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Celestia 论点支撑
shijiang
2022-06-10 14:39:12

一. 前言

这将是一篇关于区块链领域出现的最引人入胜的新项目之一的文章。Celestia 正在为行业带来新的概念和想法,并努力成为模仿世界的先驱。Celestia 此时没有 Token,所以没有“wen Token”?在评论中,而是尝试享受技术方面和想法。

二.介绍

为了对我们将在本文中探讨的概念有一个基本的了解,这部分将作为我将在整篇文章中讨论的想法的开胃菜

1.模块分离

在正常的区块链中,共识层和执行层都在同一层上,并且都由同一组验证器执行。相反,Celestia 所做的是将共识和执行层解耦,使用户能够在 Celestia 共识和数据可用性层之上部署自己的执行层。执行层将作为它们自己的区块链(想想 L2)存在,在那里它们可以决定专门化和优化什么。

比较有趣的是,类似的东西其实是伟大的 V 神自己提出的,以 Plasma 的形式。最初的 Plasma 论文描述了一种构建“区块链树”的机制

树中的每个节点都将代表一个连接到其父节点的唯一区块链,所有这些区块链都排列在链的层次结构中,数据可用性层位于其核心。

2. Rollups

Rollups 是一种扩展解决方案,它强制执行脱链,而是依赖于基础链层来实现共识和数据可用性。尽管大多数交易仍然发生在以太坊上,但一旦以太坊完全集成了他们的 PoS 和各种 L2 解决方案,这些交易最终将脱离链。

两个明显的例子是乐观和零知识 (zk) 汇总,乐观汇总需要数据可用性 (DA) 才能检测欺诈,而 zk-rollups 需要 DA 能够重新创建链。这证明了汇总需要 DA 层(共识),因为汇总是执行层。

3. Optimint优化

替代 Tendermint,允许开发人员构建基于 Cosmos 的链作为汇总,可以使用其他链(如 Celestia)作为共识和数据可用性层。未来,基于汇总的 Cosmos 链将有可能使用 IBC 协议相互形成一个链集群,提供令人难以置信的互操作性水平。

4. 数据可用性采样轻客户端

与大多数其他区块链不同,Celestia 旨在提供共识和数据可用性,而不是交易执行。同样,Celestia 轻客户端不验证交易,它们只检查每个区块是否达成共识以及区块数据是否可用于网络。

这样做的想法实际上来自最初的比特币白皮书——中本聪在论文中提到,如果在发布无效区块时,全节点向轻客户端发送“警报”,轻客户端可以变得更加安全。

“防止这种情况的一种策略是在网络节点检测到无效块时接受警报,提示用户软件下载完整块并提醒交易以确认不一致” - Satoshi Nakamoto,比特币:点对点对等电子现金系统。

Celestia 的轻客户端依赖于数量上的安全性。必须有最少数量的轻客户端,以保证原始块数据可以从它们每个采样的所有样本中恢复。随着轻客户端数量的增加,每个块的大小也可以增加,而不会影响网络本身的安全性或去中心化。更大的区块意味着更多的数据吞吐量和更大的扩展性——因此网络的能力通过采用而增长,这与当前的区块链完全相反。

数据采样轻客户端是构建在 Celestia 之上的所有基于汇总的侧链的关键组件,因为汇总依赖于数据可用性来保证其安全性,如简介中所述。

跨链互操作性依赖于通常不安全的轻客户端,因为它们做出诚实的多数假设。然而,对于 Celestia,轻客户端不需要这个假设,从而解锁了安全的跨链互操作性。

轻节点无需下载整个区块,而是从区块中下载小的随机数据样本。如果所有样本都可用,则这可以证明整个块都可用。基本上,通过从一个块中采样随机数据,您可以概率性地验证该块确实是完整的。

