展望DApp 2020：从智能合约到应用链

古代德国有一名叫米夏尔·亨特的剑术大师，他编写的《艺术击剑100式》描述了用剑的多种诀窍，当讲到最后第100招时，米夏尔画风突变，描绘了一场持枪者对剑术大师的碾压式战斗，并附言以自嘲：“时代变了，大人”。

1.DApp是什么？

DApp即Decentralized Application（去中心化应用），DApp通过构造可验证规则（数学/计算机科学/密码学/经济学）降低用户信任成本，催生高效市场。DApp中的规则公开透明，所有人都可以选择自愿参与，主动退出，且能够随着系统网络效应的增加而受益。DApp开发目前有两种主流方式：一种是以太坊为主的智能合约开发，一种是以Substrate/Cosmos-SDK为主的应用链开发。

2.当前基于智能合约的DApp开发遇到什么问题？

从前的大多数DApp都在以太坊上开发，因为这是最简单实用的方式——使用智能合约。以太坊为开发者封装了网络层、共识层，开发者只需开发后在以太坊虚拟机（EVM）中运行即可，特别适合小型应用或概念验证原型。但当前DApp开发会遇到几个问题：

• 可扩展性：智能合约平台可扩展性较低，且DApp需要与其他DApp竞争资源。智能合约平台拥堵的主要来源是大批量转账和交易，当爆款应用出现时，用户的转账变慢且转账手续费将成倍上涨，典型事件如狂热的ICO、现象级游戏CryptoKitties、Fomo3D、资金盘FairWin等——今年9月上旬开始，FairWin每天的Gas消耗量接近占到整个ETH网络的30-40%，单日最高峰超过500ETH，截至10月1日，累计Gas消耗金额总计高达8691 ETH，价值超过 1000 万人民币。
• 互操作性：智能合约平台上的DApp可调用平台内其他智能合约，但无法与平台外区块链进行交互。
• 速度：以太坊虚拟机（EVM）状态更新速度慢，对于需要频繁升级与优质DApp用户体验（可验证、无延迟）的应用来说难以接受。
• 链上治理：智能合约平台不支持DApp的链上治理，Vitalik曾经提到他认为的治理方法应该由“既定路线图、核心开发团队之间的共识、代币持有者投票、防女巫攻击的投票系统、既定规范”等因素决定，然而现在以太坊的智能合约升级完全由开发者决定，升级操作需各节点和矿工主动执行，代币持有者全程只能被动接受升级。
• 独立性：智能合约平台升级将影响上层DApp结构。Aragon作为以太坊上重要的DAO项目，就曾面临以太坊伊斯坦布尔升级影响其680份智能合约运行的问题，这类影响使得DApp极度依赖底层智能合约平台的发展——Aragon在宣布自己将与Cosmos合作开发基于POS的应用链时曾说：“我们需要一条完全由DApp社区掌控的链，因为只有这样一条链才能以社区自身的利益最大化为核心。”

3. 基于应用链开发DApp的优势有哪些？

应用链指为特定应用开发的区块链，应用链提供了与智能合约平台截然不同的开发模式。 应用链使用一个定制的区块链来服务单个应用程序：开发人员可以自由地做出应用程序运行最佳所需的设计决策， 它们还可以提供更好的主权、安全和性能。

使用Substrate开发应用链具备以下特点：

• 独享高性能：Substrate实现了网络层、共识层的核心模块封装，其选择的Libp2p传输协议、WASM标准、Rust语言皆为行业趋势技术——DApp开发者可低成本快速开发应用链，并独享高达数千TPS的性能；
• 功能模块化：Substrate中的基础功能被划分成模块，开发灵活度极高，模块包括：共识机制、网络系统、交易模块、治理投票、Staking、账户系统等等——DApp开发者可根据需求灵活定制所需模块，大量节省研究/开发资源；
• 链上治理与升级：Substrate提供的链上治理模块围绕权益者票决进行，社区所有人都可清晰知晓和参与项目决策——DApp开发者可以进行在线升级，系统也不会因为分叉降低网络效应；
• 快速最终性：共识模块保证了出块的快速最终性，不像POW的出块是概率最终性，正如Polymath在解释为何选择Substrate作为应用链开发工具时所说：“Polymesh并不是一个通用区块链，实际上它主要为规范市场的合规资产生...对于资本市场，具有T+0结算的公链会是非常大的一个优势。”

