开放去中心化互联网的承诺正受到比特币、以太坊及其变体(第一代加密网络)的性能、可用性和能效的挑战。虽然新版本的以太坊及其第2层解决方案的开发旨在解决当前的性能问题，但新一代项目Cosmos、Polkadot和Avalanche已经发布了具有非凡能力的基础设施。
他们的目标是通过异步异构网络模型进行水平扩展，在该模型中，特定于应用程序的区块链共存，并在需要时进行互操作。在跨链经济安全方面，他们有自己的设计选择和权衡，会产生不同的影响。
我们将在本文中逐一讨论它们。他们的目标是打造一个区块链互联网达到网络规模，每天可以容纳几十万(就像今天)甚至上百万的活跃用户，实现Web 3由用户拥有和控制的愿景。本文旨在帮助开发人员、研究人员、企业家、投资者和任何渴望去中心化未来的人理解加密网络的这种范式转变。
Cosmos、Polkadot和Avalanche中的链间经济安全拓扑
比特币已经打开了潘多拉魔盒，随着时间的推移，它正在成为“数字黄金”。这个观点已经是常识了。以太坊推出可编程互联网货币，成为加密经济创新的平台。
然而，比特币、以太坊及其变体存在关键问题，阻碍了公众采用加密网络。我们将首先研究这些问题，然后利用这些要点来比较新一代区块链平台。
1.能源效率：为了使开放的分散计算机网络正常工作，其独立参与者需要就共享状态达成一致。同时，尽管存在不完全信息或恶意行为者，网络仍应保持有效的共识容错(拜占庭容错)。
允许参与开放网络同时防止同一实体操作多个身份(女巫攻击)的共识是通过一种被称为工作量证明(PoW)的接受方法来处理的(由Cynthia Dwork在1992年首次引入以对抗垃圾邮件)。这种方法需要参与者使用巨大的计算能力，这将使地球变暖，一些价值将转移到电力公司。
显然，保护分布式计算网络需要经济成本，新项目使用替代性权利证明(PoS)机制实现验证者访问，即通过锁定令牌存款成为参与者。这个押金必须足够贵，才能完全遏制恶意行为或者下线。事实上，类似的规模经济适用于权益证明(PoS)和工作量证明(PoW):运行验证节点的成本从OPEX(矿山运营费用)转移到资本支出(资本机会成本)。
2.交易延迟：比特币、以太坊及其变种采用中本聪共识，需要等到产生若干新的区块，才能保证交易无法恢复。因此，中本聪共识链具有高可用性，但由于其保证概率事务终结性，要求等待链足够长，因此事务速度较低。
为了实现更快的事务终结，许多区块链项目使用经典的实用拜占庭容错(PBFT)共识，该共识有其自身的弱点，包括验证者集可能有多大才能不减慢网络速度，以及它在正常运行时间或活动方面对安全性可能是有益的。
3.计算吞吐量：分布式计算机网络中每秒可以完成的计算工作量就是吞吐量，它定义了网络可以扩展的程度。一个常用的指标“每秒交易量”具有误导性，因为交易可以指简单的转账或复杂的财务计算；它们需要不同数量的计算能力。
作为网络参与者的函数，实际吞吐量是网络每秒可以处理的计算工作量。为了实现整体的高吞吐量，项目要么采用纵向扩展策略，即需要节点软件的高性能计算和优化，要么采用横向扩展策略，即把网络分成多个部分进行并行处理。
4.交易成本：区块链必须找到限制其执行的方法，否则运行区块链的节点网络容易受到拒绝服务(DOS)攻击。为了做出这种限制，比特币允许一种相当有限的脚本语言，以太坊根据智能合约执行的气体测量来收取交易费用。
问题是，无论你在一笔交易中进行简单的转账还是复杂的计算，都是在同一个网络上处理的。这样一来，当网络流量增加时，即使是简单的操作也会增加交易成本，所以使用链就成了钱包大的人的专属。付钱给矿商，作为先交易的激励。
虽然比特币交易费将是发行达到2100万上限后唯一的激励措施，但在以太坊，它们唯一的目的就是优先交易。烧交易费是在新项目中获得吸引力的一种机制。最近以太坊也开始烧一些费用，所以随着线上活动的增长，所有代币持有者都受益于稀缺性的增加。