5.集群

在现实世界中,星团是一组紧密联系在一起的相似事物,例如星团、星系团等

在区块链的世界中,一组链可以在一个集群中相互通信。例如,一个集群可以是一组连接到父链的汇总(如以太坊汇总的情况),或独立的第 1 层链,例如 Polygon(是的,Polygon 是 L1)或 Solana。然后这些集群可以相互通信并提供集群内通信

集群中的每条链都可以验证集群中其他链的状态机(存储区块链的状态)。例如,所有以太坊汇总都与 EVM 兼容,因此可以在 EVM 内验证汇总的欺诈或 ZK 证明。然而,在 EVM 中验证 Solana 状态机实际上是不可行的,因此 Solana 不能与以太坊共享集群(这里的一个很好的例子是最近的 Wormhole hack)。集群间桥接伴随着严重的安全权衡——你必须相信一组验证者不会窃取你的资金。

通过为区块链(包括汇总)提供共识和数据可用性层来解决这个问题。这是一个共识和执行分离的区块链,因为它不提供像以太坊这样的链上智能合约环境,只提供共识和数据可用性。Celestia 生态系统本身并不是一个集群,因为它不会在基于 Celestia 的链之间强制执行任何特定的跨链通信机制,但它为构建集群提供了核心要素。

提供数据可用性层,而其他人可以在 Celestia 之上构建其执行层和智能合约层。集群中的所有链都需要检查彼此的块是否包含在 Celestia 数据可用性链中,从而能够以最小的信任度验证数据。

可以这样想——区块链基础设施已经从单独的执行链(L1)发展到共享执行链(L2's),最后是共享共识层上的单独执行链(Celestia)

让我们快速总结一下 Celestia 的一些主要部分,然后再讨论使用模块化区块链而不是单片区块链的主要好处。

  • 基础层(DA层)只保证消息的可用性(不执行
  • 事务由构建在顶部的应用程序执行(可扩展)
  • 节点增长导致更多吞吐量,因为 DA 采样是次线性的

模块化区块链是分离单个区块链的核心组件并在不同层上运行它们的结果

Celestia 在发布时将作为乐观和 ZK-rollups 的数据可用性层。对于可以利用 Celestia 实现可扩展数据可用性和安全性的汇总类型,将没有任何限制。

三. 模块化区块链的好处

如前所述,Celestia 拥有模块化的区块链架构,那么与非模块化链相比,这有什么好处呢?

1. 可扩展性

专注于一对核心功能的层将允许更大的可扩展性,而不受单片区块链带来的权衡的限制。例如,具有 DA 采样的模块化数据可用性 (DA) 层可以随用户数量线性扩展。

2. 互操作性

区块链可以采用模块化共享安全层,例如 Celestia,以实现同一集群中区块链之间的信任最小化桥接。这提高了多个区块链可以相互通信的安全性和级别。

3. 自举

可以用最少的成本和时间创建新的区块链。汇总软件开发工具包,例如Optimint优化, 不仅会对此有所帮助,而且会提供一种无需共识机制、验证器或令牌分发机制的引导方式

4. 实验

区块链可以轻松创建并用于测试新的创新技术,从而为整个链堆栈带来进一步的可扩展性和优化。这样做可以让新的链直接专注于他们想要创新的元素,然后可以将其传播到其他链。

以这种方式与整体区块链相比,让我们举一个例子,两家餐厅以两种完全不同的方式运行(向 Celestia 的 Twitter 大喊大叫)

模块化的: 每个员工都被赋予一个特定的角色,比如服务员,这样他们就可以专注于特定的任务。然后,他们分工合作,让餐厅生产出更多质量更高的食物。

非模块化的:有一个人同时担任服务员、厨师和清洁工。当餐厅只有几个顾客时,它会起作用,但除此之外,餐厅就会陷入困境。

这有望使人们清楚为什么模块化区块链在可扩展性方面要好得多

你也可以用戴森球的形式来解释 Celestia,其中执行层 (Sphere) 围绕着数据可用性层 (Star),就像戴森球包裹一颗星星一样——利用下面的力量。

就像戴森球会捕获一颗恒星的大部分功率输出一样,执行层也将利用其下方的 Celestia 数据可用性层

现在让我们尝试用更传统的术语来解释模块化与单体的概念,并结合现实世界的例子。为此,我们可以用传统的单体架构与微服务架构的形式来解释它,让我们看一下:

微服务(模块化)的使用量普遍增加,尤其是在您的日常生活中可能熟悉的较新的科技巨头。

微服务架构允许主要应用程序划分为小的、松散耦合的服务。

随着时间的推移,单体架构的增长变得非常困难,因为它变得过大且越来越复杂。

微服务允许您以小型松散耦合组件的形式使用和查看您的应用程序,任何人都可以在短时间内开始使用现有应用程序,并且添加新组件或更改现有组件不会太困难结构。

四. The Holy Trinity

1. 使用 Celestia、Evmos 和 Cosmos 为 EVM 汇总构建最佳结算层

目前,大多数 rollup 使用以太坊主链进行结算。然而,以太坊链并不是一个完美的汇总结算层,因为它与直接使用该链进行智能合约交易的非汇总应用程序共享。

那么,如果我们希望 Celestia 区块链集群与其他链进行通信,该怎么办

希望创建一种集群间桥接技术,使集群能够与其他非汇总链进行通信。

2. 集群间桥接

让我们假设如果 Celestia/Evmos/Cosmos 集群生态系统中的汇总想要与另一个非汇总链(让我们考虑任何其他 IBC 网络)进行通信,或者使用不同结算层的汇总,基于委员会的桥接将需要服务,因为信任最小化的桥梁是不可能的。

在这种情况下,我们将能够使用第三方链来运营基于委员会的桥梁(例如以太坊或 Solana)。在结算汇总的 EVM 对桥接合约过于受限的情况下,桥接可以在结算层而不是共识层本身带有汇总(例如 Arbitrum 或 ZKSync)。

那么我们怎么可能做到这一点呢?目前有两种可能的方式:

  1. Cosmos 链可以充当“集群间汇总中心”,链的验证者可以通过遵循结算汇总(L2's)的条件来操作桥梁,并授权结算汇总上的资产通过多通道转移到区域-sig 或类似的合约,可能使用 Evmos 链(这是 Evmos 对 Cosmos 生态系统整体如此令人难以置信的原因之一)

  2. 依赖于现有的“链间通信即服务”,例如 Cosmos 生态系统中的 Axelar(负责促进跨链请求的去中心化状态机)。

四. 未来展望

我们可能会从塞拉斯蒂娅那里得到一个 Token 吗?但是,不一定必须有一个,如原始白皮书中所述

“系统不需要本地货币,因为共识节点可以选择在他们选择认可的任何货币应用程序中接受交易费用。”

这可能意味着任何启用 IBC 的链的原生代币或其他代币都可用于支付交易费用。但是,很有可能会有一个令牌来激励保护网络作为验证者。

如果将来需要更大的块大小,则对于单个块来说太大的消息可以被分块为多个消息,然后由轻客户端解析回单个消息。

那么Celestia相比并发链有哪些优势呢?让我们看看 Celestia 在区块链领域开拓的四种方式。

  1. 轻松部署区块链,因为 Celestia 提供共识和安全性

  2. DA 采样的可扩展性,因为 Celestia 不验证 txs。它的吞吐量随用户数量自动扩展

  3. 与建立在 Celestia 之上的所有链的互操作性

  4. 各种执行链,无论是 EVM 还是 Cosmos SDK 汇总

简而言之,Celestia 试图解决的是将区块验证减少为数据可用性验证,可以在亚线性时间内验证区块(允许更好的可扩展性)。此外,利用应用程序状态主权的概念,多个主权应用程序(链)可以使用同一条链进行数据可用性,对彼此用户的工作量影响有限。