ANC:一文對比三大異構區塊鏈網絡：Cosmos、Polkadot、Avalanche_polkadotjsplus

原文作者：@arikan

原文編譯：DeFi之道

開放去中心化互聯網的承諾正在受到第一代加密網絡比特幣、以太坊及其變體的性能、可用性和能源效率問題的挑戰。雖然以太坊新版本及其Layer2解決方案的開發旨在解決當前的性能問題，但新一代項目Cosmos、波卡和雪崩已經發布了具有非凡能力的基礎設施。他們的目標是通過異步異構網絡模型進行水平擴展，其中特定于應用程序的區塊鏈共存并在需要時相互操作。在跨鏈經濟安全方面，它們有自己的設計選擇和權衡，這將產生不同的影響，我們將在本文中一一討論。他們的目標都是創建一個區塊鏈互聯網，以達到網絡規模，每天可以容納數十萬甚至容納數百萬活躍用戶，并實現用戶擁有和控制的Web3愿景。本文旨在幫助開發人員、研究人員、企業家、投資者以及任何渴望去中心化未來的人了解加密網絡的這種范式轉變。

貨幣，并成為加密經濟創新的平臺。然而，比特幣、以太坊及其變體存在阻止大眾采用加密網絡的關鍵問題。我們將首先看這些問題，然后用這些點來比較新一代區塊鏈平臺。

1.能源效率：要使開放的去中心化計算機網絡正常運行，其獨立參與者需要就共享狀態達成一致。在這樣做的同時，盡管信息不完善或存在惡意行為者，網絡仍應保持有效共識容錯。允許參與開放網絡的共識，同時防止同一實體對多個身份進行操作是通過一種稱為工作量證明的接納方法來處理的。這種方法要求參與者使用巨大的計算能力，這會使地球變暖，并且一些價值還被轉移給電力公司。顯然，保護分布式計算網絡需要經濟成本，新項目使用替代的權益證明機制實施驗證者準入，即通過鎖定代幣存款以成為參與者。這筆存款必須足夠昂貴，以便充分抑制惡意行為或離線。事實上，類似的規模經濟適用于權益證明和工作量證明：運行驗證節點的成本從OPEX轉移到CAPEX。

2.交易延遲：比特幣、以太坊及其變體采用了中本聰共識，這需要等待創建多個新區塊之后以確保交易無法恢復。因此，中本聰共識鏈具有高可用性，但由于其概率交易最終性保證，交易速度較低，這需要等待鏈足夠長。為了實現更快的交易最終性，許多區塊鏈項目使用經典的實用拜占庭容錯(PBFT)共識，該共識有其自身的弱點，包括驗證者集可能有多大才不會減慢網絡速度，以及在正常運行時間或活動性方面才能有利于安全性。

3.計算吞吐量：在分布式計算機網絡中每秒可以完成的計算工作量是吞吐量，它定義了網絡可以擴展的程度。一個常用的指標“每秒交易數”具有誤導性，因為交易可以指簡單的轉賬或復雜的財務計算；它們需要不同數量的計算能力。作為網絡參與者的函數，實際吞吐量是網絡每秒可以處理的計算工作量。為了實現總的高吞吐量，項目要么采用垂直擴展策略，即要求對節點進行高性能計算并優化節點軟件，要么采用水平擴展策略，即通過將網絡分成多個部分來進行并行處理。

4.交易成本：區塊鏈必須找到一種方法來限制其執行，否則運行區塊鏈的節點網絡很容易受到拒絕服務攻擊。為了進行這種限制，比特幣允許使用相當有限的腳本語言，以太坊根據智能合約執行的gas計量收取交易費用。問題在于，無論您是在交易中進行簡單的轉賬還是復雜的計算，它們都在同一個網絡上處理。結果，當網絡流量增加時，即使是簡單的操作，交易費用也會增加，因此使用鏈成為擁有大錢包的人的專屬。向礦工支付費用作為優先交易的激勵。雖然比特幣交易費用將作為發行達到2100萬上限后的唯一激勵措施，但在以太坊中，它們的唯一目的是優先考慮交易。燃燒交易費用是一種在新項目中獲得吸引力的機制，最近以太坊也開始燃燒部分費用，因此隨著網絡活動的增長，所有代幣持有者都受益于稀缺性的增加。