5.去中心化程度：与流行的看法相反，由于矿池的中心化，比特币和以太坊的实际去中心化程度很低(截至2021年11月，比特币90%的计算能力由11个矿池控制，以太坊90%的计算能力由16个矿池控制)。
随着中本聪共识中采矿成本的增加，成功开采区块变得更加困难，运行网络的权力被集中起来，从而集中在少数几个总矿工身上。新一代区块链通过各种解决方案解决了这个问题，我们将在下面探讨这些解决方案。
6.公平分配：随着网络的发展，区块链项目如何分配所有权份额(代币)？比特币代币发行在区块链安全、矿业生态系统和交易所之间创造了一种环环相扣的相互依存关系。这已经成为许多项目的模式：随着矿工加入网络以获得令牌奖励，网络变得更加分散和安全，从而吸引更多的人使用它。
随着需求增加，价格上涨，吸引更多的矿商来保护闭环网络。但随着开采成本的增加，成功挖出一个区块的难度越来越大；因此，运行网络的令牌或功率的分配是集中的，以便集中在几个聚合实体上运行矿机。
以太坊采取了不同的策略：他们预先开采代币，取消总供应上限，向早期投资者和公开销售参与者出售一些代币，并将其中一部分分配给其基金会用于运行grant和bounty计划，并随着时间的推移开始奖励类似比特币模式的矿工。
很快，以太坊的代币发行集中在少数矿池，最大的代币持有者变成了交易所。最终，随着时间的推移，公平分配决定了谁在网络中拥有权力：产生区块(订购、接受或审查交易)的权力，分叉网络的权力，决定协议升级的权力，以及投资和抵押应用程序的权力。
7.治理：网络协议的变化将对所有现有和未来的用户产生重大影响，无论他们是否意识到这一点。在比特币和以太坊中，改进建议会导致协议升级和参数更改，由核心专家社区讨论、决定、实施和应用。
如果一群矿工有兴趣追求与大多数人不同的方向，他们可以叉开协议，开始新的网络，痛苦地将大多数网络效应抛在身后。此外，R&D资金的分配通常由中央基金会管理，随着社区聚集在DAO(分散的自治组织)周围，替代方案正在出现。
较大的令牌持有者或用户组在治理决策中没有真正的发言权，因为他们可能不具备专业知识、兴趣或对决策主题的认识。即使他们这样做，与大型代币持有者相比，他们也可能有一点影响，因为投票通常是代币加权的。
随着新项目采用更公平的链上治理(即二次投票、时间锁定投票、自适应法定人数偏差、投票授权、实现一人一票的分散身份方案)和链外信号机制，这种情况正在发生变化。
这些问题不仅限制了分散网络的大规模采用，还鼓励现有用户继续依赖集中交换和托管钱包。非技术人员很难定期使用真正去中心化的应用。
另一方面，现有用户继续使用以太坊和比特币，因为他们没有意识到这些问题；公司投资者继续使用它们，因为他们希望成为流动性所在的地方；早期进入者或“原始帮派”捍卫这些网络，因为他们有巨大的利益。但是另一个世界是可能的。
每日活跃以太网地址来源：以太网扫描
今天，以太坊平均每天有50万活跃用户，而Twitter等热门网络应用每天有2亿活跃用户(是以太坊的400倍)，脸书每天有近20亿活跃用户(是以太坊的4000倍)。
即使有二层和比特币用户，距离网络规模还有很长的路要走。对于一个开放的去中心化的互联网来说，扩张是一个非常关键的挑战。它不是明天的问题，而是此时此地需要优先解决的问题。
虽然新版本的以太坊旨在解决容量扩展的问题，其临时layer2解决方案目前正在努力满足不断增长的需求，但新一代平台Cosmos，Polkadot，Avalanche(主网络于2019年和2020年推出)重新致力于真正的去中心化互联网。我们将首先研究以太坊的新版本。
以太坊作为EVM生态系统的新版本
