什么是Layer0區(qū)塊鏈?Layer0的應用和項目介紹
Layer 0 是什么?
Layer 0(第 0 層區(qū)塊鏈)是構建在 Layer 1 之下且更加底層的基礎設施。 Layer 0 的目標是提高不同區(qū)塊鏈之間的可擴展性、互操作性以及專業(yè)化程度。
目前已有一些多鏈應用嘗試采用不同的架構來達成這個Layer 0 的目標,本文將會介紹三個Layer 0 的實際例子,以及兩個實際建構在Layer 0 上,享受Layer 0 生態(tài)系統(tǒng)好處的項目。
回顧 Layer 1 - Layer 3
第一層:Layer 1 是可以交互和分布數據的基礎區(qū)塊鏈,比如 Bitcoin, Ethereum, BNB chain 等等。
第2層:Layer 2 是建立在 Layer 1 之上的協議,旨在提高區(qū)塊鏈的性能和輸出。 Layer 1 的交易可以交由附加的 Layer 2 處理,處理完成后的結果會被發(fā)送回 Layer 1 的基礎層,以便永久記錄。 Layer 2 的擴容方案旨在減輕基礎層區(qū)塊鏈的負載、提高處理速度,并解決可擴展性問題。通過 Layer 1 和 Layer 2 之間的互動,區(qū)塊鏈可以在不影響安全性的情況下實現可擴展性。想要了解更多有關 Layer 2 的內容可以參考在 Gate Learn 之前發(fā)布的文章。
第三層:Layer 3 建立在Layer 2 之上,能提供更強的可擴展性和可定制性,目前較常被需要頻繁鏈上交互的項目采用,讓開發(fā)人員根據需求在Layer 3上部署游戲鏈,來運行特定的Dapp 游戲項目,以適應高頻繁的鏈上交互或提升用戶的錢包體驗。想要了解更多有關 Layer 3 的內容可以參考在Gate Learn之前發(fā)布的文章。
Layer 0 的應用:以 Polkadot 為例
我們以 Polkadot 為例子來檢視 Layer 0 的基礎設施是怎么運作的、有哪些優(yōu)勢。 Polkadot 的Layer 0 是這樣運作的:以一個中繼鏈(Relay-chain)作為主鏈,來負責平行鏈(Parachain)上的安全性;中繼鏈上運行著許多平行鏈,它們是用于特定應用的Layer 1 側鏈;此外,還有一種網路層協議,允許傳輸跨共識消息(XCM),讓共識系統(tǒng)之間通信,有更強的互操作性。
來源:波卡博客
Polkadot 平行鏈設計的優(yōu)勢
根據 Polkadot 官方文檔,平行鏈設計的主要優(yōu)勢是:
1.可擴展性(Scalability):
Polkadot 上的中繼鏈專注于消息傳遞和安全性,這讓平行鏈只作為可擴展的解決方案,不需要為智能合約的執(zhí)行負責;這種結構也為平行鏈提供了更大的靈活性和可擴展性,因為它們可以根據特定的應用程序或使用情況進行定制和優(yōu)化,而不會受到智能合約的限制。
2.專業(yè)化(Specialization):
Polkadot 本身只關注其作為 Layer 0 的基礎工作。其他 L1 區(qū)塊鏈必須兼顧其安全性并使用 DApp 進行擴展,但 Polkadot 及其專用區(qū)塊鏈(平行鏈)可以協同工作。
3.互操作性(Interoperability):
由于所有平行鏈都建立在一個名為 Substrate 的框架上,并連接到 Polkadot 的架構,因此它們可以原生通信、交易資產并形成豐富的跨鏈交互和連接。上面也提到的 Polkadot XCM 訊息格式允許平行鏈不需通過中繼鏈就能相互交互,比如共用資產等。
Polkadot 生態(tài)上的 Layer 1 項目
Polkadot 生態(tài)中比較有代表性的Layer 1 平行鏈項目都是早期在第一輪插槽拍賣中取勝的項目,發(fā)展的較久,在社區(qū)內的共識也比較強,以下按照目前TVL 大小為順序,介紹三個Layer 1 項目。
Astar
Astar Network (原 Plasm)是在日本最受歡迎的智能合約平臺。 Polkadot 作為 L0,中繼鏈并不支持智能合約的開發(fā)和部署,而 Astar 正好填補了這個位置。 Astar 支持 Wasm(WebAssembly )和 EVM 兩種智能合約方案,是 Polkadot 生態(tài)中第一個支持以太坊生態(tài)的平行鏈,并包括了 Layer 2 擴展解決方案,比如 OVM(Optimistic Vitual Machine)等。
