作者：Dmitriy Berenzon

编译：Moonda

过去，区块链应用主要围绕货币与金融领域展开。然而近几年，相较于其它品类，艺术、游戏与音乐等领域的区块链应用数量激增。同时，用户数量呈超线性增长，为底层基础设施带来不小的压力，降低了终端用户体验。因此，应用需要更加宽泛的自定义空间以及更强大的业务模型来满足自身的发展需要。

为解决这些问题，基于特定应用的区块链（亦称AppChain）逐渐进入视野。简单来说，AppChain是指将区块空间专门用于特定应用的区块链。构建在AppChain上的应用程序可以自定义其堆栈的不同层，如安全模型、费用代币以及写入权限等。

其实，AppChain并非一个新概念。比特币网络即可被视为“数字黄金”的专用区块链；同理，Arweave也可以被看作是用作永久储存的应用链。也就是说，AppChain的设计不仅包含单片区块链（如Osmosis），还包括处理应用状态转换的模块化执行层（如Rollups，Sidechains，Plasma），最终依赖于单独结算或共识层来完成。

事实上“Layer”（如 L2、L3 等）在大多数情况下是指信任成本最低的区块链，同时这种区块链兼具最低双向信任成本的衔接桥属性。

AppChain的历史

经过多年演变，区块链才发展出可供开发人员使用的AppChain底层基础设施。即便Cosmos和Polkadot早在2016年就开始推广这一概念，但到了2021年初才付诸实践（即IBC与平行链）。在可扩展性方面，链上应用对以太坊的区块空间需求不断增加。2020年底，以太坊的超高交易费用使开发人员意识到寻找替代解决方案已经迫在眉睫。彼时，可扩展性研究聚焦在Optimistic、ZK-rollups以及侧链（统称为“L2s”）几种方案当中。与此同时，Polygon、Skale、zkSync (1.0)、StarkWare (StarkEx)、Optimism和Arbitrum在2020年与2021年相继推出。

其它底层（“L1”）也意识到支持EVM的重要性；Avalanche（C-Chain）、NEAR（Aurora）、Polkadot（Moonbeam）以及Cosmos（Evmos）在2020年与2021年前后都推出了EVM兼容链。

基于特定于应用设计方面，Celestia（原名LazyLedger）于2019年提出了模块化设计的新概念，该设计将传统单片区块链的执行、结算与数据可用层分开，使基于特定应用的区块链落地成为现实，并且堆栈的其它部分也不需要重新构建。

如今已有多个平台提供AppChain的底层基础设施。虽然其中一些仅支持共享区块空间层（如Optimism、zkSync），但如果开发人手充足的话，很可能会对专用执行层提供支持。

虽然AppChain的上线与交互一直非常困难，但在过去几年中，开发人员与用户都在逐步接受这种方式。Axie在2021年初推出了其以太坊侧链Ronin；DeFi Kingdoms在2021年底宣布从Harmony迁移至Avalanche子网；有约46%的Apecoin社区成员希望在2022年中旬推出ApeChain；dYdX在2022中旬宣布产品的V4版本将使用Cosmos SDK技术构建独立的L1。目前，已经有无数的应用构建在跨各种平台的AppChain当中。

选择AppChain的原因

越来越多的开发人员不再在共享的区块空间上部署智能合约，反而选择AppChain，主要原因有三点：

性能 · 由于DApp在同一网络中互相竞争区块空间，因此某个当下流行的DApp常常会消耗大量资源，导致其它DApp（如Polygon、Arbitrum）交易成本上升，网络出现延迟。

· AppChain使交易成本与低网络延迟保持在项目方可预测的范围之内，从而为终端用户带来更好的使用体验。

可定制性 · 随着DApp的受众逐渐增加，开发人员需要为用户不断优化产品。

· 规模较大的应用需要在设计中做出权衡，如吞吐量、最终性、安全级别、许可、可组合性、生态系统一致性等。例如作为validator对硬件可能有较高的性能要求（如运行SGX或FPGAs来生成零知识证明）。

· 对于传统机构来说，AppChain提供了一种进入Web3的方式，无需从开始就接受完全无需许可的方式；如公司可以要求validator进行KYC；预筛出想要在其网络上做开发的工程师；选择跨链的起点与终点。