5.去中心化程度：與普遍看法相反，由于礦池中心化，比特幣和以太坊實際實現的去中心化程度很低。隨著中本聰共識中挖礦成本的增加，成功出塊變得更加困難，并且運行網絡的權力被匯集起來，從而集中在少數聚合礦工身上。新一代區塊鏈通過我們將在下面探討的各種解決方案來解決這個問題。

數據：一WLD做市商1小時前將450萬枚WLD轉入3家CEX:金色財經報道，據鏈上分析師余燼監測，今日WLD上漲27%，一小時前WLD價格1.39美元時。一個WLD做市商(該做市商在WLD上線前獲得1100萬枚WLD做市代幣分配）將450萬枚WLD（607萬美元）轉入3家CEX，其中：300萬枚WLD轉入Binance、100萬枚WLD轉入Bybit、50萬枚WLD轉入KuCoin，目前該做市商地址還持有296萬枚WLD（402萬美元）。

該做市商鏈上操作情況：7/21，獲得1100萬枚WLD；7/24，將1100萬枚WLD轉入3家CEX；7/25-8/25，一個月時間里陸續從5家CEX提出901萬枚WLD；8/26至今，陸續將650萬枚WLD轉入各CEX。今天轉出數量最大。[2023/9/7 13:23:58]

6.公平分配：隨著網絡的發展，區塊鏈項目如何分配所有權份額？比特幣的代幣分發在區塊鏈的安全性、挖礦生態系統和交易所創造了一種環環相扣的相互依存關系。這成為許多項目的模式：隨著礦工加入網絡以獲得代幣獎勵，網絡變得更加去中心化和更加安全，從而吸引了更多人使用它。隨著需求的增加，價格上漲，吸引了更多的礦工來保護封閉循環的網絡。然而，隨著挖礦成本的增加，成功挖出一個區塊變得越來越難；因此，運行網絡的代幣或權力的分配被集中起來，從而集中在幾個聚合實體上運行礦機。以太坊采用了不同的策略：他們預先開采代幣，取消總供應上限，將部分代幣出售給早期投資者和公開銷售參與者，將一部分分配給其基金會用于運行贈款和賞金計劃，并開始隨著時間的推移就像比特幣模型一樣獎勵礦工。很快，以太坊的代幣發行集中在少數幾個礦池，最大的代幣持有者變成了交易所。最終，隨著時間的推移，公平分配定義了誰在網絡中擁有權力：生產區塊的權力、分叉網絡的權力、決定協議升級的權力，以及投資和質押應用的權力。

7.治理：網絡協議的更改會對所有現有和未來的用戶產生重大影響，無論他們是否意識到。在比特幣和以太坊中，改進提案會導致協議升級和參數更改，這些更改由核心專家社區討論、決定、實施和應用。如果一群礦工有興趣追求與大多數人不同的方向，他們可以分叉協議并啟動一個新網絡，痛苦地將大多數網絡效應拋在腦后。此外，研發資金分配通常由中央基金會管理，而隨著社區圍繞資金協調DAO聚集，替代方案正在出現。較大的代幣持有者或用戶群體在治理決策中并沒有真正的發言權，因為他們可能對決策主題沒有專業知識、興趣或意識。即使他們這樣做了，與大型代幣持有者相比，它們也可能會產生一點影響，因為投票通常是代幣加權的。隨著新項目采用更公平的、更多代幣持有者能夠參與的鏈上治理和鏈下信號機制，這種情況正在發生變化。

這些問題不僅限制了去中心化網絡的大規模采用，而且促使現有用戶繼續依賴中心化交易所和托管錢包。非技術人員很難定期使用真正去中心化的應用程序。另一方面，現有用戶繼續使用以太坊和比特幣，因為他們沒有意識到這些問題；公司和投資者繼續使用它們，因為他們想成為流動性所在；早期進入者或“原始黑幫”捍衛這些網絡，因為他們有很大的利益。但另一個世界是可能的。

ETH地址丨來源：Etherscan

今天，以太坊平均每天有50萬活躍用戶，而像Twitter這樣的流行Web應用程序有2億日活躍用戶，Facebook有近20億日活躍用戶。即使加上Layer2和比特幣用戶，這距離網絡規模還有很長的路要走。對于一個開放的去中心化互聯網來說，擴展是一個非常關鍵的挑戰，它不是明天的問題，而是此時此地優先解決的問題。