為了吸引開發(fā)者在 Astar 生態(tài)建設,Astar 網路還推行了一個 dApp 質押計畫。在 Astar 網路中,對于每個產生的區(qū)塊,都會有一部分通膨的代幣被分配給 dApp 質押;這些質押所產生的獎勵會被分配給 dApp 開發(fā)者和質押者。
Astar 是這樣建構在Polkadot 上的:使用Polkadot 的中繼鏈負責跨鏈的互操作性、數據儲存和交易驗證;而EVM 層則負責執(zhí)行智能合約并與以太坊兼容,允許開發(fā)者構建并部署dApp 。
Moonbeam
Moonbeam 是一座以太坊網橋,主要用來將以太坊上用 Solidity 撰寫的智能合約在少許更改后接入 Moonbeam 鏈,從而得以通過中繼鏈和整個 Polkadot 生態(tài)中的項目跨鏈互操作。 2020 年知名的 DeFi 服務 SushiSwap 在 Moonbeam 上部署了分支;2022 年 Polkadot 原生 USDT 在 Moonbeam 中上線。
Polkadot 網絡的測試網是Kusama,一般開發(fā)者的使用流程是這樣:先在Kusama 測試網上使用Moonriver (Moonriver 的功能大致和Moonbeam 一樣,是在Kusama 上的先行項目)測試、驗證智能合約,然后將代碼發(fā)送到Polkadot 上的Moonbeam;Moonbeam 能夠在Polkadot 鏈上執(zhí)行EVM 實例,也支持ERC-20 標準和DOT 協議。
Acala
Acala 是建立在Polkadot 網絡上的金融服務平臺,提供三個主要的服務:AcalaSwap (是一個用來換幣AMM,LPs 也可以開池注入流動性收取手續(xù)費)、Honzon(是一個穩(wěn)定幣協議) 、Homa(是一個流動性質押協議)。 Acala 被視為 Polkadot 的 DeFi 中心,兼容以太坊,使開發(fā)者能輕松將 DeFi 項目從以太坊轉移到 Acala 網絡。它有著雙代幣系統(tǒng),包括本地去中心化穩(wěn)定幣(aUSD)和ACA(Acala 網絡的治理代幣),上述的三個主要服務能夠滿足平行鏈抵押、跨鏈流動性創(chuàng)建、多鏈資產抵押、算法穩(wěn)定幣aUSD 發(fā)行等需求。
Polkadot 的交付進度和限制
隨著 2023 年 7 月 Polkadot 1.0 的最終版本發(fā)布,標志著 Polkadot 中繼鏈的功能已經交付。長期來講,Polkadot 想成為的,是一個更通用的生態(tài)系統(tǒng),生成、利用、銷售區(qū)塊空間(即 Polkadot 的 Coretime)。
以下為一些Polkadot 生態(tài)系統(tǒng)當前的數據: 1.580+ 個生態(tài)系統(tǒng)專案:包含90+ 條平行鏈、300+ 個Dapp,190+ 個基于Substrate 的區(qū)塊鏈; 2.目前平行鏈中最重要的專案有關中心化穩(wěn)定幣Tether (USDT) 和Circle (USDC) 的推出和部署,在Polkadot 的Asset Hub 中就有高達2.5 億美元的USDC; 3.整個生態(tài)系統(tǒng)中有近2,000 名月活躍開發(fā)者和83,000 名月活躍使用者。
此外,在互操作性和跨鏈橋的應用上,Bridge Hub 和 Identity 鏈、Asset Hub 和 Collectives 鏈都是Polkadot 生態(tài)系統(tǒng)中值得注意的基礎設施。 2023 年 12 月,無信任網橋 Snowbridge,已經在安全審計后被部署到了 Asset Hub 和 Bridge Hub 的生產環(huán)境,預計將在新年的不久后開始啟用。無信任跨鏈橋的底層加密方式,是采用 Web3 Foundation 研究團隊內部開發(fā)的特殊用途加密協定,它們與 XCM 集成并允許任意合約交互,將來可以用于和以太坊、Moonbeam 網路的各種解決方案。無信任提供了更好的可擴展性和效率,限制是底層網路安全性較弱。