自诞生以来，新版本的以太坊一直在通过采用新的科学研究和新区块链平台发明的机制来改变。新版以太坊将利用权益证明将网络拆分成同步切片，旨在提高总计算吞吐量。运行同一个以太坊虚拟机(EVM)的验证器会被分配到不同的网络切片，生成块，积累不同的用户活动数据，通过一个名为Beacon的中继链相互同步。
但是，试图同步所有碎片部分意味着试图实现完全复制，即在所有节点中拥有一致的数据库副本。这是有问题的，因为分布式计算中的碎片点是通过不复制整个网络中的所有数据来扩展的。
在同步模型或同构网络拓扑中，当一个片段(如流行的DeFi片段)获得比其他片段更多的使用时，它将开始出现相同的速度、成本和扩展问题。此外，一个新的问题是有效地同步切片之间的数据。
虽然据说以太坊到新版本的过渡将在一年左右的时间内完全完成，但为了给不断增长的以太坊需求提供效率和速度，已经推出了所谓的Layer2解决方案—— Rollup (Optimal，zkSync)，等离子和状态通道3354。
困境在于，第二层信任模型要么具有破坏中间中央运营商的去中心化和反审查的目的，要么具有多个激励运营商(即，Polygon是用Tendermint构建的，并在多个验证器上运行，而Matter Labs的目标是使用zkSync的验证器网络)
这类似于另一个具有自己令牌的分散式区块链(例如MATIC ),并最终与其1级竞争。所以，随着更多用户的加入，这些单链架构也会遇到同样的交易成本问题。
模块化区块链设计最近，以太坊采用了一种新的策略，称为以Rollup为中心的路线图，将邰方第1层定位为数据可用性，第2层项目定位为计算。换句话说，以太坊希望成为保证数据可用性的基础层，与Rollup共享安全性。
因此，以太坊正在采用EVM区块链生态系统进行计算，无论是单个卷占优势还是多个卷并存(见Vitalik Buterin的文章《终局游戏》)。事实上，这种策略适合新兴的模块化区块链设计，区块链可以将数据可用性或执行外包给其他区块链。
这个策略的一般模型是由Celestia和EigenLayr开发的。此外，以太坊的新策略类似于Polkadot和Avalanche已经在使用的共享安全模式。
另一方面，Cosmos、Polkadot、Avalanche至少在一个EVM兼容链上有以太坊桥，它们有时被放在同一个“第2层”桶中，而这些项目通常称自己为第0层，因为它们为构建互连的第1层区块链提供基础设施。
Cosmos，Polkadot，AvalancheCosmos，Polkadot，Avalanche旨在通过异步异构网络模型进行横向扩展，在这种模型中，特定于应用的区块链拥有不同的虚拟机，并可以在需要时与其他链进行互操作。
这些基础设施平台提供了构建您自己的定制区块链的能力，从而为分散的应用程序和资产提供了更多的设计空间。将您的项目作为一个主权链而不是一组智能合同来运行有三个基本优势：
性能隔离：将您的链与其他链隔离可以确保您的用户体验不会受到网络上不相关的高活动的影响，因此它可以提供更好的性能，并且您可以在需要时桥接其他链。可预测和可定制的费用：在未经许可的网络上共享费用不受您的控制。网络上某些应用程序的高活动可能会增加应用程序的任意成本。拥有一个定制的费用结构可以让你获得可预测的费用，并消除应用程序和用户之间的基础设施。您不需要ATOM、DOT或AVAX来使用特定于应用程序的链。不强迫用户使用基础设施令牌来收取费用是主流采用的关键。可定制的验证器：定制验证器规则和要求，以将您的链集中于其特定领域的需求。您的链的验证者可以符合某些管辖区(例如，欧盟的GDPR)，具有高性能硬件要求，或者具有一些验证者证书。这些新一代网络还与以太坊和即将到来的比特币建立了桥梁，并正在开发彼此之间的桥梁，以全面实现区块链互联网的愿景。