雖然以太坊的新版本旨在解決擴容問題，并且其臨時的layer2解決方案目前正試圖滿足不斷增長的需求，但新一代平臺Cosmos、Polkadot、Avalanche重新燃起了對真正的去中心化互聯網的承諾。我們將首先研究以太坊的新版本。

SPACE ID開啟第二季資助計劃，9月30日申請截止:8月3日消息，Web3域名和身份平臺SPACE ID開啟第二季資助計劃（Grant Program），申請日期從8月2日開放至9月30日。第二季資助金額總計15.7萬美元，單個項目的分配金額提高至1萬美元，包括錢包、Dapp、游戲、工具、交易所等5個賽道。

SPACE ID于今年6月推出第一季Grant Program，向5個賽道的21個項目共發放了42300美元的贈款。[2023/8/3 16:16:03]

以太坊作為EVM生態系統的新版本

自誕生以來，以太坊的新版本一直在通過采用新的科學研究以及新的區塊鏈平臺發明的機制而發生變化。以太坊的新版本將使用權益證明，將網絡拆分為同步分片，旨在提高總計算吞吐量。運行相同以太坊虛擬機(EVM)的驗證者將被分配到不同的網絡分片、生成塊、累積不同的用戶活動數據，并通過名為Beacon的中繼鏈相互同步。但是，嘗試同步所有分片部分意味著嘗試實現完全復制，即在所有節點中擁有一致的數據庫副本。這是有問題的，因為分布式計算中的分片點是通過不復制整個網絡中的所有數據來實現擴展。在同步模型或同構網絡拓撲中，當一個分片獲得比其他分片更多的使用量時，它將開始出現相同的速度、成本和擴展問題。此外，還有一個新問題是在分片之間有效地同步數據。

雖然據說以太坊向新版本的過渡將在一年左右的時間里完全完成，但所謂的Layer2解決方案——Rollup、Plasma和狀態通道——已經推出，為不斷增長的以太坊使用需求提供效率和速度。困境在于，Layer2信任模型要么有中間中央運營商破壞去中心化和抗審查的目的，要么有多個激勵運營商的去中心化區塊鏈，并最終與其第1層競爭。因此，隨著更多用戶的加入，這些單鏈架構將遇到相同的交易成本問題。

模塊化區塊鏈設計

最近，以太坊采用了一種稱為以Rollup為中心的路線圖的新策略，該策略將以太坊Layer1定位為數據可用性，將Layer2項目定位為計算。換句話說，以太坊希望成為保證數據可用性并與Rollup共享安全性的基礎層。因此，以太坊正在采用EVM區塊鏈生態系統進行計算，無論是單個Rollup占主導地位還是多個Rollup共存。事實上，這種策略適合新興的模塊化區塊鏈設計，其中區塊鏈可以將數據可用性或執行外包給其他區塊鏈。該策略的通用模型由Celestia和EigenLayr開發。此外，以太坊的新策略類似于Polkadot和Avalanche中已經使用的共享安全模型。

另一方面，由于Cosmos、Polkadot、Avalanche在其至少一個與EVM兼容的鏈上都有與以太坊的橋接，它們有時被放在同一個“Layer2”存儲桶中，而這些項目通常稱自己為Layer0，因為它們提供用于構建互連的Layer1區塊鏈的基礎設施。

Cosmos、Polkadot、Avalanche

Cosmos、Polkadot、Avalanche旨在通過異步異構網絡模型進行水平擴展，其中特定于應用程序的區塊鏈具有不同的虛擬機，并且可以在需要時與其他鏈互操作。這些基礎設施平臺提供了構建您自己的自定義區塊鏈的能力，從而為去中心化應用程序和資產提供了更大的設計空間。將您的項目作為主權鏈而不是一組智能合約運行具有三個基本優勢：

性能隔離：將您的鏈與其他鏈隔離可確保您的用戶體驗不受網絡上無關的高活動的影響，因此它提供了更好的性能，并且您可以在需要時橋接到其他鏈。

可預測和可定制的費用：共享無許可網絡上的費用不受您的控制。某些應用程序在網絡上的高活動可能會增加您的應用程序的任意費用。擁有自定義費用結構可以讓您獲得可預測的費用，并消除應用程序與其用戶之間的基礎設施。您不需要ATOM、DOT或AVAX，即可使用特定于應用程序的鏈。不強迫用戶使用基礎設施代幣收取費用對于主流采用至關重要。

