داخل هندسة Celestia
يستكشف هذا الوحدة الأسس التقنية لـ Celestia، بما في ذلك وظائفه الأساسية، تصميم المحقق، وميكانيكيات أخذ عينات توافر البيانات (DAS). ويشرح كيف تخزن Celestia البيانات كتل، وكيف يسمح Blobstream بالتكاملات بين السلاسل مع Ethereum، وكيف يحافظ الشبكة على اللامركزية ومقاومة الرقابة. توضح الوحدة كيف تحقق Celestia قابلية التوسع دون المساس بالثقة أو الوصول.
الأدوار الأساسية — ماذا تفعل Celestia في الواقع
تؤدي سلستيا وظيفتين أساسيتين ضمن تراكم البلوكشين: الاتفاق وتوافر البيانات. يستبعد عمدًا تنفيذ العقود الذكية وتخزين الحالة ومنطق التسوية. هذا النطاق الضيق ليس قيدًا، ولكنه قرار معماري مدروس يتماشى مع التصميم القابل للتوسيع لسلستيا. من خلال التخصص في دورين فقط، تحقق سلستيا قدرة أكبر على التوسع والكفاءة والمرونة للسلاسل الخارجية التي تعتمد عليها كطبقة أساسية.
التوافق بدون تنفيذ
في Celestia، يشير الاتفاق إلى عملية ترتيب الكتل وضمان أن المحققين يتفقون على ترتيب وإدراج كتل البيانات. تستخدم Celestia خوارزمية اتفاق متسامحة مع الأخطاء البيزنطية (BFT) مستمدة من Tendermint، والتي تم اختبارها جيدًا وتم تصميمها للحفاظ على أمان الشبكة حتى في وجود عقد أو عقد خبيثة.
الفرق الحرج بين Celestia وسلسلة Layer 1 التقليدية مثل Ethereum هو أن محققي Celestia لا يفسرون أو ينفذون المعاملات التي يتلقونها. إنهم يتفقون فقط على ترتيب البيانات ويؤكدون أنه تم نشرها. يقلل هذا من العبء الحسابي على المحققين ويقضي على الحاجة إلى الحساب الحالة، مما يتيح إنتاج كتل أسرع وأكثر قابلية للتوسيع.
توافر البيانات كوظيفة أساسية
الدور الأساسي الثاني لـ Celestia هو توفير البيانات - مما يضمن أن جميع البيانات المنشورة (عادةً كتل المعاملات من السلاسل الخارجية) متاحة لأي شخص في الشبكة. توفير البيانات هو متطلب أساسي لأي نظام بلوكشين لأنه يجب أن يكون بإمكان المستخدمين والعملاء الخفيفين التحقق من أن البيانات خلف كل كتلة كاملة وليست محجوبة أو مكتومة.
تقدم Celestia حلاً جديدًا لهذا التحدي من خلال عينات توافر البيانات (DAS)، التي تسمح للعملاء الخفيفين بالتحقق احتماليًا من توفر كتلة كاملة من البيانات عن طريق أخذ عينات من أجزاء صغيرة وعشوائية من البيانات. وهذا يعني أنه حتى الأجهزة ذات النطاق الترددي والتخزين المحدودين يمكنها التحقق مستقلين من أن السلسلة تعمل بصدق، مما يحسن بشكل كبير من اللامركزية ويخفض حاجز المشاركة في الشبكة.
بنية غير معتمدة على الحالة بالتصميم
لا تحتفظ Celestia بالحالة العالمية أو تتتبع أرصدة المستخدمين أو العقود الذكية أو نتائج التنفيذ. إنها لا تقوم بالتحقق مما إذا كانت المعاملة صحيحة، ولا توفر أي منطق لحل النزاعات أو تسوية النهاية. تتم تفويض هذه المسؤوليات بالكامل إلى طبقات التنفيذ المبنية على Celestia - سواء كانت لفات عامة الغرض أو سلاسل محددة المجال أو أوقات تشغيل سلسلات الكتل التجريبية.
نتيجة لذلك، تعمل Celestia كطبقة بنية تحتية بدون حالة. إنها تنشر وتنظم البيانات ولكنها تظل غير متحيزة تجاه محتواها. يتيح هذا لمطوري التطبيقات بناء سلاسل مخصصة تستخدم آلات البيانات الافتراضية المفضلة لديهم (مثل EVM أو WASM أو SVM)، وقواعد الاتفاق، ونماذج الحوكمة، مع الاستفادة من طبقة النشر الآمنة والقابلة للتوسيع لـ Celestia.
تمكين نظام بيئي متعدد الوحدات
لأن Celestia يفصل الاتفاق وتوفر البيانات عن التنفيذ والتسوية، فإنه يمكن إنشاء نظام بيئي للبلوكشين متعدد الوحدات. يمكن للمطورين إطلاق بيئات التنفيذ (على سبيل المثال، rollups أو سلاسل ذات سيادة) دون الحاجة إلى بناء بروتوكول اتفاق كامل أو القلق بشأن توافر البيانات. تتفاعل هذه المكونات مع Celestia كطبقة أساسية، معتمدة عليه لترتيب ونشر بيانات كتلها.