价值捕获 · 虽然通用型扩展方案降低了交易成本，保留了安全性与开发体验，但这些方案为几乎没有为开发人员提供获得其它收益的机会。

· 另一方面，现有产品对于AppChain来说有着极强的商业示范效应，开发者可以在其它生态中fork出现有协议并获得收益（如AMM机制或NFT交易的手续费）。

· AppChain的代币可以从其它安全模型（如质押代币或gas代币）类代币的价格下跌以及该代币在市场中重新回归到L2或L1代币应有价值的过程中获得收益。

· 此外，应用可通过运行自己的sequencer或validator来避免MEV，这样便有机会产生新的加密商业模型，如dYdX的validator可以成为做市商，为用户降低或者免除手续费，但没有提供最优执行价，类似Robinhood的“卖订单流”（PFOF,Payment for Order Flow）模型。

· 再举一个例子，许多成功的游戏中都有大量的模组、扩展组件、皮肤等元素，而且游戏在发展的过程中开发商会尽可能地使模组便于修改。只不过大多数时候，这些修改都是由没有获得经济利益的业余游戏玩家来完成的。如果这些游戏在AppChain上的话，模组就可以将这个IP扩展到Rollup上通过共用区块空间获得经济收益。

AppChain存在的问题

有限的可组合性与不可分割性

· AppChain一定程度上将自身与底层基础设施以及其它生态隔离开来。虽然没有打破可组合性（使用同种VM的跨链桥实现跨链），但却打破了不可分割性（一种“全完成”或者“全部不完成”的属性，即要么单笔交易中的子操作全部执行，要么全都不执行）。

· 也就是说，虽然不可分割性是所有在同一结算层的应用的独特属性，但它对许多应用来说并不是最重要的（比如，P2E游戏不是依靠闪贷来维持其经济运行的）。

权限限制 · 假设所有的AppChain都具有读写权限，那么由此产生的市场结构将会限制开发人员在无需许可与可组合方面的创新。用户进行自由交易与选择退出的权力也会受到限制，反而使本应加密行业解决的问题，再次出现了。

流动性割裂 · 在AppChain的使用中，其它底层的流动性与资产需要使用跨链桥过渡到生态系统当中，反之亦然。虽然使用跨链桥无可厚非，但站在用户角度确实增加了交互中的不便。

自反安全性模型 · 如果将应用的代币作为安全模型，可能会出现边缘案例，即如果代币的价值归零，那么应用中的经济系统便再无安全性可言。

资源浪费 · 如果链上应用使用率过低，那么AppChain本身造成了资源浪费。如果AppChain有专用的validator，这些validator可以将资源部署到其它生态。

额外的开发成本 · 与部署智能合约不同，AppChain开发过程较为繁琐，所以在管理周边基础设施（如validator或sequencer）时增加了技术难度。

生态系统工具与技术支持受限 · 没有可供使用的“现成”资源，如区块浏览器、RPC供应商、索引器、预言机、法币通道以及生态基金。

AppChain的新兴市场

由于在建立独立生态系统时可能会遇到如上所述的缺陷，AppChain比较适合具有如下特征的应用：

· 在某方面达到一定规模，如用户量、协议收入、TVL、产品市场契合度等 · 在专用区块空间有显著的产品或性能优势 · 对安全性与不可分割性要求较低，如 P2E 游戏、NFT、加密社交等

因此，有理由推断大多数应用还会继续在共享区块空间的L1与L2上推出。此外，由于L2的现有格局仍然非常分散，出于安全性、流动性以及不可分割性的考量特别是DeFi协议还是会选择在L1上推出。需要强调的是，不可分割性在这里尤为重要，因为即使在资产负债表为零的情况下，利用闪电贷仍然可以获得有效且无限使用的资金。

此外，如果非DeFi应用的发展达到了一定规模，形成足够大的生态与网络效应，它们很可能会选择在通用的L2上推出产品，然后转移到以应用程序为主的L3或者直接在基于这款应用的L1上推出，发展过程大致如下：

