AVA:深度解读 Avalanche：从兼容 EVM 的 L1到「子网先驱者」_AVAL

撰文：AliceLi，ForesightVentures&KasperJao，AvalancheAsiaStarFund

1、简介

Avalanche凭借其独特的子网设计为市场提供了一种有趣的价值主张：它既可以被视为EVM兼容的L1,也可以被视为异构网络互操作平台，L2也能构建在Avalanche基础设施之上。自2020年创立以来，Avalanche已经发展成为一个充满活力的生态系统，目前生态中有超过500个Dapp，总锁仓量超过50亿美元。

2022年对于Avalanche来说将是充满变革的一年，随着子网获得更多关注，Avalanche的身份将逐渐从另一个「以太坊杀手」演变为「子网先驱者」。

「子网将成为加密领域的下一个增长引擎...在过去五年中，智能合约为区块链领域的惊人创新奠定了基础，没有什么能比Subnet更能继承这一势头的。」——AvaLabs创始人兼首席执行官EminGunSirer

本文将从Avalanche的技术架构、应用场景、竞争格局到生态系统进行深度分析，帮助大家进一步了解Avalanche子网。

2、Avalanche概述

Avalanche是由AvaLabs开发的开源平台，为开发人员和企业提供了一个可互操作、高度可扩展的生态系统，用于创建以子网为基础的定制区块链。借助新颖的Avalanche共识，该Avalanche可以实现4500TPS和近乎即时的Finality。

AvaLabs是Avalanche背后的创始团队，由康奈尔大学计算机科学家兼教授EminGünSirer与康奈尔大学的两名博士生TedYin和KevinSekniqi于2018年共同创立。该团队在分布式系统共识协议方面拥有多年的经验和专业知识。值得注意的是，TedYin设计了HotStuff，这是一种可扩展的经典共识算法，也是FacebookDiem(Libra)项目的共识机制。

2.1以太坊的扩容问题

要了解Avalanche的架构，我们首先应该理解以太坊扩容的问题。

区块链就像城市，想象一下，你住在一个空间有限的城市。随着越来越多的人涌入，城市变得拥挤房价也在上涨。同样的事情也发生在区块链上，只是这时人们争夺不再是生存空间而是Blocksapce，链上的原住民不再是人而是一笔笔的交易。

基于此Avalanche提出了两种扩容的思路：

纵向扩容：AvalancheConsensus。Avalancheconsensus可以将网络性能扩展到4500TPS而不会影响去中心化和安全性。使得Avalanche成为加密世界中最快和最安全的区块链之一。

横向扩容：AvalancheSubnet。Avalanche不应被视为单一的区块链，而应被视为多个子网的集合。开发人员可以在几个小时内启动自己的子网，Avalanche子网解决方案为区块链提供了无限的扩展可能性。

2.2纵向扩容：Avalanche共识

国务院：推进科普与区块链技术深度融合:为贯彻落实党中央、国务院关于科普和科学素质建设的重要部署，依据《中华人民共和国科学技术进步法》、《中华人民共和国科学技术普及法》制定《全民科学素质行动规划纲要（2021－2035年）》，其中要求实施智慧科普建设工程。推进科普与区块链等技术深度融合，强化需求感知、用户分层、情景应用理念，推动传播方式、组织动员、运营服务等创新升级，加强“科普中国”建设，强化科普信息落地应用，与智慧教育、智慧城市、智慧社区等深度融合。（新华社）[2021/7/10 0:40:52]

2.2.1Avalanche共识

接下来让我们用一个简单的比喻来说明Avalancheconsensus的运作机制。

想象一下，你在一个有数千人的体育场，全场观众需要就「支持哪个球队」这项任务达成共识。由于体育场又大又拥挤，想要了解大多数人的偏好，你决定：

随机询问附近的5个人他们的偏好。

如果>=3人投票给蓝队，那么你将增加对蓝队的信心，反之亦然。

您重复运行这种采样过程，以增加置信度。

同时，体育场里的每个人都会重复做小样本抽样，以确定最终的答案事情。

每进行一次随机抽样，找到正确的答案人数都会增加，最后大家都会达成一致的共识，就像滚雪球在下山并最终导致雪崩一样。

AvalancheConsensus是一种新的无领导BFT协议，它通过节点之间的重复二次采样和DAG中的传递投票实现的亚稳态而构建。为了达成共识，验证节点只需要抽查部分节点，而不是与所有节点进行通信即可完成共识。因此，它可以以闪电般的速度和高精度实现finality，同时每节点在投票过程中都有发言权，因为验证节点会随机选择抽样节。