يزيل هذا النهج الحاجة إلى أن تكون سلاسل الكتلة من الطبقة 1 أنظمة مناسبة للجميع. بدلاً من ذلك، يعزز التوسيع الأفقي، حيث يمكن لعدة سلاسل مستقلة العمل بشكل متوازي مع مشاركة طبقة بيانات خفيفة مشتركة.
عينة توافر البيانات (DAS)
في أنظمة سلسلة الكتل، تتعلق توافر البيانات بالضمان بأن جميع بيانات الكتلة متاحة لكل مشارك في الشبكة. هذا أمر أساسي لأنه بدون الوصول إلى البيانات الأساسية، لا يمكن للمستخدمين والمحققين التحقق من صحة معاملات الكتلة. إذا تم حجب جزء صغير حتى من بيانات الكتلة، يصبح من المستحيل إثبات ما إذا كانت قد حدثت أنشطة خبيثة.
في سلاسل الكتل الأحادية التقليدية، تحل العقد الكاملة هذه المشكلة من خلال تحميل وتخزين جميع بيانات الكتل. ومع ذلك، يصبح هذا النهج غير عملي تزايدًا مع نمو أحجام الكتل. مع ارتفاع تكلفة تخزين ونقل البيانات، يمكن لعدد أقل من المشاركين تحمل تشغيل العقد الكاملة، مما يضعف اللامركزية ويزيد الاعتماد على موفري البنية التحتية المركزية.
تعالج Celestia هذه المشكلة باستخدام تقنية تُسمى عينات توافر البيانات (DAS). تمكّن DAS من العملاء الخفيفة - العُقد التي لا تخزن تاريخ سلسلة الكتل بالكامل - من التحقق من توافر جميع بيانات الكتل دون تنزيل مجموعة البيانات بالكامل. هذا الابتكار مركزي لقابلية تطوير Celestia وهيكلها الوحدوي.
كيف يعمل DAS
تعتمد DAS على مزيج من الترميز بالمحو والعينة العشوائية. عند إنشاء كتلة على Celestia، يتم تقسيم بياناتها إلى قطع صغيرة، وترميزها باستخدام الترميز بالمحو، وترتيبها في مربع بيانات ثنائي الأبعاد. يقدم الترميز بالمحو تكرارًا، مما يسمح بإعادة بناء البيانات الأصلية حتى إذا كانت بعض الأجزاء مفقودة. هذا يشبه كيفية عمل التكرار في أنظمة التخزين الموزعة.
بمجرد بناء المربع البياني ونشره، لا يحتاج العملاء الخفيفون إلى تحميل المربع بأكمله. بدلاً من ذلك، يُطلبون عشوائيًا أجزاء صغيرة (أو "عينات") من البيانات. إذا كان منتج الكتلة صادقًا والبيانات متاحة حقًا، فسيعود عدد كافٍ من العينات العشوائية بنجاح. إذا كانت أي جزء من الكتلة مفقودًا أو مُخفيًا، فإن احتمالية الكشف تصبح عالية كلما قام المزيد من العملاء بأداء العينات.
تضمن خصائص الترميز بالمسح ونظرية العينات الرياضية أن يمكن للعملاء الخفيفة اكتشاف البيانات غير المتاحة أو غير الكاملة بمستوى عالٍ من الثقة - من دون الحاجة إلى الثقة بأي محقق معين أو عقد كامل. يجعل هذا DAS حلاً خالياً من الثقة لمشكلة توفر البيانات.
التوسع دون المساس باللامركزية
الفائدة الرئيسية لـ DAS هي أنها تسمح لـ Celestia بدعم أحجام كتل أكبر وإنتاج بيانات أعلى دون زيادة في متطلبات الأجهزة لمشاركي الشبكة. يمكن للعملاء الخفيفين العمل على أجهزة الاستهلاك، بما في ذلك الهواتف المحمولة وأنظمة الإدخال المضمنة، مع التحقق من صحة بيانات الكتلة التي يتم نشرها بشكل صحيح.
هذه القدرة على التحقق من توافر البيانات دون تنزيل الكتل الكاملة هي ما يمكن من تحقيق التوسع الأفقي. بدلاً من سلسلة واحدة تدير جميع التنفيذات، يمكن لآلاف السلاسل المستقلة (مثل الـ rollups أو السلاسل السيادية) نشر بياناتها إلى Celestia، حيث يمكن للمستخدمين التحقق من تلك البيانات دون الحاجة لتشغيل بنية تحتية باهظة التكلفة. يدعم هذا التصميم نظامًا متعدد السلاسل وقابلاً للتوسع ومتمركزاً.
الافتراضات الأمنية والثقة
لا يلغي DAS الحاجة إلى الإجماع أو المدققين الصادقين ، ولكنه يقلل بشكل كبير من افتراضات الثقة المطلوبة للتحقق من أن النظام يعمل بشكل صحيح. لا يحتاج العملاء الخفيفون إلى الوثوق بمنتجي الكتل أو الاعتماد على واجهات برمجة التطبيقات المركزية. يقومون بأخذ عينات من الشبكة بشكل مستقل ويمكنهم اكتشاف أي محاولة لفرض رقابة على البيانات أو إخفائها. هذا يدعم مقاومة الرقابة ويعزز النموذج الأمني للسلاسل التي تستخدم Celestia لتوفر البيانات.