Yield Protocol：已從 Euler Finance 遭攻擊影響中完全恢復:6月27日消息，固定利率借貸協議 Yield Protocol 宣布已從 Euler Finance 遭攻擊影響中完全恢復。3 月中旬，Euler Finance 遭到黑客攻擊，損失金額近 2 億美元，之后攻擊者歸還全部盜取資金。由于 Yield 的流動性提供者系統中的一些資金存放在 Euler 中，因此也受到了影響。[2023/6/28 22:04:12]

可定制的驗證器：自定義驗證器規則和要求將您的鏈集中在其特定領域的需求上。您的鏈的驗證器可以符合某些司法管轄區，可以具有高性能的硬件要求，或者具有成為驗證器的某些證明。

這些新一代網絡還與以太坊以及很快與比特幣建立了橋梁，并且正在開發彼此之間的橋梁，以充分實現區塊鏈互聯網的愿景。

Cosmos、Polkadot、Avalanche在協議級別存在關鍵差異，這些差異會影響平臺功能以及它們如何擴展其網絡。下面的比較旨在幫助開發人員、企業家、投資者、研究人員以及那些考慮在這些新一代基礎設施上構建的人了解這些架構之間的差異及其權衡。

共識機制

在開放的機器網絡上安全和一致地復制應用程序狀態是通過共識機制實現的。在這樣做的同時，盡管信息不完善或存在惡意行為者，網絡仍應保持容錯和有效共識。Cosmos和Polkadot中使用的實用拜占庭容錯要求所有參與節點相互通信，因此網絡絕對確定地同意一個決定。它具有低延遲和快速最終性，但它無法擴展到全球開放網絡中的許多參與者，因為每個驗證器節點上的負載隨著驗證工作的增加呈指數增長。比特幣引入了最長鏈共識機制，允許概率確定性和極低的錯誤率。隨著時間的推移，它允許建立一個健壯且可擴展的網絡，但速度非常慢。

Cosmos，主網于2019年3月上線，使用TendermintPBFT共識，提供快速的最終確定性。但是，由于每個節點都必須相互通信，因此它具有二次消息傳遞復雜性并且可以一次完成一個區塊。

Polkadot是2020年5月上線的主網，以共識方式將區塊生產和最終確定分開：BABE編寫候選區塊，GRANDPA分批完成它們。這種混合共識在一定程度上優化了二次消息傳遞的復雜性。

Avalanche主網于2020年9月上線，使用Avalanche共識，這是一種獨特的機制，它結合了驗證者節點之間的重復投票子采樣和有向無環圖中的傳遞投票，而不是線性鏈。由于Avalanche共識具有恒定的消息傳遞復雜性，因此它允許低延遲和大量參與網絡。它像中本聰共識一樣具有概率最終性，但它是可配置的，并且故障率極低。

驗證者進入標準

允許參與開放網絡的共識，同時防止同一實體對多個身份進行操作是由工作量證明或權益證明機制處理的。與所有新項目一樣，Cosmos、Polkadot、Avalanche都使用權益證明，因為它的能源效率和提供更大設計空間的能力。這些網絡上還有一些項目為公平的代幣分配機制實施了更輕的工作量證明機制。

交易延遲

Cosmos可以在6-7秒內實現交易最終性。

Polkadot整體上可以在12-60秒內實現最終性，區塊創建和最終性是分開的。

Avalanche可以在一秒鐘內實現了交易最終性。它像比特幣一樣是概率性最終性，并且故障率極低。

計算吞吐量

網絡每秒可以處理的計算工作總量取決于網絡上使用的虛擬機和運行時函數的復雜性。Cosmos、Polkadot和Avalanche正在構建專門的異步區塊鏈網絡，因此最終他們的整個網絡在吞吐量方面是無限的。真正重要的是這些網絡可以增長多少，以及它們對跨鏈經濟安全的選擇很重要。

美聯儲2月加息25BP的概率為76%:1月9日消息，據CME“美聯儲觀察”：美聯儲2月加息25個基點至4.50%-4.75%區間的概率為76.6%，加息50個基點的概率為23.4%；到3月累計加息25個基點的概率為12.2%，累計加息50個基點的概率為68.2%，累計加息75個基點的概率為19.7%。[2023/1/9 11:01:49]

交易成本

隨著整個網絡上活動的增長，交易費用也會增加。Cosmos、Polkadot、Avalanche構建了專門的網絡，每個鏈都有自己的基于自身狀態增長的自定義費用機制。

