры.
Что такое аппчейны?
Аппчейны — это тип блокчейна, специально разработанный для отдельного приложения или программы. Они оптимизированы для конкретных случаев использования и обеспечивают эффективную производительность, адаптированную к потребностям конкретного dApp. Аппчейны могут работать поверх основной сети первого уровня (L1) или второстепенной сети второго уровня (L2), используя их как основу. Несмотря на это, аппчейны обладают гибкостью и могут иметь собственные механизмы консенсуса, архитектуру и модели оплаты комиссий.
История создания
Apache HTTP Server был выпущен в 1995 году Робертом Макколом из Университета штата Иллинойс (UIUC) как улучшенная версия NCSA HTTPd 1.3, также разработанной им ранее. Продукт получил название Apache благодаря множеству "патчей" ("a patchy server"), используемых для модификации NCSA.
С 1999 года разработкой и поддержкой сервера занимается организация Apache Software Foundation (ASF), международное сообщество экспертов-энтузиастов. ASF также разработала официальную лицензию Apache License. В 2000 году ASF представила Apache 2.0 с новой архитектурой, независимой от кода NCSA, после чего сервер стал развиваться по двум основным веткам: 1.x и 2.x.
Концепция аппчейнов была представлена в 2016 году проектами Cosmos и Polkadot. Однако до практической реализации идея дошла только в 2021 году, когда были запущены основные сети (IBC и ParaChain) этих криптопроектов. В 2019 году проект Celestia (ранее LazyLedger) представил новую модульную платформу, позволяющую разделять уровни исполнения, расчетов и доступности данных традиционного блокчейна, что открыло возможность создания аппчейнов. С развитием L2-решений, аппчейны стали популярным инструментом для масштабируемости основных сетей.
Как работают аппчейны?
Аппчейны работают на основе главных принципов технологии блокчейн, но адаптированы для нужд конкретных приложений. Каждый аппчейн выделяет ресурсы для выполнения определенной задачи и гарантирует, что эти ресурсы не будут расходоваться на несвязанные приложения. Они могут использовать различные механизмы консенсуса, такие как Proof of Work (PoW) или Proof of Stake (PoS), в зависимости от специфики приложения.
Аппчейны используют валидаторов из основного блокчейна для валидации транзакций, используя нативные токены приложения, которые могут также служить внутренней валютой или предоставлять право голоса. Транзакции обрабатываются из собственных ячеек памяти (мемпулов), что способствует более быстрой их обработке и позволяет устанавливать низкие комиссии.
Структура аппчейнов
Архитектура аппчейнов обычно состоит из пяти уровней:
Уровень сети. Этот уровень управляет одноранговыми функциями сети, позволяя узлам в блокчейне взаимодействовать, обмениваться данными и участвовать в проверке транзакций.
Уровень приложений. На этом уровне работают приложения, использующие блокчейн. Здесь находятся интерфейсы для разработчиков, позволяющие создавать, развертывать и управлять децентрализованными приложениями (DApp).
Уровень данных. Этот уровень отвечает за структурирование и хранение информации на блокчейне, поддерживая состояние блокчейна, записывая детали транзакций и обрабатывая данные смарт-контрактов.
Уровень консенсуса. На этом уровне реализуются алгоритмы консенсуса, такие как Proof of Work (PoW) или Proof of Stake (PoS).
Уровень смарт-контрактов. Этот уровень занимается автоматизацией, проверкой и исполнением смарт-контрактов.
Преимущества аппчейнов
- Автономность. Аппчейны работают автономно, минимизируя риск сбоев и позволяя решать проблемы без влияния на другие dApps в сети.
- Гибкость в настройках. Этот тип блокчейна позволяет высокую степень настройки, обеспечивая возможность адаптировать механизм консенсуса и методы верификации транзакций под специфические нужды проекта.
- Производительность. Аппчейны обеспечивают оптимизированную производительность для конкретных случаев использования, обрабатывая транзакции и данные более эффективно, чем блокчейны общего назначения.
- Экономия затрат. Отсутствие конкуренции за пространство в блокчейне снижает стоимость газа. Разработчики могут создавать собственные экосистемы и получать доход от торговых комиссий, стейкинга токенов и других методов монетизации.
- Масштабируемость. Аппчейны позволяют избежать перегрузок и высоких комиссий, характерных для традиционных блокчейнов, за счет развертывания dApps в собственных цепочках.
Недостатки аппчейнов
- Расточительство ресурсов. Аппчейны могут тратить физические или экономические ресурсы впустую, если dApp не имеет достаточного количества пользователей.
- Сложность разработки. Запуск сети для приложения требует создания дополнительной инфраструктуры и согласования действий с валидаторами главной сети, что делает процесс разработки длительным и сложным.
- Низкий уровень экономической безопасности. Аппчейны могут полагаться на стоимость нативного токена приложения для обеспечения безопасности. Если цена токена падает, экономическая безопасность dApp также снижается, так как вознаграждения валидаторам выплачиваются в этом активе.
Примеры аппчейнов
1. Парачейны Polkadot - это отдельные блокчейны, работающие параллельно в экосистеме Polkadot и подключенные к сети Relay Chain для обеспечения безопасности.
2. Подсети Avalanche - отдельные блокчейны в рамках сети Avalanche, поддерживаемые уникальной группой валидаторов.
3. Зоны Cosmos - независимые блокчейны, связанные с Cosmos Hub и использующие протокол Inter-Blockchain Communication (IBC) для передачи данных.
Заключение
Аппчейны представляют собой специализированное решение, предназначенное для конкретных приложений. Они предлагают большую эффективность, гибкость настройки и новый пользовательский опыт. Несмотря на определенные вызовы, растущий интерес со стороны разработчиков свидетельствует об их значительном потенциале для дальнейшего распространения и улучшения блокчейн-технологий. Аппчейны помогают повысить производительность и эффективность отдельных приложений, снижая нагрузку на блокчейны общего назначения и способствуя децентрализации и эволюции в сфере Web3.