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Celestia 研究材料

Author: Wiger Twitter: @JizhouW 概述

  1. 在一个庞大的链上, 每个人都执行各自的交易, 这种单链是不可扩展的, 所以需要多个链, 本文引出模块化区块链 modular blockchains 的概念, 模块化区块链是多链世界最好的实现方式

  2. Celestia 是第一个真正的模块化区块链

  3. Celestia 从共识层, 数据可用性层中分离出执行层

  4. Celestia 独特优势:

  5. 信任最小化的桥接

  6. 主权链

  7. 高效的资源定价

  8. 更简单的治理

  9. 轻松的链部署和灵活的 VM

  10. 这将是区块链结构的转变, 未来将越来越流行

  11. 2023 将推出 Celestia 主网

结合

  • Cosmos: 主权互操作区域

  • 以太坊: Rollup-centric 的共享安全性

解耦执行 Decoupling Execution

  • Celestia 实现了一个共识协议 (Tendermint) 来处理订购订单

  • 与典型的区块链不同, Celestia 不会推理这些交易的有效性, 也不负责执行它们

  • Celestia 平等对待所有交易, 如果交易支付了必要的费用, 它就会接受, 订购和复制它

  • 所有事务有效性规则, 都由汇总节点在客户端执行

  • Rollups 不需要另一个链来执行任何执行来共享安全性，相反，他们所需要的只是就有序交易的共享历史达成一致

区块链节点类型

  1. 轻节点:

  2. 只能下载数据头部 header

  3. 不验证交易 tx

  4. 认为共识层是可信的

  5. 99% 用户使用

  6. 全节点

  7. 下载数据头部 header 和信息部分 body

  8. 验证所有交易 tx

  9. 不信任共识层

  10. 少于 1000 个节点

数据可用性问题

  • 在防欺诈中, 全节点为轻节点提供足够的数据, 以便它们自主识别无效交易

数据可用性问题

  • 两种攻击情景

    1. 防欺诈系统中, 轻节点将跟踪潜在无效链的标头, 因此, 诚实节点无法再验证区块

    2. 在基于有效性证明的系统中, 轻节点将跟踪具有有效但未知状态的链的头部, 因此, 诚实节点不再能够产生块, 这意味着如果没有攻击者的同意, 该链将无法继续前进, 这类似于攻击者保管每个人的资金

  • 解决方案: Celestia 采用数据可用性抽样的过程来完成的

数据可用性抽样 (DAS)

  • 结果有两种

    1. 数据可用: 通过自主验证数据是否可用

    2. 数据扣留: 共识机制来安全地恢复链

  • 解决结果: 安全保证下运行

供应规模

  • 可扩展性由两部分决定

    1. 单次采样数据量: Celestia 采用了乘法效应, 如果平均轻节点的带宽容量增长 X, Celestia 的 DA 吞吐量可以安全地增长 X^2

    2. 轻节点的目标块头大小

Celestia 8 种属性

  1. 自主权

  • Celestia 首次为链带来了分叉的能力, 而无需担心安全性降低

  1. 灵活性

  • 随着 Starkware, LLVM, MoveVM, CosmWasm, FuelVM 的出现, 已经见证了替代 VM 的出现

  • 自定义虚拟机可以在执行的各个方面进行创新: 支持的操作, 数据库结构, 事务格式, 软件语言等, 以在解决特定用例的同时, 实现最佳性能

  1. 轻松部署

  • 早期区块链难点在于没有 PoW 硬件, 无法部署去中心化网络, 引入 POS 解决

  • 后 Token 的复杂性需要新的验证集, Polkadot 的平行链和 ETH 的 Rollup 解决, 但 Polkadot 部署成本高, ETH 运营成本高

  • Celestia 使用 Optimint 的 Cosmos SDK 实施 ORU 规范, 该工具与其他工具一起解决了未来的需求, 即可以部署任何链, 而无需开发人员担心共识的开销或昂贵的部署/运营费用, 可以在几秒钟内部署新的链, 并让用户从第一天起就可以安全地与它们交互

  1. 高效的资源定价

  • 一种执行环境中的活动拥挤, 不会影响另一种执行环境的用户体验: DAPP 和 交易产生的 gas 将独立计费

5.信任最小化的桥梁

  • 信任最小化的桥梁有两个前提

    1. 相同的 DA 保证

    2. 一种解释彼此欺诈/有效性证明的方式

  • 具有信任最小化桥的链可以被视为集群, Celestia 为链之间形成集群奠定了基础

  • 这并不强迫链之间构成集群: Celestia 之上的链可以自由独立, 也可以在广泛的桥接设计空间中相互信任和信任最小化的桥接

  1. 最低限度的治理

  • 区块链治理很慢: 改进建议通常需要多年的社会协调才能实施, 虽然这是安全所需要的, 但它减慢了区块链领域积极开发的步伐

  • 模块化区块链为区块链治理提供了一种优越的方式: 其中执行层可以独立快速地采取行动, 或中断事物, 而共识层可以保持弹性和稳健

  1. 去中心化区块验证, 而非生产

  • 去中心化最重要的因素是区块验证而不是生产

  • 许多项目重视高度去中心化的区块生产, 并模仿 PoW 在 PoS 环境中进行去中心化区块生产的能力

  • Celestia 假设区块生产者的资源需求很高, 但它假设验证者的资源需求较低, 从而实现了高度去中心化, 抗审查的网络

  1. 简单

  • Celestia 没有实施新的共识协议, 而是选择使用, 具有成熟工具和广泛的开发人员/验证者支持的, 普通的, 旧的 Tendermint

未来的挑战/局限

  1. 适当的块大小: Celestia 的块大小, 可以随着网络中数据采样节点的数量而安全地增加, 确定和更新目标区块大小的过程将受到社会共识的支配, 这是共识治理中的新挑战

  2. 数据采样不是一个抗女巫的过程, 因此, 没有可验证的方法来确定网络中的节点数量

  3. 由于参与抽样的节点不能通过协议得到明确的奖励, 因此关于抽样的假设必须依赖于隐式激励

  4. 与 Celestia 上的自举网络效应有关

  5. 没有执行的专用 DA 层没有多大用途, Celestia 将因此依赖其他执行链来启动用户活动

  6. Celestia 的初始用例之一, 将用作以太坊上验证的链下 DA 解决方案 Celestium, Celestium 是 Celestia 初期在其区块空间中最容易实现的目标

  7. Cevmos: 带有内置 EVM 的 Cosmos SDK 链, 专门用于汇总结算

  • Cevmos 目标: 允许以太坊汇总在 Celestia 上本地启动, 而无需更改其代码库

  1. Celestia 的原生 Token 将不得不依赖受信任的桥接器才能移植到其他链

结论

  1. 区块链巨大转变, 期待 2023 主网上线

  2. 共识解耦: 不仅实现了 Bittorrent 风格的扩展和去中心化

  3. 优势: 最小信任桥梁, 主权链, 高校定价资源, 简单治理, 轻松部署, 灵活 VM

  4. 第一个专业 DA 层, 通过做更少的事情取得更大成就

  5. Wiger 观点 1: 新产业将会带动一批新的造富运动

  6. Wiger 观点 2: 更细致的底层区块链优化, 将会吸引更多人入场

  7. Wiger 观点 3: 区块链的高效, 低成本, 低门槛, 去中心化, 必将成为未来趋势

  8. Wiger 观点 4: 等待 Celestia 兼容 EVM, 革命剧变

  9. Wiger 观点 5: BTC => ETH => Celestia

财富密码关键词

  1. Celestia

  2. Tendermint

  3. Cosmos

  4. Celestium

  5. Cevmos