Cosmos每條鏈都有一個可定制的費用機制。

Polkadot每條鏈都有一個可定制的費用機制。費用是使用權重系統預先計算的。每個鏈的費用燃燒是可選的。

Avalanche每條鏈都有一個可定制的費用機制。對于不同類型的功能，主要網絡費用是固定的或為零，并且所有費用都被燒毀，因此代幣持有者隨著時間的推移從使用中受益。

去中心化程度

以下數字來自2022年3月17日。

Cosmos在節點之間具有二次方消息傳遞，因此參與者數量有限。Cosmos中的活躍驗證者數量為150，IRIS中為115，Osmosis中為100。目前，您至少需要147,231個ATOM才能加入CosmosHub的活動驗證人集，并且至少需要1個ATOM用于委托。總質押價值約為$50億美金。

Polkadot優化了節點之間的二次方消息傳遞，以及有限數量的參與者。活躍驗證者的數量在Polkadot中為297，在Kusama中為1000。目前，您需要至少175萬個DOT才能加入Polkadot中繼鏈的活躍驗證者集，并且至少需要120個DOT才能進行提名。總質押價值約為$120億美金。

Avalanche在節點之間有恒定數量的消息傳遞，因此參與者的數量是無限的。主網絡中的活躍驗證者數量為1311。目前，您需要至少2000AVAX才能加入主網絡的活動驗證器集，并且至少需要25AVAX用于委托。總質押價值約為$160億美金。

去中心化也是驗證者質押和獎勵集中度的函數，通常遵循長尾分布——很少有驗證者擁有最多的質押，而許多驗證者的質押很少。對于區塊鏈平臺來說，公平的質押分配仍然是一個懸而未決的問題，每個項目都試圖以不同的方式實現公平。例如，由于Polkadot的核心是基于PBFT的共識，因此可以有一個有限的活躍驗證者集，但這些活躍的驗證者通過Phragmén選舉方法獲得平等的獎勵。由于其新穎的共識機制，Avalanche可以擁有無限數量的活躍驗證者，并且平均驗證者權重正在逐漸下降，從而提高了其去中心化水平。

跨鏈網絡拓撲

以下數字來自2022年3月17日。

Cosmos允許使用自己的驗證器集的分布式鏈網絡。這些鏈之間的互操作性是通過區塊鏈間通信橋接協議實現的。每個鏈都必須實現IBC才能與其他鏈橋接。目前，有28個啟用IBC的鏈，涵蓋DeFi、EVM智能合約、社交媒體、隱私、再生收益耕種和游戲等領域。與以太坊、比特幣等的橋梁正在開發中。

Polkadot允許從中央中繼鏈到連接的鏈分層繼承安全性。平行鏈沒有自己的驗證器，它們有收集交易并為中繼鏈驗證器生成狀態轉換證明的收集器節點。平行鏈之間的互操作性是通過跨鏈消息格式實現的，并且由于繼承的安全性，任意數據傳遞是可能的。目前，10條平行鏈具有不同的專注方向，例如DeFi、EVM智能合約、社交媒體、隱私和游戲。與以太坊、比特幣等的橋梁正在開發中。

Avalanche允許將驗證器的重疊網絡組織為運行多個鏈的子網，同時還可以驗證主網絡。同一子網中的不同鏈幾乎可以立即將資產相互轉移。而子網到子網的通信，即其子網中的一條鏈與自己子網中的另一條鏈通信，目前是通過網橋處理的。事實上，與其他子網有重疊驗證器的子網越多，它們相互通信的安全保證就越高。這是因為那些相交的驗證者將在兩個子網中擁有共同的利益。如果一組驗證者在一個子網中惡意行為，他們還將冒著在主網絡和其他子網中驗證權益的風險。盡管尚未宣布子網到子網直接互操作方法，但看到AvalanchePrimaryNetwork本身充當所有子網之間的中介也就不足為奇了。目前有3條主網鏈上線：X-Chain用于轉賬，P-Chain用于Staking，C-Chain用于EVM智能合約。生態系統中正在構建其他鏈和子網。此外，與其他平臺一樣，還有Avalanche-以太坊橋，它通過受信任的聯盟工作，并且是當今60個以太坊橋中最常用的橋之一。

Evmos Name Service：測試網獎勵將于8月發放:金色財經消息，Evmos域名系統Evmos Name Service在Twitter上發布測試網激勵相關信息，Evmos Name Service表示，在測試網中使用新舊合約的用戶均可以獲得EVNS代幣獎勵，被黑客攻擊的域名持有者將于八月獲得補償，名單將在周日公布。此外，測試網獎勵將于8月發放。[2022/7/29 2:45:29]