Cosmos、Polkadot、Avalanche在协议级别(例如，共识机制、经济安全拓扑)具有关键差异。这些差异将影响平台功能(例如，链间通信、令牌经济、可能的应用类型)以及它们如何扩展其网络(例如，验证者参与、抵押释放)。
下面的比较旨在帮助开发人员、企业家、投资者、研究人员和那些考虑在这些新一代基础设施上进行构建的人了解这些架构之间的差异及其利弊。
共识机制
开放机器网络上应用程序状态的安全和一致的复制是通过共识机制实现的。同时，尽管存在不完全信息或恶意行为者，网络仍应保持容错和有效共识(拜占庭容错)。
Cosmos和Polkadot中使用的实用拜占庭容错(PBFT)要求所有参与节点相互通信，因此网络绝对肯定地同意某个决定。它具有低延迟和快速终结性，但不能扩展到全球开放网络中的许多参与者，因为随着验证工作的增加，每个验证者节点上的负载呈指数增长。
比特币引入了最长链共识机制(中本聪共识)，允许概率确定性和极低的错误率。随着时间的推移，它允许建立一个健壮的和可扩展的网络，但是速度非常慢。
主要网络Cosmos于2019年3月推出，使用PBFT tender mint的共识提供快速的最终确定性。但是，因为每个节点必须相互通信，所以它具有二级消息传递的复杂性，并且可以一次完成一个块。Polkadot是2020年5月上线的主网，它将区块制作和最终确定通过共识分开：Babe(大毒蛇Praos的变种)编写候选区块，爷爷(PBFT的变种)批量完成。这种混合共识在一定程度上优化了二级消息传递的复杂性。Avalanche main network于2020年9月推出，使用的是Avalanche consensus，这是一种独特的机制，结合了验证者节点之间的重复投票子采样(雪球)和有向无环图(DAG)中的传递投票，而不是线性链。雪崩共识允许网络中的低延迟和大参与，因为其消息传递的恒定复杂性。它像中本聪共识一样具有概率性，但它是可配置的，失败率极低。验证者进入标准
通过工作量证明(PoW)或权益证明(PoS)机制来处理允许参与开放网络同时防止同一实体在多个身份上操作(女巫攻击)的共识。
和所有的新项目一样，Cosmos、Polkadot、Avalanche都使用权益证明，因为它的能源效率和提供更多设计空间的能力。在这些网络上也有一些项目实现了用于公平令牌分发机制的较轻工作负荷证明(PoW)机制。
交易延迟
Cosmos可以在6-7秒内完成交易。Polkadot整体可以在12-60秒内达到终结，造块和终结是分开的。Avalanche可以在一秒钟内实现事务的终结。它像比特币一样是概率终结，失败率极低。计算吞吐量
网络每秒可以处理的计算工作总量取决于网络上使用的虚拟机和运行时功能的复杂性。Cosmos、Polkadot和Avalanche正在构建特殊的异步区块链网络，因此最终他们的整个网络在吞吐量方面是无限的。真正重要的是这些网络能增长多少，它们对跨链经济安全的选择很重要。
交易成本
随着全网活动的增长，交易成本也会增加。Cosmos、Polkadot和Avalanche已经建立了专门的网络，每个链都有自己基于自己的状态增长的定制费用机制。
Cosmos对每个链都有可定制的收费机制。
Polkadot对每个链都有一个可定制的收费机制。使用加权系统预先计算成本。每个链的成本燃烧是可选的。
Avalanche为每条链提供了可定制的进料机制。对于不同类型的功能，主要网络费用是固定的或零，所有费用都是燃烧的，因此令牌持有者随着时间的推移从使用中受益。
分散程度
以下数字来自2022年3月17日。
Cosmos在节点间有二次消息传递，所以参与人数有限。Cosmos中的活跃验证者数量为150，IRIS中的活跃验证者数量为115，Osmosis中的活跃验证者数量为100。目前，你至少需要147，231个原子(约130万美元)才能加入Cosmos Hub的主动验证者集，你还需要至少1个原子进行委托。认捐总额约为50亿美元。