تجعل DAS أيضًا من الصعب على المحققين الخبيثين الفرار بنشر كتل غير كاملة. نظرًا لأن الكشف احتمالي ومتموضع، فإن المهاجم لا يمكنه التنبؤ بأي أجزاء من الكتلة سيتم سحبها. حتى لو كان عدد قليل فقط من العملاء يقومون بأخذ عينات، فإن فرص الكشف تظل مرتفعة.
الكتل وتيار الكتل
كُتلة
في Celestia، لا تكون البيانات منظمة كمعاملات سلسلة الكتل التقليدية. بدلاً من ذلك، يتم تخزينها ونشرها على شكل كتل، الذي يعنيأجسام كبيرة ثنائية. تعتبر كتلة قطعة غامضة من البيانات - لا تفسر Celestia أو توثق محتوياتها. الكتل مجرد الالتزام بسلسلة الكتل من أجل الترتيب والتوفر.
هذا هو انحراف عن سلاسل الطبقة 1 التقليدية مثل إيثيريوم، حيث تحتوي كل عملية على البيانات والمنطق التي يجب على السلسلة تفسيرها وتنفيذها. تتجنب Celestia التنفيذ تمامًا. إنها تعامل الكتل كحمولات تُقدم من قبل سلاسل خارجية (مثل الروابط)، وتضمن فقط توفر هذه الكتل ووضعها بالترتيب الصحيح.
تقدم الكتل تجربة نشر كتلية فعّالة وبسيطة للغاية. نظرًا لعدم الحاجة لفهم محتويات الكُتلة من قبل مُحققي Celestia، يحقق الشبكة قابلية توسع أكبر وحيادية. يمكن لبيئات التنفيذ المبنية على Celestia تحديد تنسيقاتها الخاصة، وآلات الافتراضية، وقواعد الاتفاق دون قيود من الطبقة الأساسية.
عندما يقوم رول أب أو سلسلة ذات سيادة بتقديم البيانات إلى Celestia، يقوم بتعبئة دفعته المعاملاتية في كتلة. يتم بعد ذلك نشر هذه الكتلة إلى طبقة توافر البيانات في Celestia وتضمينها في كتلة. يتم تعيين مساحة أسماء لكل كتلة - معرف فريد يسمح للعملاء بتصفية واسترداد الكتل ذات الصلة بسلسلتهم الخاصة.
يتم تقسيم الكائن الثنائي كبير الحجم إلى مشاركات أصغر ، ويتم ترميزها بالمسح ، وترتيبها في مربع بيانات ثنائي الأبعاد. تمكن هذه البنية العملاء الخفيفين من إجراء أخذ عينات من توفر البيانات (DAS)، مما يضمن إمكانية الوصول إلى الكائن الثنائي كبير الحجم بالكامل دون تنزيل كل مشاركة. بمجرد نشره بنجاح، يصبح الكائن الثنائي كبير الحجم سجلا دائما ومرتبا على Celestia، ويمكن لأي شخص يدير عميلا أو مدققا.
تيار الكتلة
يعد Blobstream آلية Celestia لنقل البلوبات الخاصة بها إلى شبكات البلوكشين الأخرى. إنه يعمل كجسر لتوافر البيانات، مما يسمح لطبقات 2 rollups أو بيئات التنفيذ الأخرى باستخدام Celestia لنشر البيانات، مع الاعتماد على سلسلة منفصلة—عادة Ethereum—للتسوية وإثبات الغش.
في التطبيق، يسمح Blobstream لعقود الذكاء الاصطناعي في Ethereum بالتحقق من أن الكتلة المعطاة تم نشرها بالفعل على Celestia وتوفرها. يحقق ذلك باستخدام عملاء خفيفين وبراهين تشفيرية تربط رؤوس الكتل وأسماء Celestia في Ethereum. يتيح هذا للتجميعات القائمة على Ethereum الاستفادة من طبقة البيانات المقيدة لـ Celestia دون التخلي عن أمان Ethereum وضمانات التسوية.
عدة مشاريع تستخدم بالفعل Blobstream لفصل منطق تنفيذها عن توفر البيانات. على سبيل المثال، تستخدم Manta Pacific، وهي سلسلة zkEVM من الطبقة 2، Celestia كطبقة توفر البيانات عبر Blobstream، مع الاستمرار في التسوية على Ethereum. يتيح هذا النهج تقليل الرسوم ونشر الكتل بشكل أسرع مع الحفاظ على التوافق مع بيئة عقود Ethereum الذكية.
يُنشئ Blobstream بشكل فعال نموذجًا هجينًا: تتم تشغيل التنفيذ على rollup عالي الأداء، وتتم استضافة توافر البيانات في Celestia، ويظل التسوية مرتبطة بشبكة Ethereum. يسلط هذا النموذج المعماري الضوء على كيف يمكن استخدام Celestia ليس فقط ل rollups ذات سيادة ولكن أيضًا ل L2s مبنية على Ethereum التي تبحث عن تخفيف العمليات التي تستهلك النطاق الترددي.