Cosmos SDK是构建多资产POS区块链的开发框架，相对Substrate来说，它的优势在于以下两点：

• 卓越的共识引擎：Cosmos-SDK默认的共识引擎是 Tendermint，Tendermint将网络层和共识层进行了封装，具备快速、稳定、卓越的市场认可度等特点，目前市场超过40%的POS项目使用Tendermint共识（Cosmos Hub、Binance DEX等），它已经承载了超过10亿美金的价值；
• 跨链协议：IBC是目前最有可能成为异构区块链跨链通信标准的协议，通过集成IBC模块，DApp将获得万链互联的能力，可以实现与跨链网络内所有资产的价值交换与信息通信；

4.从2019到2020，从智能合约到应用链：

过去的一年，越来越多有经验的团队开始进行应用链开发：

• Substrate方面：
  • 异构分片系统Polkadot，于8月以12亿美金估值销售了5%代币，已上线测试网Kusama，预计年初上线主网；
  • 基于Substrate的跨链枢纽Cdot，将通过打通Substrate/Cosmos生态实现跨链互联，正在筹备测试网；
  • 首个Substrate开发的资产网关ChainX已于5月上线主网；
  • 首个Substrate开发的智能合约平台Edgeware通过锁仓空投锁仓了1.05亿美金；
  • 知名证券代币发行平台 Polymath宣布采用 Substrate 开发Polymesh，此前有超过153个项目发行证券代币
  • 首个Substrate开发的多资产抵押稳定币Acala Network启动

• Cosmos-SDK/Tendermint方面：
  • 跨链资产转账枢纽Cosmos Hub于3月14日上线主网，市值8亿美金
  • 专注支撑分布式应用的跨链枢纽IRISnet于3月1日上线主网，市值4000W美金
  • Binance Chain于4月18日上线主网，目前已有165个代币基于其发行，DEX内共发生47,363,000笔交易，生成332,444笔地址，24小时最高交易量5200W美金；CoinEx于在11月11日上线了基于Tendermint的主网；OKChain也宣布将基于Cosmos-SDK开发，将上线OKB支付、USDK稳定币、DEX业务；
  • 多资产抵押平台KAVA于Binance进行IEO，11月15日启动主网，目前网络质押代币超过8000W美金；
  • 知名去中心化治理（DAO）项目 Aragon宣布将与 Cosmos 合作开发 Aragon Chain，此前有超过600个组织在Aragon上使用智能合约

目前Substrate生态上已经有超过50个项目，Cosmos-SDK生态上则有超过80个项目。相信2020年将会有越来越多的团队从智能合约转入应用链开发，来年可期。

参考文章：

1. 《Polkadot：区块链创新者的利器》： https://ethfans.org/posts/how-polkadot-tackles-the-biggest-problems-facing-blockchain-innovators
2. 《资金盘 Fair Win 及仿盘导致以太坊连日拥堵》： https://www.theblockbeats.com/news/3533
3. 《跨链释放DApp潜能》： https://www.8btc.com/article/418195
4. 《区块链治理的注意事项》： https://ethfans.org/posts/vitalik-voting
5. 《Aragon：我们为何选择 Cosmos 搭建新链？》： https://www.chainnews.com/articles/172423279544.htm l
6. 《Polymath：Why Substrate》： https://www.8btc.com/media/522428
7. 《Architecture of a Runtime》： https://substrate.dev/docs/en/runtime/architecture-of-a-runtime
8. 《Sub0.1会议实录：2019最全Substrate详解》： https://www.8btc.com/media/532364
9. 《Cosmos-SDK》： https://docs.cosmos.network/master/intro/overview.html
10. 《Polkadot2019:Year in review》： https://medium.com/polkadot-network/polkadot-2019-year-in-review-8c852ef42668
11. Substrate生态： https://substrate.dev/en/users
12. Cosmos-SDK/Tendermint生态： https://cosmonauts.world/