多数应用在决定开发AppChain的时候会选择模块化执行层（特别是Roll-ups）而非单片区块链，因为他们没有启动大型validator set所需的资金。此外，高质量的validator不会选择代币价格较低或者不稳定的AppChain进行部署。

即便如此，随着加密行业的发展与普及，大多数应用还是会继续推出自己的 AppChain。未来的AppChain市场结构也十分多样化：

· 通过不同跨链桥来连接的基于特定应用的单片区块链 · 连接单片区块链且基于特定应用的侧链 · 在单片区块链中基于特定应用的Roll-ups · 无需使用结算层且独立的特定应用Roll-ups

AppChain的设计空间

在选择在哪种AppChain上进行开发时，需要参考以下几点做出权衡：

安全类型：攻击该链并更改其状态的难度有多大？

· Shared：由多个异构validator保护，大概率由不同的对象负责运行 （如Polkadot的平行链、Skale） · Isolated：安全性由应用本身提供保障；很可能使用的是应用自带的validator或sequencer；将应用的代币用于质押，获得经济收益 （如Cosmos、Axie Ronin） · Inherited：应用底层结算或共识层来保障安全性 （如zkSync、Optimism）

安全来源：安全性的保障的从何而来？结算发生在哪里？ · Ethereum：将以太坊作为欺诈证明、有效性证明以及常见双花攻击的结算层，保证网络安全 （如Arbitrum、zkSync） · Non-Ethereum L1：利用非以太L1的安全性，大概率有着完全不同的共识模型 （如NEAR Aurora、Tezos rollups） · 应用代币：将应用代币作为生态的安全性保障 （如Avalanche的Subnets、Cosmos生态中的子链）

许可：节点是如何被选出的？谁可以读取或写入状态？ · 无许可：任何人都可以读写合约，验证状态转换 （如Optimism、StarkNet） · 选择性许可：只有被列入白名单的validator或开发者才可以读写或验证链的状态（如Polygon的Supernets、Avalanche的Subnets）

可组合性：在同一生态中，流动性与状态流转至不同应用的难易程度与安全性是 怎样的？ · 无限制: 可以转移到任意应用，延迟小，安全性高 （如Polkadot的XCMP协议、Cosmos的IBC协议） · 有限制：在连接性、延迟或安全性方面存在限制 （如Avalanche的Subnets、Polygon的Supernets）

最终性：交易在何时被认为是处于完成的状态？ （假设“最终性”即是真实的完成状态） · 即时：通常使用BFT共识机制（如NEAR Aurora、Evmos） · 有条件要求：通常使用rollups方案，一旦区块被发送至L1（假设数据可用），交易即可被视为最终完成（如Arbitrum、zkSync）

Gas代币：用户使用哪种代币作为gas进行支付？ · 非应用代币：通常是应用所在L1或L2的底层资产 （如Ethereum、Evmos） · 应用代币：应用代币本身运行在基于特定应用的L1或L2上 （如Avalanche的Subnets、Osmosis） · 无gas：L1或L2的validator或应用本身为用户提供硬件成本补贴 （如AltLayer、Skale）

其它显著参考要素： ·质押要求：应用需要质押多少代币，可使validator保证网络的正常运行 · TPS：吞吐量的主观衡量标准会随着交易规模的大小产生变化 （即较大规模的交易会使吞吐量降低，反之亦然） ·支持EVM：无需开发人员修改其代码库即可同时支持Solidity以及EVM操作码

根据以上几点，可以将现有AppChain解决方案总结为：

总结

尽管AppChain目前存在各种问题，但开发人员的需求表明AppChain持续发展。正如当年的Apple，垂直领域的整合通常会带来更好的用户体验；同样，区块链开发人员会在AppChain的赋能下，交付出更加优质的Web3应用。但AppChain并不适合所有场景，工程师应该在投入精力做开发前，深入思考应用的需求，权衡利弊。此外，有诸多因素会对安全模型经济学、货币化策略、平台防御性、堆栈整体价值的自然增长以及加密市场结构的次级效应产生影响，AppChain在接下来几年的发展值得期待。

Source: “Application-Specific Blockchains: The Past, Present, and Future”