نموذج الأمان واللامركزية
الأمان القائم على المدقق مع دليل الحصة
تعمل Celestia على نموذج توافق دليل المحافظة، باستخدام نسخة من خوارزمية Tendermint BFT (المتسامحة مع الأخطاء البيزنطية). يراهن الموثقون في الشبكة على عملة Celestia الأصلية، $TIA، للمشاركة في عملية إنتاج الكتل وتوافق العملية. يتحمل هؤلاء الموثقون مسؤولية اقتراح وتوقيع الكتل التي تتضمن تجمعات من البيانات التي تم تقديمها بواسطة rollups وسلاسل أخرى.
استخدام دليل الحصة يحقق توافقًا بين الحوافز لدى مشاركي الشبكة وأمان البروتوكول. يتم مكافأة المحققين عن السلوك الصادق وتعاقبهم عن الإجراءات الخبيثة مثل التوقيع المزدوج أو عدم المشاركة في التوافق. يضمن هذا الآلية الاقتصادية أن يتصرف المحققون في مصلحة الشبكة ويوفر طبقة أساسية قوية لترتيب وتأمين البيانات المنشورة.
على عكس السلاسل التقليدية، لا تقوم محققو Celestia بتنفيذ المعاملات أو تتبع الحالة العالمية. مسؤولياتهم محدودة بالتحقق من التواقيع، وترتيب بيانات السحب، وضمان أن تلبي الكتل متطلبات التنسيق وتوافر البيانات. يقلل هذا من الحمل الحسابي لديهم، مما يمكن الشبكة من التوسع دون زيادة في متطلبات الأجهزة.
العملاء الخفيفين والتحقق من الثقة المصغرة
أحد أهم ميزات أمان Celestia هو دعمه للعملاء الخفيفين - العقد التي لا تخزن تاريخ سلسلة الكتل بالكامل أو تنفذ المعاملات ولكنها تحقق لا يزال من ادراج الكتلة وتوافر البيانات. باستخدام عينات توافر البيانات (DAS) ، يمكن للعملاء الخفيفين تأكيد بشكل مستقل أن جميع بيانات الكتلة قابلة للوصول دون تنزيلها بالكامل.
وهذا يعني أن المستخدمين وسلاسل التطبيقات لا يحتاجون إلى الوثوق بالعقد الكاملة أو الاعتماد على موفري البنية التحتية المركزيين لضمان سلامة الشبكة. يمكنهم تشغيل عملاء الإضاءة الخاصة بهم على الأجهزة اليومية ، مثل الهواتف الذكية أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة الاستهلاكية ، ولا يزالون يتحققون من أن Celestia تعمل بأمانة.
يعمل هذا النموذج بشكل كبير على تحسين اللامركزية. في العديد من شبكات البلوكشين، أصبحت العُقد الكاملة مكلفة بشكل لا يُمكن تحمله، مما يؤدي إلى تركيز قوة التحقق في أيدي قليلة. يجعل التحقق الخفيف من Celestia المشاركة في الشبكة متاحة لمجموعة أوسع من المستخدمين، مما يعزز من قوة التحمل وتوزيع الثقة.
مقاومة الرقابة من خلال DAS
مقاومة الرقابة هي خاصية حاسمة لأي شبكة بلوكشين. إنها تضمن أن جميع المستخدمين يمكنهم نشر البيانات وأنه لا يمكن لأي كيان قمع أو إخفاء العمليات انتقائيًا. في Celestia، يلعب عينات توافر البيانات دورًا مركزيًا في حماية الشبكة ضد الرقابة.
نظرًا لأن كتل البيانات تُقسم إلى قطع أصغر وتُشفر بشكل متكرر باستخدام الترميز الكاشف، فإن المحقق الخبيث سيحتاج إلى احتجاز جزء كبير من الكتلة لتمكينه من رقابتها بنجاح. ومع ذلك، يجعل نظام التحقق من الشبكة الموزعة (DAS) مثل هذا السلوك سهل الكشف عنه. يُطلب من العملاء الخفيفين طلب أسهم عشوائية من البيانات، وإذا كان أي جزء من الكتلة مفقودًا، يمكن للعملاء تحديد الكتلة كغير مكتملة أو غير متاحة.
يخلق هذا النظام حافزا قويا للمدققين لنشر بيانات كاملة وصادقة. تضمن الطبيعة الاحتمالية ل DAS أنه من المحتمل اكتشاف الرقابة الجزئية ، خاصة مع زيادة عدد عملاء أخذ العينات.
متطلبات الأجهزة المنخفضة والمشاركة المتاحة
بُعد آخر للتفكيك هو إمكانية الوصول إلى الأجهزة. في العديد من شبكات البلوكشين، تتضمن تكلفة تشغيل المحقق أو العقدة الكاملة تخزينًا كبيرًا وعرض نطاق ترددي وقوة حسابية مهمة. وهذا يرفع الحواجز أمام المستخدمين اليوميين ويركز مسؤوليات التحقق بين عدد صغير من الجهات المؤسسية.
تجنب تصميم Celestia البسيط هذه المشاكل. لا تقوم المحققات بأداء التنفيذ، ولا تتطلب العملاء الخفيفون تخزينًا كاملاً للسلسلة. النتيجة هي شبكة يمكن تأمينها والتحقق منها باستخدام الأجهزة القياسية، دون الحاجة إلى تجهيزات متخصصة أو مكلفة. يتيح هذا المشاركة الأوسع عبر الجغرافيا ومستويات الدخل، مما يسهم في شبكة أكثر صحة ولامركزية.