在沒有某種安全共享機制的情況下，在具有不同安全級別的區塊鏈之間進行橋接，就像在當前的Cosmos架構中一樣，與橋接任何一般的鏈沒有什么不同。因此，如果沒有共同的確定性保證，跨鏈通信具有不同的風險水平。Polkadot繼承的安全模型允許統一的確定性保證，并且在此保護傘下，平行鏈可以安全地相互傳遞任意數據。Avalanche的重疊驗證者網絡模型目前可以在主網絡中的鏈之間實現安全共享，并且很快可以在不同子網中的鏈之間直接實現安全共享，而無需橋接。因此，具有重疊驗證器的子網越多，它們的通信就可以具有更高的安全性保證。一般來說，不同鏈之間的重疊驗證器可以提供更安全的鏈間通信。

治理

Cosmos有一個用于更改共識參數和協調資金的鏈上機制。

Polkadot的整個運行時邏輯作為WebAssembly二進制文件存儲在鏈上，允許無分叉運行時升級，這意味著決策是根據公投結果自主制定的，而不依賴于開發人員或驗證者。治理模塊包括代幣加權投票、輪換委員會、時間鎖定代幣投票、自適應法定人數偏差機制。

Avalanche的某些參數可通過鏈上投票進行升級。基于其獨特共識的擴展治理機制正在開發中。

可開發性

所有區塊鏈的核心都具有以下組件：數據庫、p2p網絡、共識機制、事務處理機制和狀態轉換功能。Cosmos、Polkadot、Avalanche提供了這些核心組件，并讓開發人員構建他們自定義的狀態轉換函數。

Cosmos提供CosmosSDK和Tendermint中間件，允許使用任何語言對交易進行編程。您可以構建自己的虛擬機并發展自己的驗證者社區。為了讓您的鏈上線，您需要從頭開始建立一個驗證者社區，并吸引現有鏈中的驗證者社區。您還可以在EVM兼容鏈上部署智能合約。

Polkadot提供了一個基于Wasm的元協議和Substrate開發工具包。您可以使用提供的模塊開發自己的虛擬機。您還可以從Substrate的鏈上調度、鏈下工作人員和無費交易的自由執行模型中受益。您在平行鏈拍賣中贏得一個插槽后，您的鏈就會上線，這提供了中繼鏈的繼承安全性。或者，您可以發展自己的驗證者社區。您還可以在EVM兼容鏈上部署智能合約或使用Ink智能合約。

Avalanche提供Avalanche虛擬機(AVM)，您可以在其中克隆和自定義實例或構建一個全新的實例作為您自己的虛擬機。為了讓你的鏈上線，你需要啟動一個子網并吸引驗證者——他們已經驗證了主網絡——來運行你的鏈。有一個子網evm代碼可用于啟動自定義EVM鏈。您可以在兼容EVM的C-chain上部署智能合約。

異構區塊鏈網絡拓撲

通過專用區塊鏈的異步網絡托管網絡規模的用戶活動比運行同一虛擬機實例的區塊鏈網絡更好。在本節中，我們將更詳細地討論Cosmos、Polkadot和Avalanche的區塊鏈網絡和鏈間通信是如何組成的。

Cosmos生態系統

Cosmos生態系統具有分布式網絡拓撲結構，不同用途的不同區塊鏈有自己的驗證者集，這些鏈在需要時通過橋接器相互通信。這種拓撲被批評為最不安全的鏈決定了其安全性。然而，它也使整個網絡具有彈性，因為沒有一條單獨的鏈的安全性對整個生態系統的生存至關重要。但是，Cosmos生態系統與幾乎任何連接其他鏈的區塊鏈有何不同？Cosmos有“無附加條件”政策，允許BinanceDEX、Oasis、Terra、Nym等項目使用Tendermint開發和啟動他們自己的特定應用區塊鏈。

鏈間通信(IBC)協議連接Cosmos生態系統中的區塊鏈。隨著鏈實施IBC協議，它們相互連接，整個Cosmos生態系統的流動性增加。IBC幾乎遵循區塊鏈橋的工作方式。當您將資產從一條鏈發送到另一條鏈時，i）您將它們鎖定在源鏈中，ii）然后監控鏈的第三方拿起收據并交付到目標鏈，iii)接收鏈驗證收據并為您提供源鏈中資產的表示。在Cosmos生態系統中，實施IBC的鏈具有Tendermint輕客戶端驗證器，以便它們可以在通信中使用和驗證這些收據。此外，IBC是一種通用協議，可以在不同的區塊鏈架構中實現。此外，新的IBC版本將具有共享的安全方案。

