详解模块化区块链网络Celestia

22-03-04 17:19

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原文标题：《Modular Blockchains the Next Alpha? Celestia Overview》

原文作者：kadeemclarke.eth，Momentum 6

Celestia（此前为 LazyLedger），是第一个模块化区块链网络。它是一个可插拔的共识和数据可用性层，使任何人都可以快速部署去中心化的区块链，而无需引导新的共识网络的开销。Celestia 的 Nick White 解释称，Celestia 是一种用于 Web 3 的云计算网络。

在 Web 2 中，Amazon Web Services 等云服务使用户能够在共享物理机（物理服务器）的虚拟机上启动网站。Celestia 使用户能够在共享共识层的特定应用链上启动去中心化应用程序。

单一区块链、L2 扩展解决方案和 EVM 的问题

目前以太坊已经有 Optimism、ZKsync 和 Starknet 等扩展解决方案。然而，这些扩展解决方案的数据可用性依赖于以太坊。坏消息是以太坊仍然很贵，这解释了为什么 L2 的 Gas 费可能仍旧会很高。

以太坊虚拟机（EVM）的开发者可以部署的东西是有限的，并且 Gas 费用很高。除非您使用 Tendermint 之类的工具开发区块链，否则开发人员无法构建 EVM 不支持的复杂应用程序。

创建区块链的相关开销非常大。开发人员必须创建一个共识层（通常是 PoS）并启动 Token 销售。而 Celestia 可以将开发商从所有这些麻烦中解救出来。

今天的大多数区块链都是单片的。区块链的核心功能，执行和共识，同时发生并由同一组验证器执行。单体架构难以扩展，因为每个事务都必须由全节点执行，从而导致瓶颈。

Celestia 的工作原理

Celestia 采用模块化架构，将区块链堆栈解构为专门的组件。核心功能，共识和执行，被分成不同的层。

单体架构可能会受到限制。共识和执行功能被捆绑在一层，然后在该捆绑层上构建智能合约。用户被绑定在一个执行环境中，限制了针对特定用例进行优化和专业化的潜力。

模块化架构将共识和执行分成不同的层。执行层存在于自己的区块链上，允许针对特定用例进行优化和专业化。任何构建基于此架构的去中心化应用程序的开发人员都将享有更好的灵活性、安全性和可扩展性。

在模块化区块链中，数据可用性采样是可以实现的，使节点能够用很小的样本验证一个区块，例如验证一个只有 10KB 数据的 100MB 大小区块。具有最小处理能力的机器（例如智能手机）一样可以充当节点。

当开发人员直接在 Celestia 上构建 DApp 时，他们可以选择要使用的执行环境，并可以并行运行任意数量的执行环境。在单体环境中，共识紧密地绑定了执行规则，这意味着用户同样被绑定到基础链支持的执行环境中。

未来，我们很可能会看到使用 Celestia 作为数据可用性层的 Tendermint 链和 Cosmos zones。这些区域将通过利用欺诈证明使信任最小化，从而为 Cosmos 生态系统提供统一的安全级别，并帮助减少其在处理不良区域时对社区治理的依赖。

开发者网络

Devnet（开发者网络）于 2021 年 12 月启动，包含三个主要组件：Optimint、Celestia 应用程序和 Celestia 节点。

Celestia 节点组件的任务是为此区块链达成共识和联网。该组件确定轻节点和完整节点如何生成新块、从块中采样数据以及同步新块和块头。

使用Optimint，Cosmos zones 作为汇总直接部署在 Celestia 上。该软件启动点对点网络，将交易收集到块中，然后将它们发布到 Celestia 以获得数据可用性和共识。

链的状态机位于Celestia 应用程序上。它是处理交易处理和质押的应用程序。

Devnet（开发者网络）尚未完成，因为团队仍将在测试网之前开发各种功能。在 Optimint 上，将在同步块、数据可用性层集成、通用工具和索引事务方面进行改进。在 Celestia 应用程序中，团队将致力于交易费用的实施，并评估对 ABCI++ 的升级。最后，团队希望使其网络服务在 Celestia 节点上更加强大，并完善轻节点和不良编码欺诈证明。

创建模块化世界需要的不仅仅是 Celestia 等可扩展的数据可用性层。它还需要创建 cross-rollup bridges、新的执行层和开发人员工具。已经致力于可扩展执行层的团队包括 Offchain Labs、Optimism、Fuel、Matter Labs 和 StarkWare。另一方面，有些团队正在创建连接执行层的桥梁，例如 Connext、Composable 和 Axelar。

Quantum Gravity Bridge

Celestium 是一个以太坊第 2 层链，它使用以太坊来解决和解决争议，而 Celestia 则用于数据可用性。值得注意的是，Celestia 不处理计算，只是一个数据层。Celestia 具有成本优势，因为它的定价基于字节而不是存储和计算。因此，Celestia 处理交易数据的可用性和排序，这使其吞吐量优于以太坊。

Quantum Gravity Bridge 将位于以太坊上，各种第 2 层运营商将在 Celestia 网络上发布他们的交易数据。权益证明验证者会将这些数据放入块中。然后，数据将以数据可用性证明的形式从 Celestia 中继到以太坊。

Quantum Gravity Bridge 合约的工作是验证来自 Celestia 的数据可用性证明上的所有签名。当以太坊上的第 2 层合约更新其状态时，它将查询 DA 桥接合约，而不是依赖作为调用数据发布到以太坊的交易数据。如果之前向桥传递了有效的证明，桥将传递一个肯定的响应。

团队

Celestia Labs 首席执行官 Mustafa Al-Bassam，拥有伦敦大学区块链扩展博士学位。他之前与人共同创立了分片智能合约平台Chainspace，此后该平台被 Facebook 收购。Mustafa 还撰写过几篇关于分片区块链系统安全性的开创性论文。

John Adler 是 Celestia Labs 的是 Layer 2 方面的研究员。他之前在 ConsenSys 工作，从事以太坊 2.0 的相关工作。从 Mustafa 关于数据可用性的著作中汲取灵感，Adler 为 optimistic rollup 方案创建了第一个规范。

Ismail Khoffi是 Celestia Labs 的首席技术官，是一位拥有多年经验的知名研究工程师。除了构建学术研究原型之外，他还为将 Google UK 和 Tendermint 等各种非区块链和区块链项目投入生产做出了贡献。

Nick White，Celestia Labs 首席运营官，拥有斯坦福大学的学士和硕士学位。在加入 Celestia 之前，Nick White 与他人共同创立了 Harmony，这是一个构建可扩展区块链基础设施的区块链协议，为去中心化革命提供动力。White 于 2018 年 6 月至 2020 年 12 月在那里工作。他还是人工智能初创公司加速器项目 Zeroth.ai 的高级人工智能专家。

路线图

Celestia 仍处于开发的早期阶段。开发团队于 2021 年发布了 MVP，并于 2021 年 11 月发布了 Devnet（开发者网络）。2022 年将更加重要，因为该项目将启动测试网并逐步构建主网。

结论

可扩展性一直是区块链技术被广泛采用的最大障碍之一。尽管存在一些第 1 层扩展解决方案，但大多数都专注于块生产而不是块验证。模块化区块链网络 Celestia 凭借其可扩展性、安全性和去中心化功能，正在帮助人们全面进入 Web 3 时代。Celestia 并不是唯一的解决方案，因为 Polygon 拥有 Avail，而以太坊拥有 Danksharding。然而，Celestia 是独一无二的，因为它专注于易于集成、快速交付和用户体验。