「Avalanche共识里的参数是灵活可以调整的。我们可以使得出错误结论情况发生的概率接近无限小，<.0000000001%。」—ConnorDaly，Pangolin创始人

除了高性能之外，Avalanche还具备以下两个特点：

去中心化。验证节点数量理论上可以无限大，节点数量增加不会影响信息传输效率，因为达成共识时每个节点所需要传输的信息量总能保持恒定；

轻量、易于部署。任何拥有普通硬件设备的人都可以通过质押2000AVAX成为验证者来加入主网。?

2.3横向扩容：Avalanche子网

2.3.1Avalanche架构

Avalanche具有3个内置区块链：X-Chain，P-Chain，C-Chain。

X-chain负责对数字资产的创建、管理和交易链。它基于「DAG」模型，这是共识模型的另一种独特形式。

C-chain致力于智能合约。它是支持基于Avalanche协议的dApp开发的EVM副本。

P-chain负责协调验证者并创建Subnet和质押机制。

子网（subnet)是一组对网络状态达成共识的验证节点。子网可以被认为是堆栈的底层，每个区块链都需要有一个子网负责验证交易，同时一个子网可以验证多条区块链。

中国工程院院士：区块链产业发展需要深度挖掘其价值:中国工程院院士张平表示，区块链技术是非常有价值、有前景的一种应用技术，在新一轮的区块链发展浪潮下，区块链的产业发展更需要厘清相关问题、深度挖掘其存在和发展的价值，更好地为城市的经济产业发展做出更大贡献。（南京晨报）[2020/6/19]

主网是一个特殊的子网：X-Chain，P-Chain，C-Chain均属于主网。所有自定义的子网的成员也必须质押至少2,000AVAX加入主网，并共同验证主网上的交易。

2.3.2为什么子网很重要？

理论上，Avalanche允许创建无限的Subnet，这是它实现网络扩展的秘诀。每个Subnet可以是私有的，或公共的。对于跨链互操作性，使用同一子网的区块链将默认兼容。使用AvalancheSubnet运行定制区块链有四个主要优势：

1、成本控制

在子网上部署应用意味着你可以定制自己的gas代币，并定制交易费用结构——可以将代币分配给验证者、直接销毁或作为空投等。

2、用户体验

开发子网意味着你不需要和其他应用程序共享区块链网络，消除了因为网络堵塞而导致应用程序变得过于昂贵的风险，从而确保为开发者能为用户提供流畅且价格合理的用户体验。

3、定制化?

不同的区块链、去中心化应用程序可能要求验证节点具有某些属性。比如，Gamefi应需要较高RAM、CPU能力，Subnet开发者可以设置验证节点的硬件门槛，保证Dapps不会因节点速度慢而导致性能低下。

4、合规性?

子网也可以对验证节点设置一些合规方面的要求，以促进主流机构对区块链技术的采用。一些合规要求的例子包括：

验证者必须位于特定国家

验证者必须通过KYC/AML检查

验证者必须持有一定的许可证

3、Subnet应用场景

3.1GameFi用例

a.DeFiKingdom：DFKChain

DeFiKingdom是一款融合了P2E游戏和DeFi的游戏。它始于Harmony区块链，在用户数量爆发后开始扩展到其他链。DefiKingdom于4月1日宣布在Avalanche上运行子网DFKChain。游戏的代币JEWEL将用于子网链上的所有交易。

数据表现：截至4月14日，DFKchain总交易额达到250万美元，TVL为2.15亿美元。从发布之日起，Avalanche整体的日交易量增长了近30%，活跃用户增长了10%，整体网络表现相当平稳。

