擴容新思路？一文讀懂模塊化公鏈Celestia_ELE

作者：Chole

可擴展性一直是區塊鏈技術被廣泛采用的最大障礙之一，盡管已經有不少Ｌ1擴展解決方案，但大多數都專注于共識層而不是數據可用性。

一直以來，區塊鏈都是執行狀態機復制的分布式網絡，分成了數據、共識、執行這三層。這也是基于互聯網創建貨幣的關鍵點，也就是引入一種外部無法干預的共識系統，而最初中本聰所提出的解決方案則是引入“中本聰共識”讓全世界的人都可以維護和運轉比特幣。

在這些單體區塊鏈中，數據、共識、執行這三層工作全都會由一個網絡來完成，從數據的驗證到交易的執行都得透過節點執行。

且由于區塊鏈是全局復制的分布式狀態機，因此若復雜度越高、系統保持同步性的成本和復雜度也就越高。Roll-up 則將執行層分離出去，處理復雜交易，解決了一部分問題。例如 Arbitrum 在 L1 嵌入了特定的操作碼，讓節點刻意繞過 EVM 調用數據，只會存儲驗證這些交易，而不會執行它。

不過 Roll-up 就必須監控 L1 并且執行調用交易以便計算，再以不同方式將返回 L1。這些交易實際上必須通過 ETH 網絡進行路由，才能在 Roll-up 上執行。

Offchain Labs CEO：以太坊擴容需遵循低交易成本、高安全性和兼容性三個原則:9月22日消息，在由萬向區塊鏈實驗室主辦的第八屆區塊鏈全球峰會上，Offchain Labs聯合創始人兼CEO Steven Goldfeder表示，在以太坊擴容方面，我們相信有三個原則至關重要，而這些原則也適用到當前正在搭建的Arbitrum One、Arbitrum Nova，以及任何其他鏈。即低交易成本、高安全性和兼容性。即一方面交易成本必須要下降，但是并不犧牲安全性。與此同時，也可以實現和以太坊高兼容性。也就是說，不管從開發者工具，還是從用戶工具的角度來說，都可以實現“開箱即用”。[2022/9/22 7:14:20]

目前 ETH 已經有 Optimism、ZKsync 和 Starknet 等基于 Roll-up 的擴展解決方案以及基于執行層的橋梁，例如，Connext、Composable、Axelar等。然而，這些擴展解決方案的數據可用性還是依賴于以太坊的共識層與執行層，且目前以太坊執行層使用成本仍然很高，開發者可部署的范圍還是很有限。

Polkamarkets與Polygon合作以提供擴容解決方案:金色財經報道，據官方Medium文章消息，波卡生態DeFi和預測市場Polkamarkets宣布與Polygon（原Matic Network）建立合作伙伴關系，以提供擴容解決方案，并促進Polkamarkets的低費用和快速交易。作為以太坊互操作協議，Polygon將促進Polkamarkets成為基于區塊鏈的跨鏈信息交換平臺的愿景。[2021/3/10 18:30:10]

而第一個模塊化區塊鏈網絡 Celestia 即將在今年上線，并支持 Roll-up 成為其數據可用層。

先前取名為 LazyLedger 的 Celestia 可以說是第一個模塊化區塊鏈網絡，也就是可插拔的共識和數據可用性層，讓任何人都可以快速部署去中心化的區塊鏈，而無需額外的共識層的成本。也就是說，Celestia 是一個存儲交易記錄并且提供數據可用性的公鏈。

Celestia 采用模塊化架構，將區塊鏈解構為數據、共識、執行。目前大部分的區塊鏈仍然會將共識和執行功能捆綁在一層，在該層上構建智能合約。而用戶被綁定在這個執行環境中，就會大大限制了針對特定用例進行優化和專業化的潛力。

Roger Ver：只有不允許比特幣鏈上擴容才需要Blockstream及Lighting Labs相關產品:7月21日，Bitcoin.com創始人Roger Ver發推稱，只有在不允許比特幣實現鏈上規模化的情況下，才需要由前兩家公司（Blockstream和Lighting Labs）資助比特幣協議開發的產品。沒有人會對比特幣不被允許擴展感到驚訝。（注：Blockstream和Lighting Labs均致力于閃電網絡開發；Roger Ver BCH團隊主要致力于比特幣鏈上區塊擴容，閃電網絡主要致力于比特幣側鏈開發）[2020/7/21]

Celestia 模塊化架構則將執行層存在于自身的區塊鏈上，允許針對特定用例進行優化和專業化。任何構建基于此架構的去中心化應用程序的開發人員都將在原區塊鏈執行層基礎上享有更完整地安全性和可擴展性。且在 Celestia 模塊化區塊鏈中，數據可用性采樣是可以實現的，這讓節點能夠用很小的樣本驗證一個區塊，同時可以使用硬件配置較低的的設備充當節點，如家用電腦與手機等。

開發人員可以直接選擇要使用的執行環境在 ?Celestia 上構建 dApp，并可以并行運行任意數量的執行環境，而在單體環境中，共識緊密地綁定了執行規則，導致用戶只能選擇主鏈支持的執行環境。Celestia 已經與Tendermint和 Cosmos zones合作作為數據可用性層。這些公鏈將通過利用欺詐證明使信任最小化，從而為 Cosmos 生態系統提供統一的安全級別。