Polkadot优化了节点和有限数量的参与者之间的二次消息传递。波尔卡多特有297名活跃的核查人员，草间弥生有1000名。目前，你至少需要175万个点(约3300万美元)才能加入Polkadot trunk chain的主动验证者集，至少需要120个点才能进行提名。总认捐额约为120亿美元。
Avalanche在节点之间传递的消息数量是恒定的，因此参与者的数量是无限的。主网络中的活跃验证者的数量是1311。目前需要至少2000 AVAX(约16万美元)才能加入主网的主动验证者集，至少25 AVAX才能委托。总认捐额约为160亿美元。
分散化也是验证者承诺和报酬集中(基于股权权重的报酬)的函数。通常遵循长尾分布——，很少有验证者质押最多，而很多验证者质押很少。对于区块链平台，公平的质押分配仍然是一个未解决的问题，每个项目都试图以不同的方式实现公平。
例如，由于波尔卡多特的核心是基于PBFT的共识，所以可以有有限的一组活跃的验证者，但这些活跃的验证者通过Phragmn选举方法获得相等的报酬。由于其新颖的一致性机制，Avalanche可以拥有无限数量的活跃验证者，并且平均验证者重量逐渐降低，从而提高了其去中心化水平。
跨链网络拓扑
以下数字来自2022年3月17日。
Cosmos允许一个分布式链式网络拥有自己的一套验证器。这些链之间的互操作性是通过区块链间通信(IBC)桥接协议实现的。每个链都必须实现IBC来桥接其他链。目前，有28个IBC支持的链，涵盖的领域，如DeFi，EVM智能合同，社交媒体，隐私，再生收入农业和游戏。与以太坊、比特币等的桥梁。正在开发中。Polkadot允许安全性从中央中继链到连接链(并行链)的分层继承。并行链没有自己的验证器，它们有收集事务并为中继链验证器生成状态转换证书的收集器节点。并行链之间的互操作性通过跨链消息(XCM)格式实现，由于继承的安全性，任意数据传输都是可能的。目前，10个平行链有不同的重点方向，如DeFi、EVM智能合约、社交媒体、隐私和游戏。与以太坊、比特币等的桥梁。正在开发中。Avalanche允许将验证器的重叠网络组织成运行多个链的子网，同时可以验证主网络。同一子网中的不同链几乎可以立即相互转移资产(导出-导入)。然而，子网到子网的通信，即其子网中的一个链与自己子网中的另一个链进行通信，目前是由一个桥处理的(使用EVM链的ChainBridge-Solidity契约)。事实上，验证器与其他子网重叠的子网越多，它们相互通信的安全保障就越高。这是因为那些交叉验证者在两个子网中有共同的兴趣。如果一群验证者在一个子网中恶意行为，他们也会冒着在主网和其他子网中验证自己权益的风险。虽然子网到子网直接互操作方法尚未公布，但看到雪崩主网络本身充当所有子网之间的中介并不奇怪。目前线上主要有三个链条：转让的X链、跑马圈地的P链、EVM智能合约的C链。生态系统中正在建立其他链和子网。除此之外，和其他平台一样，还有雪崩-以太坊桥，它通过一个可信的联盟来工作，是当今60个以太坊桥中最常用的桥之一。如果没有某种安全共享机制，在不同安全级别的区块链之间桥接，就像在当前的Cosmos架构中一样，与桥接任何通用链没有区别。所以，如果没有共同的确定性保证，跨链传播就有不同的风险等级。
Polkadot继承的安全模型允许统一的确定性保证，在这个保护伞下，并行链可以安全地相互传输任意数据。Avalanche的overlay verifier网络模型目前可以实现主网内链间的安全共享，不久将实现不同子网内链间的安全共享，无需桥接。