虚拟机：DFKSubnet应用的是定制EVM，在EVM中结合了有向无环图(DAG)模型，允许区块链以较低的成本进行高效扩容。

互操作性：因为Avalanche尚未宣布原生的子网间互操作的方式，AVAX主网和DFK链之间的资产转移目前由第三方桥Synapse处理。

声音 | 雄安新区陈刚：把握区块链技术与产业迭代升级的大势 推动区块链与经济社会深度融合:近日，雄安新区区块链创新发展研讨会在雄安市民服务中心举行。雄安新区党工委书记、管委会主任陈刚强调，区块链是雄安新区城市孕育生长的新土壤，要力争成为理论开创者、技术创新者、产业引领者和场景管理者，围绕建设北京非首都功能疏解集中承载地的初心使命，强化顶层设计和政府引导，形成良性循环生态，使“区块链思维”融入城市基因。切实把握区块链技术与产业迭代升级的大势，推动区块链与经济社会深度融合发展，着力构建社会可信体系，有机融入城市建设、管理和服务等各环节流程，在多领域、多产业打造发力点和增长极。[2019/11/13]

b.Crabada：SwimmerNetwork

Crabada是Avalanche生态系统中一款类Axie的Play-to-earn游戏，是一款非常受欢迎的游戏，此前占用AvalancheC链总交易费用的15%-40%。

5月14日，Crabada宣布了社区期待已久的Subnet-SwimmerNetwork。SwimmerNetwork上线后显著降低了AvalancheC链的交易费用，该子网也将帮助Crabada社区更有效地执行繁殖和挖矿任务，让玩家获得更低的交易费用和出色用户体验。

Crabada的原生通胀代币$TUS，类似于Axi的SLP，未来可能会给社区带来更多价值。Crabada正在寻找将小型游戏引入子网的可能性，比如SnakeCity。如果越来越多的游戏在他们的市场上使用$TUS进行游戏，那么代币和网络本身将产生附加价值。

3.2具有原生KYC功能的子网

Avalanche近期还上线了带有原生KYC功能的子网。这类功能称为precomplie，即一个可选功能选项，开发人员可以在创建自己的evm-subnet时决定是否打开它。

这种特殊的预编译允许子网开发者控制谁可以向子网提交交易。默认情况下，来自未知地址的交易将被禁止，只允许列入白名单的地址。特定的管理员可以在创世后更新白名单。

这是构建KYC/私有子网的第一步。将KYC提供者设置为allowlist管理员后，他们可以让通过验证的人进入子网。

此功能在social-gated社区中也有很大的潜力。子网创建者可以将他的子网视为私有可写、公开可读的数据库。一小部分用户可以使用公共指标和集成以众所周知的格式广泛分发一些数据。

3.3企业用例——超越GameFi，超越Web3.0

AvaLabs的目标之一是将web3领域创新应用于传统的web2公司。通过融合这两个世界，AvaLabs认为它可以让人们日常的交易变得更便宜、更便捷。

「与MasterCard的合作让我们有机会将区块链的好处带给普通消费者」——AvaLabs总裁JohnWu当下一些企业正在Avalanche平台上构建，比如Avalanche和德勤的合作伙伴关系，目前这些子网功能仍在部署中。

3.4其他潜在的子网用例

动态 | 国泰君安积极探索区块链等技术 推动金融服务与科技深度融合:据新华网消息，近日，国泰君安君弘APP新推出的Level-2 Plus功能，积极探索移动互联、大数据、人工智能、云计算、区块链等新技术，推动金融服务与科学技术深度融合发展。[2018/9/27]

有分割和出售资产需求的行业，比如房地产行业，在这类场景中验证节点需要将资产的档案记录存储在链外。

对于非常高性能的应用程序，子网可能需要高性能的验证节点为需要10,000+TPS的应用程序提供大量RAM或CPU能力。

类似于企业区块链的私有子网，例如JPMorgan的Quorum、R3的Corda和超级账本，其区块链的内容仅对某些参与者可见。

其他公链可以将其状态转移到avalanche并使用其共识机制来获得更快的性能、Finality和更高的安全性。因此，BCH、以太坊经典等区块链可以拥有子网并用自己的代币实现POS质押。