*本文以上内容均为观点阐述，非投资建议。

作者：Dmitriy Berenzon

编译：Moonda

过去，区块链应用主要围绕货币与金融领域展开。然而近几年，相较于其它品类，艺术、游戏与音乐等领域的区块链应用数量激增。同时，用户数量呈超线性增长，为底层基础设施带来不小的压力，降低了终端用户体验。因此，应用需要更加宽泛的自定义空间以及更强大的业务模型来满足自身的发展需要。

为解决这些问题，基于特定应用的区块链（亦称AppChain）逐渐进入视野。简单来说，AppChain是指将区块空间专门用于特定应用的区块链。构建在AppChain上的应用程序可以自定义其堆栈的不同层，如安全模型、费用代币以及写入权限等。

其实，AppChain并非一个新概念。比特币网络即可被视为“数字黄金”的专用区块链；同理，Arweave也可以被看作是用作永久储存的应用链。也就是说，AppChain的设计不仅包含单片区块链（如Osmosis），还包括处理应用状态转换的模块化执行层（如Rollups，Sidechains，Plasma），最终依赖于单独结算或共识层来完成。

事实上“Layer”（如 L2、L3 等）在大多数情况下是指信任成本最低的区块链，同时这种区块链兼具最低双向信任成本的衔接桥属性。

AppChain的历史

经过多年演变，区块链才发展出可供开发人员使用的AppChain底层基础设施。即便Cosmos和Polkadot早在2016年就开始推广这一概念，但到了2021年初才付诸实践（即IBC与平行链）。在可扩展性方面，链上应用对以太坊的区块空间需求不断增加。2020年底，以太坊的超高交易费用使开发人员意识到寻找替代解决方案已经迫在眉睫。彼时，可扩展性研究聚焦在Optimistic、ZK-rollups以及侧链（统称为“L2s”）几种方案当中。与此同时，Polygon、Skale、zkSync (1.0)、StarkWare (StarkEx)、Optimism和Arbitrum在2020年与2021年相继推出。

其它底层（“L1”）也意识到支持EVM的重要性；Avalanche（C-Chain）、NEAR（Aurora）、Polkadot（Moonbeam）以及Cosmos（Evmos）在2020年与2021年前后都推出了EVM兼容链。

基于特定于应用设计方面，Celestia（原名LazyLedger）于2019年提出了模块化设计的新概念，该设计将传统单片区块链的执行、结算与数据可用层分开，使基于特定应用的区块链落地成为现实，并且堆栈的其它部分也不需要重新构建。

如今已有多个平台提供AppChain的底层基础设施。虽然其中一些仅支持共享区块空间层（如Optimism、zkSync），但如果开发人手充足的话，很可能会对专用执行层提供支持。

虽然AppChain的上线与交互一直非常困难，但在过去几年中，开发人员与用户都在逐步接受这种方式。Axie在2021年初推出了其以太坊侧链Ronin；DeFi Kingdoms在2021年底宣布从Harmony迁移至Avalanche子网；有约46%的Apecoin社区成员希望在2022年中旬推出ApeChain；dYdX在2022中旬宣布产品的V4版本将使用Cosmos SDK技术构建独立的L1。目前，已经有无数的应用构建在跨各种平台的AppChain当中。

选择AppChain的原因

越来越多的开发人员不再在共享的区块空间上部署智能合约，反而选择AppChain，主要原因有三点：

性能 · 由于DApp在同一网络中互相竞争区块空间，因此某个当下流行的DApp常常会消耗大量资源，导致其它DApp（如Polygon、Arbitrum）交易成本上升，网络出现延迟。

· AppChain使交易成本与低网络延迟保持在项目方可预测的范围之内，从而为终端用户带来更好的使用体验。

可定制性 · 随着DApp的受众逐渐增加，开发人员需要为用户不断优化产品。

· 规模较大的应用需要在设计中做出权衡，如吞吐量、最终性、安全级别、许可、可组合性、生态系统一致性等。例如作为validator对硬件可能有较高的性能要求（如运行SGX或FPGAs来生成零知识证明）。

· 对于传统机构来说，AppChain提供了一种进入Web3的方式，无需从开始就接受完全无需许可的方式；如公司可以要求validator进行KYC；预筛出想要在其网络上做开发的工程师；选择跨链的起点与终点。