Polkadot繼承的安全拓撲

Polkadot具有分層繼承的安全拓撲結構，對于其平行的鏈之間的任意數據通信非常有效，但這些平行鏈依賴于從中央中繼鏈租賃安全性。Polkadot平行鏈不需要建立驗證者社區，而是從中繼鏈租用安全性。他們通過在拍賣中贏得一個插槽并鎖定Polkadot的DOT代幣來做到這一點。當這些特定領域的平行鏈通過其收集節點連接并同步到中繼鏈時，它們的功能立即可用。對這種機制的一個批評是，不同的鏈可能不需要相同級別的安全性，此外，不應該有任何一條鏈的安全性對生態系統的生存至關重要。盡管Polkadot的敘述在今天推廣了沒有驗證者的平行鏈的想法，但人們可以使用Substrate啟動一個區塊鏈，并在不依賴中央中繼鏈的情況下發展一個驗證者社區。此外，平行鏈可以發展自己的驗證者社區，在租賃期結束時解鎖其DOT資金，并在需要跨鏈通信時使用橋梁。此外，可以有多個中繼鏈有利于整個Polkadot生態系統。分層拓撲很可能會保留下來，因為支持繼承安全的跨鏈通信比使用平行鏈之間的橋梁更有效。

Polkadot開發了跨共識消息格式Cross-ConsensusMessageFormat(XCM)，這是一種通用格式，不僅用于平行鏈之間的通信，還用于不同的智能合約、橋接器和Substrate托盤之間的通信。XCM與垂直消息傳遞(VMP)和跨鏈消息傳遞(XCMP)一起使用，它允許從中繼鏈到平行鏈并返回消息交換，它允許平行鏈與同一中繼鏈上的其他平行鏈交換消息。XCM中的消息是在跨共識虛擬機(XCVM)上運行的程序。這種用于編程網絡和構建可組合的鏈間應用程序的抽象也可以用于其他異構區塊鏈網絡。

隨著平行鏈社區的發展，它們可能還希望擁有自己的驗證器集，以便它們可以成為向其他鏈出租安全保障的中繼鏈。盡管嵌套的安全共享機制可能會變得復雜，但所有子平行鏈將共享共同的最終性保證，并且每秒狀態轉換的總數會增加，從而擴大整個Polkadot網絡的總計算吞吐量。

Avalanche的重疊網絡拓撲

Avalanche具有重疊的網絡拓撲。每個Avalanche驗證器節點都必須保護主網絡，同時保護其他子網。一組驗證器形成一個子網。一個子網可以驗證多個區塊鏈，而每個區塊鏈僅由一個子網驗證。換句話說，驗證者節點可能是許多子網的成員。當您啟動一條新鏈時，您必須提供激勵措施來吸引驗證者子網，這些驗證者已經在運行主網絡并且可能正在運行其他鏈。如果您的鏈正在吸引新的驗證者，那么他們必須能夠運行主網絡以及運行您的鏈的子網。總體而言，子網架構支持驗證器的重疊網絡，這源于新穎的Avalanche共識機制。由于Avalanche共識在其驗證節點之間進行重復子采樣，因此它不需要所有節點而是需要一小部分節點相互通信，這導致網絡中的消息傳遞復雜性較低。因此，即使網絡增長到數千個驗證者，每個節點的帶寬和處理能力要求也保持不變。因此，在驗證者參與方面，基于Avalanche構建的鏈比Polkadot和Cosmos更具包容性，因為每條鏈的參與是無限的。驗證器可以運行多少條鏈取決于鏈運行時/虛擬機設計的復雜性，目前仍然是一個懸而未決的問題。

Avalanche鏈之間的互操作性非常高效，不僅因為快速確定性，而且在同一個主網絡中可以共享共同的確定性保證。安全共享模型不同于Polkadot或它在以以太坊Rollup為中心的新生態系統中的設想方式。Avalanche新穎的子網架構支持更高密度的網絡。這是因為安全共享不僅發生在主網絡中的鏈之間，而且發生在所有重疊子網中的鏈之間。這允許網絡的可組合性和可編程性，打開一個新的設計空間，同時支持一種可以成倍擴展至數百萬日常活躍用戶的組形成網絡，以實現Web3的愿景。