داخل هندسة Celestia
يستكشف هذا الوحدة الأسس التقنية لـ Celestia، بما في ذلك وظائفه الأساسية، تصميم المحقق، وميكانيكيات أخذ عينات توافر البيانات (DAS). ويشرح كيف تخزن Celestia البيانات كتل، وكيف يسمح Blobstream بالتكاملات بين السلاسل مع Ethereum، وكيف يحافظ الشبكة على اللامركزية ومقاومة الرقابة. توضح الوحدة كيف تحقق Celestia قابلية التوسع دون المساس بالثقة أو الوصول.
الأدوار الأساسية — ماذا تفعل Celestia في الواقع
تؤدي سلستيا وظيفتين أساسيتين ضمن تراكم البلوكشين: الاتفاق وتوافر البيانات. يستبعد عمدًا تنفيذ العقود الذكية وتخزين الحالة ومنطق التسوية. هذا النطاق الضيق ليس قيدًا، ولكنه قرار معماري مدروس يتماشى مع التصميم القابل للتوسيع لسلستيا. من خلال التخصص في دورين فقط، تحقق سلستيا قدرة أكبر على التوسع والكفاءة والمرونة للسلاسل الخارجية التي تعتمد عليها كطبقة أساسية.
التوافق بدون تنفيذ
في Celestia، يشير الاتفاق إلى عملية ترتيب الكتل وضمان أن المحققين يتفقون على ترتيب وإدراج كتل البيانات. تستخدم Celestia خوارزمية اتفاق متسامحة مع الأخطاء البيزنطية (BFT) مستمدة من Tendermint، والتي تم اختبارها جيدًا وتم تصميمها للحفاظ على أمان الشبكة حتى في وجود عقد أو عقد خبيثة.
الفرق الحرج بين Celestia وسلسلة Layer 1 التقليدية مثل Ethereum هو أن محققي Celestia لا يفسرون أو ينفذون المعاملات التي يتلقونها. إنهم يتفقون فقط على ترتيب البيانات ويؤكدون أنه تم نشرها. يقلل هذا من العبء الحسابي على المحققين ويقضي على الحاجة إلى الحساب الحالة، مما يتيح إنتاج كتل أسرع وأكثر قابلية للتوسيع.
توافر البيانات كوظيفة أساسية
الدور الأساسي الثاني لـ Celestia هو توفير البيانات - مما يضمن أن جميع البيانات المنشورة (عادةً كتل المعاملات من السلاسل الخارجية) متاحة لأي شخص في الشبكة. توفير البيانات هو متطلب أساسي لأي نظام بلوكشين لأنه يجب أن يكون بإمكان المستخدمين والعملاء الخفيفين التحقق من أن البيانات خلف كل كتلة كاملة وليست محجوبة أو مكتومة.
تقدم Celestia حلاً جديدًا لهذا التحدي من خلال عينات توافر البيانات (DAS)، التي تسمح للعملاء الخفيفين بالتحقق احتماليًا من توفر كتلة كاملة من البيانات عن طريق أخذ عينات من أجزاء صغيرة وعشوائية من البيانات. وهذا يعني أنه حتى الأجهزة ذات النطاق الترددي والتخزين المحدودين يمكنها التحقق مستقلين من أن السلسلة تعمل بصدق، مما يحسن بشكل كبير من اللامركزية ويخفض حاجز المشاركة في الشبكة.
بنية غير معتمدة على الحالة بالتصميم
لا تحتفظ Celestia بالحالة العالمية أو تتتبع أرصدة المستخدمين أو العقود الذكية أو نتائج التنفيذ. إنها لا تقوم بالتحقق مما إذا كانت المعاملة صحيحة، ولا توفر أي منطق لحل النزاعات أو تسوية النهاية. تتم تفويض هذه المسؤوليات بالكامل إلى طبقات التنفيذ المبنية على Celestia - سواء كانت لفات عامة الغرض أو سلاسل محددة المجال أو أوقات تشغيل سلسلات الكتل التجريبية.
نتيجة لذلك، تعمل Celestia كطبقة بنية تحتية بدون حالة. إنها تنشر وتنظم البيانات ولكنها تظل غير متحيزة تجاه محتواها. يتيح هذا لمطوري التطبيقات بناء سلاسل مخصصة تستخدم آلات البيانات الافتراضية المفضلة لديهم (مثل EVM أو WASM أو SVM)، وقواعد الاتفاق، ونماذج الحوكمة، مع الاستفادة من طبقة النشر الآمنة والقابلة للتوسيع لـ Celestia.
تمكين نظام بيئي متعدد الوحدات
لأن Celestia يفصل الاتفاق وتوفر البيانات عن التنفيذ والتسوية، فإنه يمكن إنشاء نظام بيئي للبلوكشين متعدد الوحدات. يمكن للمطورين إطلاق بيئات التنفيذ (على سبيل المثال، rollups أو سلاسل ذات سيادة) دون الحاجة إلى بناء بروتوكول اتفاق كامل أو القلق بشأن توافر البيانات. تتفاعل هذه المكونات مع Celestia كطبقة أساسية، معتمدة عليه لترتيب ونشر بيانات كتلها.