4.竞争格局分析

4.1与L1s的比较：Cosmos、BNB、Avalanche

实际上，L1之间的Subnet扩容方案的竞争已经开始变得白热化：

BSC于3月29日宣布推出BSCApplicationSidechain（BAS)测试网

Avalanche于4月1日启动其首个Subnet—DFK链，5月14日启动SwimmerNetwork

Polygon推出新型专用区块链网络Supernets，并将投资1亿美元资助该网络应用为了更好地了解AvalancheSubnet，我们接下来将把Avalanche与一些L1竞争者们进行对比分析图片。

如图所示，上述三个横向扩容网络都有自己的设计选择和权衡：

网络运行成本vs.安全性vs.可扩展性?

首先，经典共识协议往往需要全体节点进行投票，通信成本通常会呈二次方增加。为了获得更快的性能和更低的消息传递成本，区块链通常会限制验证器数量，即为了高性能而牺牲了去中心化。例如，BSC只有于21个验证节点；Cosmos有150+验证节点。

节点要求vs可扩展性

为了使系统尽可能permisionless，运行节点的硬件要求应该相对较低。然而随着节点要求的降低，网络可用的总计算能力也会降低。因此一些区块链会提高节点要求以获得更高的性能。对于Solana的验证节点，硬件成本往往高达数千美元，因为验证者需要具有12个核心CPU、至少128GBRAM和大量存储的设备；BSC验证节点也至少需要48GB的RAM和12个CPU内核。

Avalanche的优势?

Avalanche为以上两个困境提供了解决方案：

关于去中心化的困境，Avalanche的验证节点数量在理论上可以达到无限大，因为在Avalanche共识中每次达成共识所传输的信息量都保持恒定，因此不论验证网络中有多少参与者都不会影响到共识达成的速度。

上海保交所与中国信通院签署合作协议 双方将在区块链领域展开深度合作:近日，上海保险交易所与中国信息通信研究院在北京签署合作协议。据了解，双方将集中优势资源，依托可信区块链计划，在区块链技术与标准研究、企业区块链应用、行业推广方面展开深入合作，共同推动区块链、大数据、云计算技术与保险行业深度融合。[2018/4/11]

在节点要求方面，Avalanche验证节点也只需要适度的硬件要求即可，在普通的硬件条件下也能保证4500TPS的高性能。

除了以上两点优势之外，Avalanche还具有以下优势：

极强的兼容性。Avalanche支持EVM、AVM和WASM，子网开发人员可以不费力地将大部分现有代码库移植到新项目中。Subnet还可以使用Avalanche虚拟机构建自己的VM。尽管开发人员可以创建新的VM，但他们可能仍会选择创建子网而不是做一条单独的L1，因为Avalanche可以帮助解决启动新区块链的最困难的方面：共识引擎、安全性和网络效应，提供一种类似「领包入住协议」。

AvalancheSubnet是当前唯一实现落地应用的子网。其他公链如BSC,Polygon也推出了侧链解决方案，但Avalanche是唯一实现了落地应用且经过实战检验的，其他网络仍在测试阶段。

子网验证节点的重叠架构。目前，大多数L1如Avalanche、Solana和Cosmos都通过提供质押奖励来吸引validator。问题是，在50年后质押奖励会逐步降低，我们又该如何保证仍有人会愿意来维护这条链？一个可能的答案是，使用网络交易费用来激励验证节点。对于Avalanche，它的独特的设计方式使得主网将长期得到子网验证节点的维护---因为任何子网的验证者都必须加入主网。这种独特的架构也赋予了Avalanche未来更大的设计空间和互操作潜力，这是其他L1网络所不具备的。

通货紧缩的货币模型。Avalanche有很多利好因素比如AvalancheMultiverse、AvalancheRush激励计划、暴雪生态基金、Avalanhce子网启动等。这些因素将促进Avalanche网络的大规模应用并创造对AVAX的强劲需求。在供给方面，Subnet的启动将锁定AVAX的流动性，同时更高的链上交易量使得更多的AVAX作为gas费用被消耗，进一步减少了流通供应。