因此，具有重叠验证者的子网越多(在两个子网中具有共同兴趣)，其通信的安全性就越高。一般来说，不同链之间的重叠验证器(如工作负载认证中的联合挖掘)可以提供更安全的链间通信。
管理
Cosmos有一个改变共识参数和协调资金的链式机制。Polkadot的整个运行时逻辑以Web Assembly(WASM)二进制文件的形式存储在链中，不允许fork运行时升级，这意味着决策是根据公投结果独立做出的，不依赖于开发人员或验证人员。治理模块包括令牌加权投票、轮换委员会、时间锁定令牌投票和自适应法定人数偏差机制。Avalanche的一些参数可以通过在线投票升级。基于其独特共识的扩展治理机制正在开发中。可显影性
全区块链的核心有以下组件：数据库、p2p网络、共识机制、事务机制和状态转移功能(运行时或虚拟机)。Cosmos、Polkadot、Avalanche提供了这些核心组件，并让开发人员构建自己的自定义状态转换函数。
Cosmos提供了Cosmos SDK和Tendermint中间件，允许任何语言对事务进行编程。您可以构建自己的虚拟机并开发自己的验证者社区。为了让你的链上线，你需要从零开始建立一个验证者社区，吸引现有链中的验证者社区。您还可以在EVM兼容链(Ethermint或CosmWasm)上部署智能合约。
Polkadot提供了一个基于Wasm的元协议和底层开发包。您可以使用提供的模块(如帐户、资产、治理、EVM和构建自定义模块)来开发自己的虚拟机。还可以受益于Substrate的链上排班、链下人员、无手续费交易的免费执行模式。
你在平行链拍卖中赢得一个槽位后，你的链就会上线，这就提供了接力链的继承保障。或者，你可以开发自己的验证者社区。您还可以在EVM兼容链(Moonbeam、Acala)上部署智能合约，或者使用墨迹智能合约。
Avalanche提供Avalanche虚拟机(AVM)，你可以克隆和定制一个实例，或者构建一个全新的实例作为自己的虚拟机(用于VM开发的模块化SDK尚未发布)。
为了让你的连锁店上线，你需要启动一个子网，吸引已经验证了主网3354的验证者——来运行你的连锁店。有一个子网evm代码可用于启动自定义EVM链。您可以在EVM兼容的C链上部署智能合约。
异构区块链网络拓扑优于运行相同虚拟机(即新版以太坊)的区块链网络，用于通过专用区块链的异步网络托管网络规模的用户活动。在本节中，我们将更详细地讨论区块链网络以及Cosmos、Polkadot和Avalanche的链间通信是如何构成的。
宇宙生态系统
Cosmos生态系统具有分布式网络拓扑，不同用途的不同区块链有自己的验证器集。这些链在需要时通过桥相互通信。这种拓扑受到批评，因为最不安全的链决定其安全性(当最安全的链从最不安全的链接收资产时，它变得不太安全)。
然而，它也使整个网络具有弹性，因为没有一个单链的安全对整个生态系统的生存至关重要。然而，宇宙生态系统与几乎任何连接其他链的区块链有何不同？Cosmos有一个“无附加条件”的政策，允许币安DEX、Oasis、Terra、Nym和其他项目使用Tendermint开发和启动他们自己的应用专用区块链。
链间通信(IBC)协议连接宇宙生态系统中的区块链(见区域地图上的28个互连链)。随着《IBC议定书》的实施，链条相互连接，整个宇宙生态系统的流动性增加。IBC几乎效仿了区块链大桥的运作方式。
当您将资产从一个链发送到另一个链时，I)您将它们锁定在源链中，ii)然后监控链的第三方(可能是联合中继器)拾取收据并将其交付给目标链，iii)接收链验证收据并向您提供源链中资产的表示。在Cosmos生态系统中，实现IBC的链具有Tendermint light客户端验证器，以便它们可以在通信中使用和验证这些收据。
另外，IBC是一个通用协议，可以在不同的区块链架构中实现(Substrate有IBC实现)。此外，新的IBC版本将有一个共享的安全方案(更多信息，请参见Billy Rennekamps的演讲)。