يزيل هذا النهج الحاجة إلى أن تكون سلاسل الكتلة من الطبقة 1 أنظمة مناسبة للجميع. بدلاً من ذلك، يعزز التوسيع الأفقي، حيث يمكن لعدة سلاسل مستقلة العمل بشكل متوازي مع مشاركة طبقة بيانات خفيفة مشتركة.
عينة توافر البيانات (DAS)
في أنظمة سلسلة الكتل، تتعلق توافر البيانات بالضمان بأن جميع بيانات الكتلة متاحة لكل مشارك في الشبكة. هذا أمر أساسي لأنه بدون الوصول إلى البيانات الأساسية، لا يمكن للمستخدمين والمحققين التحقق من صحة معاملات الكتلة. إذا تم حجب جزء صغير حتى من بيانات الكتلة، يصبح من المستحيل إثبات ما إذا كانت قد حدثت أنشطة خبيثة.
في سلاسل الكتل الأحادية التقليدية، تحل العقد الكاملة هذه المشكلة من خلال تحميل وتخزين جميع بيانات الكتل. ومع ذلك، يصبح هذا النهج غير عملي تزايدًا مع نمو أحجام الكتل. مع ارتفاع تكلفة تخزين ونقل البيانات، يمكن لعدد أقل من المشاركين تحمل تشغيل العقد الكاملة، مما يضعف اللامركزية ويزيد الاعتماد على موفري البنية التحتية المركزية.
تعالج Celestia هذه المشكلة باستخدام تقنية تُسمى عينات توافر البيانات (DAS). تمكّن DAS من العملاء الخفيفة - العُقد التي لا تخزن تاريخ سلسلة الكتل بالكامل - من التحقق من توافر جميع بيانات الكتل دون تنزيل مجموعة البيانات بالكامل. هذا الابتكار مركزي لقابلية تطوير Celestia وهيكلها الوحدوي.
كيف يعمل DAS
تعتمد DAS على مزيج من الترميز بالمحو والعينة العشوائية. عند إنشاء كتلة على Celestia، يتم تقسيم بياناتها إلى قطع صغيرة، وترميزها باستخدام الترميز بالمحو، وترتيبها في مربع بيانات ثنائي الأبعاد. يقدم الترميز بالمحو تكرارًا، مما يسمح بإعادة بناء البيانات الأصلية حتى إذا كانت بعض الأجزاء مفقودة. هذا يشبه كيفية عمل التكرار في أنظمة التخزين الموزعة.
بمجرد بناء المربع البياني ونشره، لا يحتاج العملاء الخفيفون إلى تحميل المربع بأكمله. بدلاً من ذلك، يُطلبون عشوائيًا أجزاء صغيرة (أو "عينات") من البيانات. إذا كان منتج الكتلة صادقًا والبيانات متاحة حقًا، فسيعود عدد كافٍ من العينات العشوائية بنجاح. إذا كانت أي جزء من الكتلة مفقودًا أو مُخفيًا، فإن احتمالية الكشف تصبح عالية كلما قام المزيد من العملاء بأداء العينات.
تضمن خصائص الترميز بالمسح ونظرية العينات الرياضية أن يمكن للعملاء الخفيفة اكتشاف البيانات غير المتاحة أو غير الكاملة بمستوى عالٍ من الثقة - من دون الحاجة إلى الثقة بأي محقق معين أو عقد كامل. يجعل هذا DAS حلاً خالياً من الثقة لمشكلة توفر البيانات.
التوسع دون المساس باللامركزية
الفائدة الرئيسية لـ DAS هي أنها تسمح لـ Celestia بدعم أحجام كتل أكبر وإنتاج بيانات أعلى دون زيادة في متطلبات الأجهزة لمشاركي الشبكة. يمكن للعملاء الخفيفين العمل على أجهزة الاستهلاك، بما في ذلك الهواتف المحمولة وأنظمة الإدخال المضمنة، مع التحقق من صحة بيانات الكتلة التي يتم نشرها بشكل صحيح.
هذه القدرة على التحقق من توافر البيانات دون تنزيل الكتل الكاملة هي ما يمكن من تحقيق التوسع الأفقي. بدلاً من سلسلة واحدة تدير جميع التنفيذات، يمكن لآلاف السلاسل المستقلة (مثل الـ rollups أو السلاسل السيادية) نشر بياناتها إلى Celestia، حيث يمكن للمستخدمين التحقق من تلك البيانات دون الحاجة لتشغيل بنية تحتية باهظة التكلفة. يدعم هذا التصميم نظامًا متعدد السلاسل وقابلاً للتوسع ومتمركزاً.
الافتراضات الأمنية والثقة
لا يلغي DAS الحاجة إلى الإجماع أو المدققين الصادقين ، ولكنه يقلل بشكل كبير من افتراضات الثقة المطلوبة للتحقق من أن النظام يعمل بشكل صحيح. لا يحتاج العملاء الخفيفون إلى الوثوق بمنتجي الكتل أو الاعتماد على واجهات برمجة التطبيقات المركزية. يقومون بأخذ عينات من الشبكة بشكل مستقل ويمكنهم اكتشاف أي محاولة لفرض رقابة على البيانات أو إخفائها. هذا يدعم مقاومة الرقابة ويعزز النموذج الأمني للسلاسل التي تستخدم Celestia لتوفر البيانات.