价值捕获 · 虽然通用型扩展方案降低了交易成本，保留了安全性与开发体验，但这些方案为几乎没有为开发人员提供获得其它收益的机会。

· 另一方面，现有产品对于AppChain来说有着极强的商业示范效应，开发者可以在其它生态中fork出现有协议并获得收益（如AMM机制或NFT交易的手续费）。

· AppChain的代币可以从其它安全模型（如质押代币或gas代币）类代币的价格下跌以及该代币在市场中重新回归到L2或L1代币应有价值的过程中获得收益。

· 此外，应用可通过运行自己的sequencer或validator来避免MEV，这样便有机会产生新的加密商业模型，如dYdX的validator可以成为做市商，为用户降低或者免除手续费，但没有提供最优执行价，类似Robinhood的“卖订单流”（PFOF,Payment for Order Flow）模型。

· 再举一个例子，许多成功的游戏中都有大量的模组、扩展组件、皮肤等元素，而且游戏在发展的过程中开发商会尽可能地使模组便于修改。只不过大多数时候，这些修改都是由没有获得经济利益的业余游戏玩家来完成的。如果这些游戏在AppChain上的话，模组就可以将这个IP扩展到Rollup上通过共用区块空间获得经济收益。

AppChain存在的问题

有限的可组合性与不可分割性

· AppChain一定程度上将自身与底层基础设施以及其它生态隔离开来。虽然没有打破可组合性（使用同种VM的跨链桥实现跨链），但却打破了不可分割性（一种“全完成”或者“全部不完成”的属性，即要么单笔交易中的子操作全部执行，要么全都不执行）。

· 也就是说，虽然不可分割性是所有在同一结算层的应用的独特属性，但它对许多应用来说并不是最重要的（比如，P2E游戏不是依靠闪贷来维持其经济运行的）。

权限限制 · 假设所有的AppChain都具有读写权限，那么由此产生的市场结构将会限制开发人员在无需许可与可组合方面的创新。用户进行自由交易与选择退出的权力也会受到限制，反而使本应加密行业解决的问题，再次出现了。

流动性割裂 · 在AppChain的使用中，其它底层的流动性与资产需要使用跨链桥过渡到生态系统当中，反之亦然。虽然使用跨链桥无可厚非，但站在用户角度确实增加了交互中的不便。

自反安全性模型 · 如果将应用的代币作为安全模型，可能会出现边缘案例，即如果代币的价值归零，那么应用中的经济系统便再无安全性可言。

资源浪费 · 如果链上应用使用率过低，那么AppChain本身造成了资源浪费。如果AppChain有专用的validator，这些validator可以将资源部署到其它生态。

额外的开发成本 · 与部署智能合约不同，AppChain开发过程较为繁琐，所以在管理周边基础设施（如validator或sequencer）时增加了技术难度。

生态系统工具与技术支持受限 · 没有可供使用的“现成”资源，如区块浏览器、RPC供应商、索引器、预言机、法币通道以及生态基金。

AppChain的新兴市场

由于在建立独立生态系统时可能会遇到如上所述的缺陷，AppChain比较适合具有如下特征的应用：

· 在某方面达到一定规模，如用户量、协议收入、TVL、产品市场契合度等 · 在专用区块空间有显著的产品或性能优势 · 对安全性与不可分割性要求较低，如 P2E 游戏、NFT、加密社交等

因此，有理由推断大多数应用还会继续在共享区块空间的L1与L2上推出。此外，由于L2的现有格局仍然非常分散，出于安全性、流动性以及不可分割性的考量特别是DeFi协议还是会选择在L1上推出。需要强调的是，不可分割性在这里尤为重要，因为即使在资产负债表为零的情况下，利用闪电贷仍然可以获得有效且无限使用的资金。

此外，如果非DeFi应用的发展达到了一定规模，形成足够大的生态与网络效应，它们很可能会选择在通用的L2上推出产品，然后转移到以应用程序为主的L3或者直接在基于这款应用的L1上推出，发展过程大致如下：