Polkadot继承的安全拓扑
Polkadot具有分层继承的安全拓扑，对于其并行链(parallel chains)之间的任何数据通信都非常有效，但这些并行链依赖于从中央中继链租用安全。Polkadot并行链不需要建立验证者社区，而是从中继链租用安全性。
他们通过在拍卖中赢得一个位置(总共大约100个位置)并锁定Polkadot的dot令牌(他们通过众筹筹集DOT资金)来实现这一点。当这些特定领域的并行链通过其集合节点连接并同步到中继链上时，其功能立即可用。
对这种机制的一个批评是，不同的链可能不需要相同的安全级别。此外，任何链的安全都不应该对生态系统的生存至关重要。虽然Polkadot的叙述在今天普及了没有验证器的并行链的思想，但是人们可以使用Substrate来启动一个区块链，并开发一个验证器社区，而不依赖于中央中继链(参见复合网关)。
此外，平行链可以开发他们自己的验证者社区，在租期结束时解锁他们的点基金，并在需要跨链通信时使用桥。此外，可以有多个中继链来使整个波尔卡多特生态系统受益。分层拓扑很可能会保留，因为支持继承安全性的跨链通信比在并行链之间使用桥更有效。
Polkadot开发了XCM(Cross-Consensus Message Format ),这是一种通用格式，它不仅用于并行链之间的通信，还用于不同智能合约、桥和基板托盘之间的通信。
XCM与垂直消息传递(VMP)和跨链消息传递(XCMP)一起使用。它允许在中继链和并行链之间来回交换消息，并且允许并行链与同一中继链上的其他并行链交换消息。
XCM的消息是一个运行在交叉一致性虚拟机(XCVM)上的程序(参见Gavin Wood的系列文章)。这种用于编程网络和构建可组合的链间应用程序的抽象也可以用于其他异构区块链网络。
随着并行链社区的发展，他们可能也想拥有自己的验证者集合，这样就可以成为向其他链出租安全的中继链。虽然嵌套的安全共享机制可能会变得复杂，但所有子并行链将共享一个共同的终结性保证，每秒的状态转移总数将增加，从而扩展整个Polkadot网络的总计算吞吐量。
雪崩的重叠网络拓扑
雪崩有重叠的网络拓扑。每个雪崩检验器节点必须同时保护主网络和其他子网。一组验证器形成一个子网。
一个子网可以验证多个区块链，每个区块链只能由一个子网验证。换句话说，验证者节点可以是许多子网的成员。当您开始一个新的链时，您必须提供激励措施来吸引验证者子网，这些子网已经在运行主网络，并且可能正在运行其他链。
如果你的连锁店正在吸引新的验证者，那么他们必须能够运行主网络以及运行你的连锁店的子网。一般来说，子网架构支持验证器的重叠网络(见上图)，这是由于新颖的雪崩共识机制。Avalanche consensus对其认证节点进行重复子采样，因此不需要所有节点而需要少量节点相互通信，这导致了网络中消息传递的低复杂度。
因此，即使网络增长到数千个验证器，每个节点的带宽和处理能力需求也保持不变。因此，在验证者参与方面，基于雪崩的链比Polkadot和Cosmos更具包容性，因为每个链的参与是无限的。验证器可以运行多少链取决于链运行时/虚拟机设计的复杂性，这仍然是一个悬而未决的问题。
雪崩链之间的互操作效率非常高，不仅因为确定性快，还因为共同确定性保障可以在同一个主网共享(目前X链、P链、C链之间的资产转移几乎是瞬间完成的)。在以以太坊Rollup为中心的新生态系统中，共享模式不同于Polkadot或其假设。Avalanche的新型子网架构支持更高密度的网络。
这是因为安全共享不仅发生在主网络中的链之间，也发生在所有重叠子网中的链之间。这允许网络的组合性和可编程性，开辟了新的设计空间，同时支持一个可以倍增到百万日活跃用户的群网络，实现Web 3的愿景。