تجعل DAS أيضًا من الصعب على المحققين الخبيثين الفرار بنشر كتل غير كاملة. نظرًا لأن الكشف احتمالي ومتموضع، فإن المهاجم لا يمكنه التنبؤ بأي أجزاء من الكتلة سيتم سحبها. حتى لو كان عدد قليل فقط من العملاء يقومون بأخذ عينات، فإن فرص الكشف تظل مرتفعة.
الكتل وتيار الكتل
كُتلة
في Celestia، لا تكون البيانات منظمة كمعاملات سلسلة الكتل التقليدية. بدلاً من ذلك، يتم تخزينها ونشرها على شكل كتل، الذي يعنيأجسام كبيرة ثنائية. تعتبر كتلة قطعة غامضة من البيانات - لا تفسر Celestia أو توثق محتوياتها. الكتل مجرد الالتزام بسلسلة الكتل من أجل الترتيب والتوفر.
هذا هو انحراف عن سلاسل الطبقة 1 التقليدية مثل إيثيريوم، حيث تحتوي كل عملية على البيانات والمنطق التي يجب على السلسلة تفسيرها وتنفيذها. تتجنب Celestia التنفيذ تمامًا. إنها تعامل الكتل كحمولات تُقدم من قبل سلاسل خارجية (مثل الروابط)، وتضمن فقط توفر هذه الكتل ووضعها بالترتيب الصحيح.
تقدم الكتل تجربة نشر كتلية فعّالة وبسيطة للغاية. نظرًا لعدم الحاجة لفهم محتويات الكُتلة من قبل مُحققي Celestia، يحقق الشبكة قابلية توسع أكبر وحيادية. يمكن لبيئات التنفيذ المبنية على Celestia تحديد تنسيقاتها الخاصة، وآلات الافتراضية، وقواعد الاتفاق دون قيود من الطبقة الأساسية.
عندما يقوم رول أب أو سلسلة ذات سيادة بتقديم البيانات إلى Celestia، يقوم بتعبئة دفعته المعاملاتية في كتلة. يتم بعد ذلك نشر هذه الكتلة إلى طبقة توافر البيانات في Celestia وتضمينها في كتلة. يتم تعيين مساحة أسماء لكل كتلة - معرف فريد يسمح للعملاء بتصفية واسترداد الكتل ذات الصلة بسلسلتهم الخاصة.
يتم تقسيم الكائن الثنائي كبير الحجم إلى مشاركات أصغر ، ويتم ترميزها بالمسح ، وترتيبها في مربع بيانات ثنائي الأبعاد. تمكن هذه البنية العملاء الخفيفين من إجراء أخذ عينات من توفر البيانات (DAS)، مما يضمن إمكانية الوصول إلى الكائن الثنائي كبير الحجم بالكامل دون تنزيل كل مشاركة. بمجرد نشره بنجاح، يصبح الكائن الثنائي كبير الحجم سجلا دائما ومرتبا على Celestia، ويمكن لأي شخص يدير عميلا أو مدققا.
تيار الكتلة
يعد Blobstream آلية Celestia لنقل البلوبات الخاصة بها إلى شبكات البلوكشين الأخرى. إنه يعمل كجسر لتوافر البيانات، مما يسمح لطبقات 2 rollups أو بيئات التنفيذ الأخرى باستخدام Celestia لنشر البيانات، مع الاعتماد على سلسلة منفصلة—عادة Ethereum—للتسوية وإثبات الغش.
في التطبيق، يسمح Blobstream لعقود الذكاء الاصطناعي في Ethereum بالتحقق من أن الكتلة المعطاة تم نشرها بالفعل على Celestia وتوفرها. يحقق ذلك باستخدام عملاء خفيفين وبراهين تشفيرية تربط رؤوس الكتل وأسماء Celestia في Ethereum. يتيح هذا للتجميعات القائمة على Ethereum الاستفادة من طبقة البيانات المقيدة لـ Celestia دون التخلي عن أمان Ethereum وضمانات التسوية.
عدة مشاريع تستخدم بالفعل Blobstream لفصل منطق تنفيذها عن توفر البيانات. على سبيل المثال، تستخدم Manta Pacific، وهي سلسلة zkEVM من الطبقة 2، Celestia كطبقة توفر البيانات عبر Blobstream، مع الاستمرار في التسوية على Ethereum. يتيح هذا النهج تقليل الرسوم ونشر الكتل بشكل أسرع مع الحفاظ على التوافق مع بيئة عقود Ethereum الذكية.
يُنشئ Blobstream بشكل فعال نموذجًا هجينًا: تتم تشغيل التنفيذ على rollup عالي الأداء، وتتم استضافة توافر البيانات في Celestia، ويظل التسوية مرتبطة بشبكة Ethereum. يسلط هذا النموذج المعماري الضوء على كيف يمكن استخدام Celestia ليس فقط ل rollups ذات سيادة ولكن أيضًا ل L2s مبنية على Ethereum التي تبحث عن تخفيف العمليات التي تستهلك النطاق الترددي.