聲音 | 華南理工大學黃翰：5G時代到來將對區塊鏈進行擴容與提速:金色財經報道， 華南理工大學軟件學院教授、博士生導師黃翰表示，5G時代的到來，無疑將對區塊鏈進行擴容（物聯網的加盟）與提速（共享賬本的更新效率），推動更多數據上鏈，讓交易更加多樣化、效率更高。而區塊鏈技術則可以補足5G這一通信技術在隱私、安全、信任等方面的短板。兩大技術將互相促進，發揮各自優勢，推動一系列新應用出現。5G與區塊鏈可以和智能制造的全過程進行結合，以產品-服務坐標、企業坐標和價值鏈坐標為基礎，從交易、生產溯源到物流跟蹤，創造新一代的信息技術應用體系，及時反饋生產優化，助推用戶使用大數據，加快智能制造的步伐。可以說，中國正在無限接近以云計算、物聯網、5G、大數據和人工智能為主導的第四次工業革命。[2019/12/24]

Celestia 為中心的組合方式：

將主權 Roll-up 直接建立在 Celestia 上，使用Celestia共識將 DA 單獨當成一個模塊，完全基于Celestia建立鏈。而結算 Rollup會發生在Cevmos上，Cevmos是Cosmos SDK中最好的內嵌EVM的SDK，是一個專門針對Roll-up結算的項目。Cevmos 上的匯總會將他們的數據發布到 Cevmos 上，然后再發布到 Celestia。

聲音 | 李笑來：比特幣很可能真的需要擴容 不需要“更好的比特幣”:李笑來最新文章提出，交易所其實是比特幣最大的應用，也是轉賬這個唯一應用的延伸而已。我們不需要“更好的比特幣”，因為它是軟件，理論上是可以升級的。對比特幣很多改進不僅是沒必要甚至是愚蠢的，萊特幣（Litecoin）對比特幣的改進是，確認時間縮短到 2.5 分鐘，但從機器和系統的角度望過去，這是沒區別的事兒。迄今為止，并沒發現有什么“更好的比特幣”。李笑來同時不認為以太坊（Ethereum）是山寨幣。[2018/11/10]

而 Cevmos 的目標是允許以太坊Roll-up在 Celestia 上本地啟動，而無需更改代碼庫。Roll-up不再是運行在以太坊上的合約，拓展性則會更強。

Celestium 則通過量子引力橋，Celestia 將作為以太坊的DA鏈下解決方案，為以太坊提供數據可用性，這是安全低成本的以太坊Validium設計。

自主權優勢：

Celestia 網絡本身只負責驗證數據完整性，不涉及一個完整的共識機制，因此，Celestia 之上的 rollup 基本上是自我主權的區塊鏈，節點可以自由地分叉他們的軟件。

過去在 L1 中，分叉就等于執行層和共識層的分叉，如果以太坊上的 Roll-up 有漏洞或者被攻擊，就需要重新部署或整個網絡分叉才能完成狀態更新。但 Celestia 的技術迭代卻允許鏈分叉而不用失去安全性，因為分叉之后使用的 DA 層是相同的且更新變得更加容易，執行層可以專注于優化執行的環境和速率。

簡易部署鏈之技術：

過去部署一條鏈對于資源、成本要求很高，需要建立共識、激勵節點加入網絡。而隨著 PoS 的發展，Cosmos SDK 等工具讓創建新區塊鏈變得更加容易，但是依然需要開發人員尋找驗證節點的加入。

因此，Celestia 引入的 Optimint 則會更高效的幫助開發人員部署鏈，因為 Celestia 提供完整的共識和安全性。且多鏈采用的是同一 DA 層，實現了同一區塊鏈間橋接的最小化信任。提高了多個區塊鏈可以相互通信的安全性。最后 Celestia 也結合了 Cosmos 開放的生態和以太坊共享安全性，提供了多鏈開放且共享安全的可能。

執行長 Mustafa Al-Bassam 畢業于倫敦大學學院博士學位，之前與他人共同創辦智能合約平臺 Chainspace，接著被 Facebook 收購。Mustafa 先前也撰寫了幾篇關于分片區塊鏈系統安全性的開創性論文。

CRO 則是 John Adler ，他之前在 ConsenSys 工作是 L2 可擴展性研究人員，從事以太坊 2.0 的第二階段工作。而 Adler 則從 Mustafa 身上找到數據可用性的新應用，為Optimistic Rollup方案創建了第一個先驅。

首席技術官 Ismail Khoffi 在業界是非常知名的研究工程師， Khoffi 除了構建學術研究模型之外，還為 Google UK 和 Tendermint 等各種非區塊鏈、區塊鏈項目都大量投入貢獻。

首席運營官 ?Nick White 畢業于斯坦福大學碩士。在加入 Celestia 之前，White 與他人共同創立了可擴展區塊鏈基礎設施的區塊鏈協議 Harmony，為去中心化革命提供新動能。White 還是亞洲人工智能初創公司的加速器項目 Zeroth.ai 的高級人工智能專家。

Celestia 已啟動其 “Mamaki” 測試網，支持用戶操作節點、接收測試網代幣、驗證者委托以及在錢包之間發送交易。該項目預計主網將在 2023 年初上線。

目前已經先于測試網上線了開發者網，開發者網包括三個主要組成部分：Optimint, Celestia-app和Celestia-nodes。Celestia-nodes 的任務是為這個區塊鏈達成共識和建立網絡，決定了輕節點和完整節點如何創建新區塊、從區塊中采樣數據，以及同步新區塊的多面向技術。而在Optimint中，Cosmos Zones都將直接部署在Celestia上。

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可擴展性一直是區塊鏈技術被廣泛采用的最大障礙之一。盡管已經有不少Ｌ1擴展解決方案，但大多數都專注于共識層而不是數據可用性。

模塊化區塊鏈 Celestia 構建了一個將數據層單獨獨立出來的公鏈，且還允許開發人員關注數據層之上的設計，而不需要花心力注意底層數據記錄，許多人相信未來這種模塊化設計的數據可用層不僅可以為擴容提供更快的實現方案，更會極大的降低開發者進入 web3 的難度。

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