應用

異構區塊鏈網絡Cosmos、Polkadot、Avalanche為其核心基礎設施創新提供了廣闊的設計空間。時至今日，以太坊一直是加密經濟創新的發源地。事實上，建立在這些新網絡上的團隊最初創建了以太坊上存在的東西的美化版本、借貸、穩定幣、聚合器、保險、NFT平臺等），但也有一些項目發現了新的通過利用這些新的基礎設施的用例。

在Cosmos網絡上，Osmosis將交易隱私與跨鏈AMM功能相結合，并實施了IBC以與其他鏈橋接。Celestia對區塊數據進行編碼以提高輕客戶端的安全性，這是在分布式鏈生態系統中實現自治鏈及其不同安全級別之間鏈互操作性的關鍵組成部分。Regen使加密經濟平臺能夠激勵再生農業，并利用來自傳感器和衛星的數據以及審計生態系統。Nym啟用了mixnet，它可以防止能夠監視整個網絡的對手進行網絡流量分析。Nym使用Tendermint和Cosmwasm智能合約來控制目錄服務、節點綁定和委托mixnet質押。Penumbra支持保護隱私的跨鏈網絡交易。Tendermint也被BinanceDEX和Terra等大型項目使用。當這些獨立的區塊鏈網絡開始通過IBC進行互操作時，將釋放更大的價值。

在Polkadot網絡上，Acala平行鏈是一個DeFi中心，提供從AMM到向穩定幣借貸的功能。Moonbeam是一個兼容EVM的智能合約鏈。Subsocial正在構建一個去中心化的社交網絡平臺。Robonomics正在構建自主機器人服務。BitCountry是一個為您的社區啟動虛擬世界/元宇宙的平臺。Integritee和Phala使用可信執行環境(TEE)來實現去中心化機密計算和加密數據存儲。Polkadot的開發框架Substrate也被獨立使用來運行諸如CompoundGateway之類的區塊鏈。雖然所有平行鏈在設計上都與Polkadot的跨鏈生態系統兼容，但它們確實應該利用Substrate框架令人難以置信的可組合性、內存效率和自動升級元協議治理功能來實現新的用例。

Avalanche的EVM兼容C-Chain最初吸引了開發人員構建高效版本的以太坊項目。Pangolin是從Uniswap克隆的快速AMM。SherpaCash支持從Tornado克隆的私人交易。TraderJoe最初是一家AMM，并在成為DeFi中心的過程中增加了貸款。Benqi借貸應用是Compound的一個版本，同時也開始了AVAX的流動質押。Platypus是Curve穩定幣交易所的更好版本，因為它具有資產負債管理。采用多鏈策略的最大的以太坊項目，如Aave、Curve、Sushiswap也在C-Chain上啟動并吸引了大量流動性，這得益于蓬勃發展的Avalanche-EthereumBridge。Avalanche生態系統也有新型資產，其中一種是用于訴訟融資的資產，當與DAO結合使用時，它可能會對將現有法律體系與加密網絡連接起來產生巨大影響。事實上，巧妙的Avalanche共識和重疊的子網拓撲共同為新項目的到來提供了巨大的創新空間。

結論

異構區塊鏈網絡Cosmos、Polkadot、Avalanche提供了非凡的基礎設施來實現區塊鏈互聯網，這表明異步異構網絡模型有效地工作，它是對比特幣和以太坊的改進。它們最終將容納數百萬日活躍用戶，并實現用戶擁有和控制的Web3愿景。

這些主要架構的共存對于真正的去中心化互聯網來說是健康的，因為它們有自己的設計選擇和權衡取舍。了解當今這些新基礎設施的異同將有助于構建面向未來的系統。使用這些基礎設施的項目將超越智能合約應用程序，成為具有自己專業鏈和社區的可擴展生產質量系統，并展示以前無法想象的用例。由于這可能發生在真空中，我們仍然有懸而未決的問題：我們如何確保流動性在跨鏈之間有效流動，而不是被孤立在特定鏈中？那些跨鏈運行的開放組織將如何防止多鏈鯨魚的出現，并確保財富和權力的公平分配？

特別感謝SamHart、?stemD.Akalp、EnginErdogan、JoePetrowski的反饋和審查。

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