擁有類似目標的 Layer 0 項目:Cosmos
和 Polkadot 類似,Cosmos 也是最早提出打造跨鏈生態(tài)系統(tǒng)、有著類似的 Layer 0 愿景的項目之一。根據 Cosmos 官方白皮書,Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)可以實現區(qū)塊鏈之間的互操作性,資產可以由不同的驗證者發(fā)行和控制,但可以在區(qū)塊鏈之間無縫移動和交換,而無需依賴受信任的第三方。
Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢
Tendermint 核心:Cosmos 上有許多區(qū)域(zone),所有的區(qū)域由 Tendermint Core 提供支援,這是一個高性能又安全的共識引擎,可以扼制惡意行為。 Tendermint Core 的 BFT 共識演算法非常適合擴展公共權益證明區(qū)塊鏈。具有其他共識模型的區(qū)塊鏈,包括以太坊和比特幣等工作量證明區(qū)塊鏈,可以使用適配器區(qū)域(adapter zones)連接到 Cosmos 網路。 Tendermint 后更名為 Ignite,因為創(chuàng)始人 Jae Kwon 的理念不同而分開成兩個實體,由 Kwon 擔任另一個實體 NewTendermint 的 CEO。
Cosmos Hub:Cosmos 上的第一個區(qū)域稱為 Cosmos Hub。Cosmos Hub 是一種多資產權益證明(PoS)區(qū)塊鏈網路,并受到簡單的機制治理,使網路本身能夠適應和升級。此外,Cosmos Hub 可以通過連接其他區(qū)域進行擴展。 Cosmos Hub 負責所有區(qū)域間的代幣轉移,并會跟蹤所有代幣總量;各個Hub 將各個區(qū)域的風險隔離;任何人都可以將新區(qū)域連接到Cosmos Hub,因此區(qū)域允許未來與新的區(qū)塊鏈技術方案相容。
IBC 跨鏈協議:Cosmos 網路中的 Hub (s) 和區(qū)域通過 IBC 協議相互通信,IBC 協議是用來傳遞區(qū)塊鏈資料的虛擬協議,類似 Web2 網路中的 UDP 或 TCP 協議。
除了上面提到的共識引擎 Tendermint Core、Cosmos 上第一個區(qū)域 Cosmos Hub 以及 IBC 跨鏈協議以外,還有 Cosmos SDK 這個開發(fā)框架,這些基礎設施構成了 Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)。
Cosmos 生態(tài)上的 Layer 1 項目
截止目前Coingecko 的數據顯示,Cosmos 生態(tài)中市值排名前 100 的項目有 10 個;搭建在 Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)中的項目超過 260 個。可以看到,Cosmos 技術還是誕生出了許多很強的項目,這可能是因為Polkadot 與Cosmos 選擇了不同的技術發(fā)展路徑;Polkadot 是通過中繼鏈和平行鏈的設計來共享安全的;而Cosmos Hub本身并不負責鏈上訊息交換和安全,根據Gate Learn 之前發(fā)布的這篇文章,Cosmos 生態(tài)更像是放射性的網狀結構,各個應用鏈需自己負責安全性,而這種設計使得 Cosmos 生態(tài)下的 DeFi 項目具有更大的靈活性和自主性。
Injective
Injective 是一個模組化的、開箱即用的互操作性區(qū)塊鏈,可以用于建立完全去中心化的訂單簿、預測市場或提供其它鏈上金融服務的 dApp。 Injective 使用 Cosmos SDK 構建,能夠使用 Tendermint 權益證明共識框架實現即時交易。