نموذج الأمان واللامركزية
الأمان القائم على المدقق مع دليل الحصة
تعمل Celestia على نموذج توافق دليل المحافظة، باستخدام نسخة من خوارزمية Tendermint BFT (المتسامحة مع الأخطاء البيزنطية). يراهن الموثقون في الشبكة على عملة Celestia الأصلية، $TIA، للمشاركة في عملية إنتاج الكتل وتوافق العملية. يتحمل هؤلاء الموثقون مسؤولية اقتراح وتوقيع الكتل التي تتضمن تجمعات من البيانات التي تم تقديمها بواسطة rollups وسلاسل أخرى.
استخدام دليل الحصة يحقق توافقًا بين الحوافز لدى مشاركي الشبكة وأمان البروتوكول. يتم مكافأة المحققين عن السلوك الصادق وتعاقبهم عن الإجراءات الخبيثة مثل التوقيع المزدوج أو عدم المشاركة في التوافق. يضمن هذا الآلية الاقتصادية أن يتصرف المحققون في مصلحة الشبكة ويوفر طبقة أساسية قوية لترتيب وتأمين البيانات المنشورة.
على عكس السلاسل التقليدية، لا تقوم محققو Celestia بتنفيذ المعاملات أو تتبع الحالة العالمية. مسؤولياتهم محدودة بالتحقق من التواقيع، وترتيب بيانات السحب، وضمان أن تلبي الكتل متطلبات التنسيق وتوافر البيانات. يقلل هذا من الحمل الحسابي لديهم، مما يمكن الشبكة من التوسع دون زيادة في متطلبات الأجهزة.
العملاء الخفيفين والتحقق من الثقة المصغرة
أحد أهم ميزات أمان Celestia هو دعمه للعملاء الخفيفين - العقد التي لا تخزن تاريخ سلسلة الكتل بالكامل أو تنفذ المعاملات ولكنها تحقق لا يزال من ادراج الكتلة وتوافر البيانات. باستخدام عينات توافر البيانات (DAS) ، يمكن للعملاء الخفيفين تأكيد بشكل مستقل أن جميع بيانات الكتلة قابلة للوصول دون تنزيلها بالكامل.
وهذا يعني أن المستخدمين وسلاسل التطبيقات لا يحتاجون إلى الوثوق بالعقد الكاملة أو الاعتماد على موفري البنية التحتية المركزيين لضمان سلامة الشبكة. يمكنهم تشغيل عملاء الإضاءة الخاصة بهم على الأجهزة اليومية ، مثل الهواتف الذكية أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة الاستهلاكية ، ولا يزالون يتحققون من أن Celestia تعمل بأمانة.
يعمل هذا النموذج بشكل كبير على تحسين اللامركزية. في العديد من شبكات البلوكشين، أصبحت العُقد الكاملة مكلفة بشكل لا يُمكن تحمله، مما يؤدي إلى تركيز قوة التحقق في أيدي قليلة. يجعل التحقق الخفيف من Celestia المشاركة في الشبكة متاحة لمجموعة أوسع من المستخدمين، مما يعزز من قوة التحمل وتوزيع الثقة.
مقاومة الرقابة من خلال DAS
مقاومة الرقابة هي خاصية حاسمة لأي شبكة بلوكشين. إنها تضمن أن جميع المستخدمين يمكنهم نشر البيانات وأنه لا يمكن لأي كيان قمع أو إخفاء العمليات انتقائيًا. في Celestia، يلعب عينات توافر البيانات دورًا مركزيًا في حماية الشبكة ضد الرقابة.
نظرًا لأن كتل البيانات تُقسم إلى قطع أصغر وتُشفر بشكل متكرر باستخدام الترميز الكاشف، فإن المحقق الخبيث سيحتاج إلى احتجاز جزء كبير من الكتلة لتمكينه من رقابتها بنجاح. ومع ذلك، يجعل نظام التحقق من الشبكة الموزعة (DAS) مثل هذا السلوك سهل الكشف عنه. يُطلب من العملاء الخفيفين طلب أسهم عشوائية من البيانات، وإذا كان أي جزء من الكتلة مفقودًا، يمكن للعملاء تحديد الكتلة كغير مكتملة أو غير متاحة.
يخلق هذا النظام حافزا قويا للمدققين لنشر بيانات كاملة وصادقة. تضمن الطبيعة الاحتمالية ل DAS أنه من المحتمل اكتشاف الرقابة الجزئية ، خاصة مع زيادة عدد عملاء أخذ العينات.
متطلبات الأجهزة المنخفضة والمشاركة المتاحة
بُعد آخر للتفكيك هو إمكانية الوصول إلى الأجهزة. في العديد من شبكات البلوكشين، تتضمن تكلفة تشغيل المحقق أو العقدة الكاملة تخزينًا كبيرًا وعرض نطاق ترددي وقوة حسابية مهمة. وهذا يرفع الحواجز أمام المستخدمين اليوميين ويركز مسؤوليات التحقق بين عدد صغير من الجهات المؤسسية.
تجنب تصميم Celestia البسيط هذه المشاكل. لا تقوم المحققات بأداء التنفيذ، ولا تتطلب العملاء الخفيفون تخزينًا كاملاً للسلسلة. النتيجة هي شبكة يمكن تأمينها والتحقق منها باستخدام الأجهزة القياسية، دون الحاجة إلى تجهيزات متخصصة أو مكلفة. يتيح هذا المشاركة الأوسع عبر الجغرافيا ومستويات الدخل، مما يسهم في شبكة أكثر صحة ولامركزية.