多数应用在决定开发AppChain的时候会选择模块化执行层（特别是Roll-ups）而非单片区块链，因为他们没有启动大型validator set所需的资金。此外，高质量的validator不会选择代币价格较低或者不稳定的AppChain进行部署。

即便如此，随着加密行业的发展与普及，大多数应用还是会继续推出自己的 AppChain。未来的AppChain市场结构也十分多样化：

· 通过不同跨链桥来连接的基于特定应用的单片区块链 · 连接单片区块链且基于特定应用的侧链 · 在单片区块链中基于特定应用的Roll-ups · 无需使用结算层且独立的特定应用Roll-ups

AppChain的设计空间

在选择在哪种AppChain上进行开发时，需要参考以下几点做出权衡：

安全类型：攻击该链并更改其状态的难度有多大？

· Shared：由多个异构validator保护，大概率由不同的对象负责运行 （如Polkadot的平行链、Skale） · Isolated：安全性由应用本身提供保障；很可能使用的是应用自带的validator或sequencer；将应用的代币用于质押，获得经济收益 （如Cosmos、Axie Ronin） · Inherited：应用底层结算或共识层来保障安全性 （如zkSync、Optimism）

安全来源：安全性的保障的从何而来？结算发生在哪里？ · Ethereum：将以太坊作为欺诈证明、有效性证明以及常见双花攻击的结算层，保证网络安全 （如Arbitrum、zkSync） · Non-Ethereum L1：利用非以太L1的安全性，大概率有着完全不同的共识模型 （如NEAR Aurora、Tezos rollups） · 应用代币：将应用代币作为生态的安全性保障 （如Avalanche的Subnets、Cosmos生态中的子链）

许可：节点是如何被选出的？谁可以读取或写入状态？ · 无许可：任何人都可以读写合约，验证状态转换 （如Optimism、StarkNet） · 选择性许可：只有被列入白名单的validator或开发者才可以读写或验证链的状态（如Polygon的Supernets、Avalanche的Subnets）

可组合性：在同一生态中，流动性与状态流转至不同应用的难易程度与安全性是 怎样的？ · 无限制: 可以转移到任意应用，延迟小，安全性高 （如Polkadot的XCMP协议、Cosmos的IBC协议） · 有限制：在连接性、延迟或安全性方面存在限制 （如Avalanche的Subnets、Polygon的Supernets）

最终性：交易在何时被认为是处于完成的状态？ （假设“最终性”即是真实的完成状态） · 即时：通常使用BFT共识机制（如NEAR Aurora、Evmos） · 有条件要求：通常使用rollups方案，一旦区块被发送至L1（假设数据可用），交易即可被视为最终完成（如Arbitrum、zkSync）

Gas代币：用户使用哪种代币作为gas进行支付？ · 非应用代币：通常是应用所在L1或L2的底层资产 （如Ethereum、Evmos） · 应用代币：应用代币本身运行在基于特定应用的L1或L2上 （如Avalanche的Subnets、Osmosis） · 无gas：L1或L2的validator或应用本身为用户提供硬件成本补贴 （如AltLayer、Skale）

其它显著参考要素： ·质押要求：应用需要质押多少代币，可使validator保证网络的正常运行 · TPS：吞吐量的主观衡量标准会随着交易规模的大小产生变化 （即较大规模的交易会使吞吐量降低，反之亦然） ·支持EVM：无需开发人员修改其代码库即可同时支持Solidity以及EVM操作码

根据以上几点，可以将现有AppChain解决方案总结为：

总结

尽管AppChain目前存在各种问题，但开发人员的需求表明AppChain持续发展。正如当年的Apple，垂直领域的整合通常会带来更好的用户体验；同样，区块链开发人员会在AppChain的赋能下，交付出更加优质的Web3应用。但AppChain并不适合所有场景，工程师应该在投入精力做开发前，深入思考应用的需求，权衡利弊。此外，有诸多因素会对安全模型经济学、货币化策略、平台防御性、堆栈整体价值的自然增长以及加密市场结构的次级效应产生影响，AppChain在接下来几年的发展值得期待。

Source: “Application-Specific Blockchains: The Past, Present, and Future”

*本文以上内容均为观点阐述，非投资建议。