在互操作性方面,Injective 支持在以太坊、Moonbeam、CosmosHub 等支援 IBC 的鏈以及 Solana、Avalanche 等 Wormhole 整合鏈之間的無縫跨鏈交易。由于 Injective 支援與以太坊和所有支援 IBC 的鏈進行跨鏈交易,這意味著在 Injective 上創(chuàng)建的代幣預設可以出現在多個網路中。
在跨鏈生態(tài)的兼容方面,Injective 支援 CosmWasm,這是一個為 Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)構建的新型智能合約平臺。這意味著開發(fā)者可以輕松地在 Injective 上啟動自己的智能合約驅動的 dApp。在支援 CosmWasm 的其他鏈上運行的智能合約,也可以無縫遷移到 Injective。
Cronos
Cronos 是以太坊相容的 Layer 1 區(qū)塊鏈,建立在 Cosmos SDK 之上。原本 加密網 使用的是 Cronos.org 這個開源公鏈來提供金融服務,后來項目方為了擴大 DeFi、NFT 和 GameFi 在垂直領域的采用,創(chuàng)建了 Cronos 這個并行運行的區(qū)塊鏈。創(chuàng)建這個新鏈還為了讓 dApp 和智能合約的部署更便宜,并降低碳排量。
Cronos 與 EVM 兼容,Solidity 和所有 EVM 工具開箱即用,并有 Cronos Play,一套面向Web,Unity,Unreal和C++游戲開發(fā)人員的開發(fā)人員工具,能方便地開發(fā) GameFi 項目。
Cronos 最大的特點是受到Crypto.com 的直接支持:Cronos 生態(tài)系統(tǒng)資助計畫,這是一個透過引導初始產品開發(fā)和提供技術支援來支持 Cronos 的早期計畫;此外還有 Cronos Accelerator,一個針對有潛力的 dApp 開發(fā)者的計畫。
Celestia
Celestia 是數據可用性(Data Availability)賽道中脫穎而出的項目,它是一個模組化的網絡,專注于排序交易并驗證已發(fā)布的數據的可用性。
Celestia 使用一種名為數據可用性采樣(DAS) 的方法,不同的區(qū)塊段上隨機采樣多次,每次成功采樣都會提升數據可用性信心和區(qū)塊的有效性,而且這個方法還是可擴展的,隨著更多的輕節(jié)點加入網路來采樣數據,區(qū)塊大小會增加,從而允許更高的吞吐量。它在技術上的創(chuàng)新為它在 2022 年吸引了 5500 萬的融資。以太坊曾經表示未來想專注在數據可用性與安全性,而與以太坊的 DA 層相比,Celestia 大幅降低了數據成本,因此被認為對以太坊產生了威脅。
Cosmos 的限制與未來走向
和 Polkadot 最重要的專案資產為穩(wěn)定幣(2.5 億美元的 USDC)類似,Cosmos 2022 年取得的成功也是由于 Terra 鏈生態(tài)的穩(wěn)定幣 UST 部署在 Cosmos 上,當時市值在穩(wěn)定幣生態(tài)中排行第四??上攵?,2022 年 5 月 Terra 脫鉤的死亡螺旋給 Cosmos 帶來了嚴峻的考驗,帶動 ATOM 代幣大幅下跌。
Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)后續(xù)開始在模組化上發(fā)力。目前其發(fā)展近況是,Cosmos Hub 的分叉網絡 AtomOne 將在 2024 年 2 月 27 日上線主網。這一事件的背景是去年 ATOM 代幣通脹率提案以微幅比例通過后,創(chuàng)始人 Jae Kwon 對結果表示不滿,憤而提出分叉。從這個事件可以觀察到 Cosmos 目前至少存在三大問題:
1.中心化問題:除了創(chuàng)始人能通過分叉來反制社區(qū)提案,監(jiān)控節(jié)點運營商的(比如 Chainflow 等個體驗證器運營商)和 LIDO 等權益池的中本聰系數顯示(截止文章撰寫時間),Cosmos 生態(tài)得分為 7,以太坊為 2,Solana 為 20,Polkadot 為 92,這個數據也可以反映出 Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)是比較中心化的。