未来的挑战

当然Avalanche也有自己的不足之处：

Avalanche的开发工具不如Cosmos和BSC方便。基本上所有的web3.0公链玩家都在争夺有限的开发人才库，提供现成的模块化和SDK将是对开发人员很有吸引力的value-add。

原生互操作的桥接方法尚未公布。相比之下，Cosmos和BSC都有自己的用于链间通信的通用协议。虽然说市面上的桥接解决方案还跑出明显的赢家，但跨链互操作性仍然是制约AvalancheSubnet扩展和发展的一个重要问题。?

4.2与L2Rollups的比较

除了L1之间的竞争外，扩容问题也涉及到不同层之间的竞争。L2扩容解决方案受到了非常多的关注：L2Rollups将交易计算移至链外，将交易数据存储到Ethereum链，这意味着Rollups的安全性可以由L1保护。

（Avalanche与L2对比分析，reference：Ava.Network，Arbitrum.Network；@StarkWareLtd|Twitter，@zkSync|Twitter)

Avalanche子网和L2最大的区别是开发人员的学习成本。

Avalanche支持所有虚拟机，包括EVM、AVM、WASM或自定义虚拟机，因此开发人员可以毫不费力地从其他链移植代码。

OptimisticRollup与EVM兼容，因为OVM可以实现任意智能合约逻辑。

对于ZKRollup事情就更复杂一些。由于在EVM在设计时没有考虑到后面会使用ZK，因此ZK的EVM兼容性尚没有直接的解决方案。人们多年来一直在努力解决这个问题。ZKRollup中有两个主要玩家：StarkWare和zkSync。StarkWare目前部署了CairoVM，它要求开发人员用一种新的语言(Cairo)编写代码，并推出了转译器(Warp)帮助开发人员将Solidity翻译成Cairo。ZkSync则已经启动其2.0测试网，该测试网部署了对ZKRollups友好的zkEVM，并有望与EVM兼容。zkSync2.0的性能和易用性有待进一步检验。

Avalanche的另一个优点是易于部署。开发人员可以使用Avalanche在几个小时内创建一条链，目前Avalanche主网上有19条区块链，Fuji测试网有300+条链。相比之下，ZKrollups具有更高的部署成本。因为零知识密码证明需要大量的计算资源。即使有节点服务提供商，开发人员也需要学习新语言以在ZK中构建Dapp。

和Avalanche子网相比，L2没有牺牲主链的安全性，因为它仍然依赖于主链作为backup来验证交易执行。

Avalanche没有这样的共享安全模型，但是在许多情况下，共享安全并不是一个理想的特性。如果您不希望链条每天都有停止运行的风险，那么将自己的信仰与其他人交织在一起并不是一件可取的事情。L2不应该这样做，具有独立的finality的侧链也不应该这么做。

AvalancheSubnet和EVML2之间的另一个关键区别是流动性是统一的还是分散的。

L2s不再是一条完整的链而是将链上的流动性分散到多个不同的系统中。用户现在必须与这些链中的每一个进行不同的交互。在这种情况下，某些组合是无法实现的，例如dYdX无法与其他地方的闪电贷进行交互。

L2不仅流动性断裂，而且协议本身也不同，你不能自动从一个协议转到另一个协议中去。

与之相比，AvalancheSubnet有着的统一的流动性，资金不会停留在一个Subnet中可以在子网之间进行互操作，且每次跨链转账都会使用C链并燃烧AVAX，比如从SwimmerNet>DFKNet转移资金需要AVAX，这对于AVAX代币模型来说也是一个健康的用例。

随着AvalancheSubnet的增长，新的validator经济将会出现。

在Avalanche中，你可以拥有一个由少量验证器组成的Subnet，你也可以拥有包含大量验证器的Subnet。随着AvalancheSubnet的增长，繁荣的validator经济将会出现，人们会将开始给予额外的激励来吸引他们需要的多样化的验证者集，这样一来会有更多人愿意提供定制化的验证节点服务。

