今天的例会主题是：模块化区块链 — Celestia

在进入今天的主题之前，我们先简单了解一下区块链中的“不可能三角”和“模块化区块链”。

区块链的“不可能三角”问题： 众所周知的区块链“不可能三角”(也叫区块链“三难困境”)，它指的是你只能优化区块链三个属性中的其中两个，由于技术上的限制，必须牺牲其中一个属性。这也就是以太坊的可扩展性所面临的困境。

这三大属性分别是： 可扩展性：系统的数据吞吐量是多少？TPS 有多大？ 去中心化：网络中有多少节点？是否存在任何权力中心？ 安全性：防御攻击能力如何？

为什么会出现区块链“不可能三角”？这是因为传统区块链是单片式的(Layer1区块链)，在一条链实现了共识、数据可用性和执行的工作。单片式L1区块链的效率低、无法扩展、不安全、缺乏弹性等问题一直被人所诟病。

这些问题制约了以太坊的进一步发展，这也是以太坊从Pow转向PoS（从单链变成模块化架构）的主要原因。以太坊合并升级后将改进以太坊主网的可扩展性、吞吐量和安全性。

**模块化区块链
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模块化链本身也是一条区块链，有网络节点。和单片链不同的是，这些节点只专注于处理一类任务，比如只专注于数据可用性DA，只专注于做交易执行，或者只专注于网络共识。

模块化区块链将目前单片区块链上三个核心功能：共识（网络中如何就已发生的交易和顺序达成一致）、执行（确定哪些交易是有效的以及它们如何影响和更新状态）以及数据可用性（验证区块链数据的完整性），分割开来。

模块化的区块链将这些组件划分为单独的部分，并将它们最大化。就像劳动分工一样，将这三个组件进行拆分后，使我们能够优化每个组件，并生产出更好的产品，使得整体大于部分之和。

**Celestia简介
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Celestia是一个存储交易记录并且提供数据可用性的公链。Celestia采用模块化架构，将区块链解构为数据、共识、执行。Celestia的设计理念，为Rollup这类L2提供数据可用性服务。作为L1的Celestia不处理计算，仅充当数据层。

官网

推特

Celestia团队

Mustafa Al-Bassam—创始人，伦敦大学学院计算机科学博士，方向是区块链扩容，Chain space 联合创始人（已被 Facebook 收购）。

首席运营官Nick White毕业于斯坦福大学硕士。在加入Celestia之前，White 与他人共同创立了可扩展区块链基础设施的区块链协议Harmony，为去中心化革命提供新动能。White还是亚洲人工智能初创公司的加速器项目Zeroth.ai的高级人工智能专家。

首席技术官Ismail Khoffi在业界是非常知名的研究工程师， Khoffi 除了构建学术研究模型之外，还为Google UK和Tendermint等各种非区块链、区块链项目都大量投入贡献。

CRO—John Adler ，他之前在ConsenSys工作是L2可扩展性研究人员，从事以太坊 2.0 的第二阶段工作。而 Adler 则从 Mustafa 身上找到数据可用性的新应用，为Optimistic Rollup方案创建了第一个先驱。

**融资概况
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Celestia在2021年3月完成了150万美元种子轮融资，融资方有Maven 11 Capital、Interchain、Signature Venture、Cryptium Labs和Dokia Capital。

关于celestia的代币信息。Celestia目前并没有发币，也没公布代币模型。

发展路线图

Celestia仍处于发展的早期阶段。2021年建立了一个MVP，并推出了开发者网络。在2022年推出了一个Mamaki测试网，在2023年计划上线主网。

**Celestia工作原理
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在Celestia中，共识和执行两层是分开的。共识机制的作用只是保证区块数据可用。为此，它使用数据可用性证明。然后交易在链下执行：节点不再需要处理它们来确保区块的有效性。

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（Celestia 采用纠删码技术实现数据的可用性抽样）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。

数据可用性DA：

当区块生产者（block producer）发布一个有效的区块头、但故意掩盖底层交易数据时，就会出现数据可用性问题。之所以会出现这个问题，主要是因为轻节点（light node）只依赖区块头来验证，所以很容易受到欺骗并接受无效区块。

全节点无法为轻节点生成数据可用证明（data availability proofs），因为区块缺失数据。同样的，全节点也无法为无效区块生成欺诈证明（fraud proofs），这意味着轻节点不得不自己验证数据可用性，或者假设大多数数据是诚实可信的。

所以，这就是为什么大多数节点必须下载全部交易数据并验证区块数据可用性的原因。然而，这么做又会给网络扩展解决方案带来了可扩展性限制和问题。比如，随着验证复杂性的增加，分片、Rollups、以及区块大小也都会增加。

Celestia解决数据可用性问题

Celestia可以作为最小的、可插入的共识层和数据可用层来使用，仅验证数据可用性和交易排序，这就给区块链网络模块化架构提供了更大的灵活性。

Celestia将数据可用层和共识层独立出来，可以使其更具可扩展性，因为采用数学数据可用性证明（mathematical data availability proofs）能够非常有效地执行数据可用性（DA）检查。

**重要性
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当前解决可扩展性问题的Rollup方案，它放弃提高运行全节点的硬件要求，而选择减少全节点需要验证有效性的交易数量。将交易的计算和执行工作从全节点交由给一个更强大的计算机（也被称为序列器）来完成。

序列器还是需要提供交易数据，也就是说，即使序列器是一台真正的超级计算机，它实际能计算的每秒交易数量仍将受到它所使用的底层数据可用性解决方案或数据可用性层的数据吞吐量的限制。

如果Rollup所使用的数据可用性解决方案或数据可用性层无法储存Rollup序列器想要转储的数据量，那么序列器（以及 Rollup）即使想处理更多的交易，也都无能为力了。与此同时，这也会让Ethereum上的Gas费用升高。

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，尽管已经有不少Ｌ1扩展解决方案，但大多数都专注于共识层而不是数据可用性。

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。费用依旧很贵。以太坊2.0中的分片技术还未落地，模块化DA层方案也还在酝酿当中。

Celestia允许每个节点只需下载部分数据就可以重建所有链的区块。Celestia提供了为区块链扩容增加了一种新的解决途径，数据可用性证明。它的模块构建足以引起人们的关注！