2.高通脹率和網路安全成本:最早在Blockworks Research 的研究中顯示,Cosmos 的$ATOM 代幣有著高通脹率,這不但意味著在代幣經濟學上的不可持續(xù)性,也連帶影響了Cosmos 在網路安全上所支付的成本,促使團隊推出相關提案;
3.生態(tài)項目治理、代幣流動性都很分散:前者的例證是 Tendermint 的改名和分開,容易引起生態(tài)系統(tǒng)的混亂;后者則影響用戶體驗、進而影響 Cosmos 的采用。
Cosmos 生態(tài)的未來走向是什么?根據 Cosmos Hub 負責人 Billy Rennekamp 在 AMA 中的分享,Cosmos Hub 即將推出的功能包括 Vega 升級、新模組 AuthZ 和 FeeGrant、以及更新的網路穩(wěn)定性和安全性。此外,還有IBS封包路由功能。 Gravity DEX 和 Emeris 標志著 Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展,但這也引起了一些關于生態(tài)系統(tǒng)可信度和平衡性的討論。鏈間安全和 ATOM 功能的實施將進一步提升 Cosmos Hub 的價值和安全性。另外,Cosmos 上的 NFT 和 IRISnet 專案也在進行,將為生態(tài)系統(tǒng)帶來更多應用和價值。這些升級和功能將改善用戶體驗,并有望促進 Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展和采用。
結論與未來展望
Layer 0 一詞最早期為人所知,是因為 Gavin Wood 的傳道和 Polkadot 平行鏈 Blog 中使用了這個詞匯。然而,在 Polkadot 2023 年的年終總結中,已經不再把 Polkadot 和 Layer 0 相提并論。這可能是因為 Polkadot 和 Cosmos 在生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展中都遇到了相似的問題:
除了以太坊愿意將 Polkadot 整合進協議以外,其它 Layer 1 似乎不太可能這么做。同樣的,Cosmos 的網路安全性也被原生代幣 ATOM 保護著,大家最終還是希望累積 Layer 1 的代幣去實現更多鏈上交互。網路安全仰賴排序器的分配,如何重新定義這些角色(比如XAI 通過Sentry 節(jié)點來解決驗證誘因問題),以及跨鏈生態(tài)下,模塊化、可組合性的基礎設施該如何發(fā)展,這些都是2024 Layer 0 賽道會遇到的切實問題。如果 Polkadot 和 Cosmos 無法交付出讓社區(qū)滿意的解決方案,那么對應這些問題的路徑或許不會叫作 Layer 0,而會是別的名詞。
通用跨鏈協議的未來
還有一些其它項目也在跨鏈賽道中競爭。 Wormhole 是一個跨鏈協議,用于在區(qū)塊鏈之間的通用消息傳遞,它本身既不是區(qū)塊鏈也不是代幣橋(token bridge)。它提供一些工具用來打造跨鏈的交易所、實現 NFT 治理或構建跨鏈游戲。
另一個類似跨鏈協議是采用超級輕節(jié)點(ULN)的 LayerZero,它和 Wormhole 的設計有些類似。LayerZero 的 CEO 認為,Wormhole 等系統(tǒng)的運作方式是讓控制元件位于「系統(tǒng)」中,只有被信任的管理者才能升級它們(需要13/19 的多簽);而LayerZero 同樣用外部金鑰管理dApp 的參數,并依賴于金鑰管理者不會作惡。不同之處在于,Wormhole 的 dApp 沒有任何控制權,并且無法阻止「系統(tǒng)」強制升級,并更改底層的消息傳遞協議;而 LayerZero 讓每個 dApp 可以選擇一組無法更改的安全參數。這意味著 LayerZero 作為關鍵基礎設施是不可變的、開源的,永遠由用戶所有。
除了 Polkadot 發(fā)展的輕節(jié)點協議、Cosmos 的 IBC 跨鏈協議,未來這一賽道內還會有更多類似 Wormhole 和 LayerZero 這樣的通用跨鏈協議,提供更高效、更靈活和更安全的解決方案。