子网开发者可以将自行决定自己需要使用哪些服务。每个区块链的需求可能都不一样，有些人需要数百万个验证节点，有些人可能只需要几个的验证节就可以运行一条链，在Avalanche这些都是可以实现的。

5、Avalanche生态系统

接下来是Avalanche生态中新项目的一些简单介绍。

5.1Shrapnel

Shrapnel是世界上第一个支持区块链的可修改AAAextraction-basedfirst-person射击游戏，由经验丰富的专家开发，他们曾参与过游戏行业中最大的游戏——光环、使命召唤、星球大战等。Shrapnel还提供了一套强大的创建工具，玩家可以使用这些工具来创建自定义地图和皮肤。

这款FPS游戏已决定运行AvalancheSubnet，完全独立于主链运行。Subnet允许项目定义自己的参数和费用结构，为Shrapnel提供高度的定制和灵活性，以捕捉多样化的需求。还有可能允许其他游戏开发者在他们的Subnet之上构建游戏——类似于为L1-as-a-Service。

5.2ArrowMarket

ArrowMarkets是建立在Avalanche之上的去中心化期权协议。Arrow的期权创建和结算机制基于双池结构。有两个池：交易池和做市池。系统中嵌入了动态对冲引擎，以对冲交易池中期权合约的净增量。期权以稳定币为单位进行现金结算。

Avalanche是Arrow的理想基础层，因为它具有快速的吞吐量、近乎即时的finality、近乎零的交易成本和领先的抗审查能力。可以在Avalanchez子网中创建满足DeFi协议的Subnet，以满足MEVresistance和速度方面的需求，也可以对子网进行定制允许机构用户以符合监管的方式参与协议。

5.3Dexalot

Dexalot希望为Avalanche社区带来透明、用户友好和现代的交易。他们希望通过Avalanche上的去中心化应用程序为用户带来媲美传统的中心化交易所的使用体验。

Dexalot如果不是第一个建立子网的DeFi项目，它也将是最早的项目之一。创建子网的目的是将交易速度提高至少10倍，将交易费用降低到可以忽略不计的水平，同时改善用户体验、社区参与度和资本效率。

TheHouseofChimeria按照他们的设想将Dexalot子网与当前的AVAXC-ChainDexalot交易所进行了比较。以下这些功能对社区来说是个好兆头。

更快的结算时间，让用户轻松交易资产

更低的交易成本，甚至可以可忽略不计，以提高金融的包容性

子网将使用$ALOT作为gas，给原生代币增加了utility

6、AVAX估值分析

回到文章一开始的比喻，我们认为区块链就像城市或国家。区块链网络的核心价值是整个系统的生态创新能力，这种能力反应在数据指标上，可以用活跃地址数、日交易量、开发者生态和TVL等来衡量。

按照上图的测算，不同颜色的指标反映了不同的估值倍数。深红色表示人们比较fomo，愿意为网络捕获的每个单位价值支付更高的溢价，深蓝色则反之，表示市场情绪低落，每单位的价值捕获对应价格较低。

我们可以看到，自2021年第四季度以来，估值倍数相对较低，出现这一现象的首要原因是近期市场由于Luna崩盘情绪持续走低，除比特币以太坊外的所有币都出现了快速下跌；另一个原因是，Avalanche从2021Q3开始经历了总交易量，用户数和TVL和收入的快速增长，因此Q3,Q4的估值倍数会比Q1更为合理。

7、结束语

总体而言，我们在即将到来的扩容方案竞赛中对Avalanche充满信心，因为Avalanche是目前所有解决方案中可以最好平衡了可扩展性、部署成本、安全性的问题，并且已经实际落地的EVM扩容解决方案。它有新颖Avalanche共识、周到技术架构设计和优秀的领导团队。

随着DFK链的成功推出以及与Crabada、传统web2公司等合作的深化，我们充分的理由相信Avalanche有朝一日会成为创始团队所设想的那样---aplatformofinteroperableblockchainswhichdigitizeallassetsintheworld。

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