异构区块链网络Cosmos、Polkadot和Avalanche的应用为其核心基础设施创新提供了广阔的设计空间。今天，以太坊已经成为加密经济创新的发源地。
事实上，在这些新网络上建立的团队最初创造了以太坊上现有事物的美化版本(去中心化交易所、自动做市商(AMM)、借贷、稳定货币、聚合器、保险、NFT平台等)。)，但是一些项目也通过利用这些新的基础设施找到了新的用例。
在Cosmos network上，渗透将交易隐私(使用阈值解密交易以防止抢先交易)与跨链AMM函数相结合，并实现IBC与其他链桥接。
Celestia对块数据进行编码，以提高轻客户端的安全性，这是实现分布式链生态系统中自治链及其不同安全级别之间互操作的关键组件。
Regen使加密经济平台能够刺激再生农业，并利用来自传感器和卫星的数据以及审计生态系统。Nym启用了mixnet，可以防止能够监控整个网络的对手进行网络流量分析。Nym使用Tendermint和Cosmwasm智能合约控制目录服务、节点绑定和委托mixnet质押。半影支持保护隐私的跨链网络交易。
Tendermint也用于大型项目，如币安DEX和Terra。当这些独立的区块链网络开始通过IBC互通时，将会释放出更大的价值。
在Polkadot网络上，Acala并行链是一个DeFi中心，提供从AMM到借用稳定货币的功能。Moonbeam是与EVM兼容的智能合同链。Subsocial正在建立一个去中心化的社交网络平台。Robonomics正在建立一种自主机器人服务。比特国度是一个为你的社区开启虚拟世界/元宇宙的平台。
Integritee和Phala使用可信执行环境(tee)实现去中心化的机密计算和加密数据存储。Polkadot的开发框架Substrate也是独立使用(不是作为并行链)来运行区块链比如复合网关。
尽管所有的并行链在设计上都兼容Polkadot的跨链生态系统，但它们应该真正利用底层框架令人难以置信的可组合性、内存效率和自动升级元协议治理功能来实现新的用例。
Avalanche的EVM兼容C链最初吸引了开发人员来构建以太坊项目的高效版本。穿山甲是从Uniswap克隆的快速AMM。夏尔巴现金支持私人交易克隆自龙卷风。
TraderJoe以AMM起家，在成为DeFi中心的过程中增加了贷款。本齐借贷应用是复利的一个版本，它还启动了AVAX的浮动质押。鸭嘴兽是曲线稳定货币交换的更好版本，因为它有资产负债管理。
最大的多链战略的以太坊项目，如Aave、Curve和Sushiswap，也在C链上起步，并吸引了大量的流动性，这得益于蓬勃发展的雪崩-以太坊桥。雪崩生态系统也有新的资产，其中之一是用于诉讼融资的资产。
当与DAO结合时，它可能会对现有法律系统与加密网络的连接产生巨大影响。事实上，巧妙的雪崩共识和重叠子网拓扑共同为新项目的到来提供了巨大的创新空间。
结论异构区块链网络Cosmos、Polkadot、Avalanche为实现区块链互联网提供了非凡的基础设施，表明异步异构网络模型是有效的，是对比特币和以太坊的改进。它们最终将容纳数百万的日活跃用户，实现Web 3由用户拥有和控制的愿景。
这些主要架构的共存对于一个真正去中心化的互联网来说是健康的，因为它们有自己的设计选择和权衡。了解当今这些新基础设施的相似性和差异将有助于构建面向未来的系统。
使用这些基础设施的项目将超越智能合同应用程序，成为具有自己的专业链和社区的可扩展生产质量系统，并展示以前无法想象的用例。
由于这可能在真空中发生，我们仍然有一个悬而未决的问题：我们如何确保流动性有效地跨链流动，而不是被隔离在特定的链中？那些跨链运作的开放组织将如何防止多链鲸的出现，确保财富和权力的公平分配？