Peran Inti — Apa yang Sebenarnya Dilakukan Celestia

Celestia melakukan dua fungsi mendasar dalam tumpukan blockchain: konsensus dan ketersediaan data. Ini dengan sengaja tidak termasuk eksekusi kontrak pintar, penyimpanan status, dan logika penyelesaian. Ruang lingkup yang sempit ini bukanlah suatu batasan, tetapi suatu keputusan arsitektural yang sadar yang sejalan dengan desain modular Celestia. Dengan mengkhususkan diri hanya pada dua peran, Celestia mencapai skalabilitas, efisiensi, dan fleksibilitas yang lebih besar untuk rantai eksternal yang mengandalkannya sebagai lapisan dasar.

Konsensus Tanpa Eksekusi

Di Celestia, konsensus merujuk pada proses pengurutan blok dan memastikan bahwa validator setuju pada urutan dan inklusi data blobs. Celestia menggunakan algoritma konsensus Byzantine Fault Tolerant (BFT) yang berasal dari Tendermint, yang telah diuji dengan baik dan dirancang untuk menjaga keamanan jaringan bahkan dalam keberadaan node yang rusak atau jahat.

Perbedaan kritis antara Celestia dan rantai Layer 1 tradisional seperti Ethereum adalah bahwa validator Celestia tidak menginterpretasikan atau mengeksekusi transaksi yang mereka terima. Mereka hanya sepakat pada urutan di mana data muncul dan mengonfirmasi bahwa data tersebut dipublikasikan. Hal ini mengurangi beban komputasi pada validator dan menghilangkan kebutuhan akan komputasi stateful, memungkinkan produksi blok yang lebih cepat dan lebih scalable.

Ketersediaan Data sebagai Fungsi Utama

Peran inti kedua Celestia adalah ketersediaan data - memastikan bahwa semua data yang dipublikasikan (biasanya blob transaksi dari rantai eksternal) dapat diakses oleh siapa pun di jaringan. Ketersediaan data adalah persyaratan mendasar untuk sistem blockchain manapun karena pengguna dan klien ringan harus dapat memverifikasi bahwa data di balik setiap blok lengkap dan tidak disensor atau ditahan.

Celestia memperkenalkan solusi baru untuk tantangan ini melalui Data Availability Sampling (DAS), yang memungkinkan klien ringan untuk memverifikasi secara probabilistik bahwa blok data lengkap tersedia dengan cara memilih bagian kecil secara acak dari data. Ini berarti bahwa bahkan perangkat dengan bandwidth dan penyimpanan terbatas dapat secara independen memverifikasi bahwa rantai berfungsi secara jujur, dengan signifikan meningkatkan desentralisasi dan menurunkan hambatan partisipasi jaringan.

Infrastruktur tanpa Status secara Didesain

Celestia tidak mempertahankan status global atau melacak saldo pengguna, kontrak pintar, atau hasil eksekusi. Ini tidak memvalidasi apakah transaksi benar, juga tidak menyediakan logika untuk penyelesaian sengketa atau finalitas penyelesaian. Tanggung jawab ini sepenuhnya didelegasikan ke lapisan eksekusi yang dibangun di atas Celestia—baik itu rollups tujuan umum, rantai khusus domain, atau waktu jalur blok percobaan.

Sebagai hasilnya, Celestia beroperasi sebagai lapisan infrastruktur tanpa negara. Itu menerbitkan dan mengatur data tetapi tetap agnostik terhadap kontennya. Hal ini memungkinkan pengembang aplikasi untuk membangun rantai yang sangat disesuaikan menggunakan mesin virtual pilihan mereka (seperti EVM, WASM, atau SVM), aturan konsensus, dan model tata kelola, sambil tetap memanfaatkan lapisan publikasi Celestia yang aman dan dapat diskalakan.

Mengaktifkan Ekosistem Modular

Karena Celestia memisahkan konsensus dan ketersediaan data dari eksekusi dan penyelesaian, ini memungkinkan penciptaan ekosistem blockchain modular. Pengembang dapat meluncurkan lingkungan eksekusi (misalnya, rollups atau sovereign chains) tanpa perlu membangun protokol konsensus lengkap atau khawatir tentang ketersediaan data. Komponen-komponen ini berinteraksi dengan Celestia sebagai lapisan dasar, bergantung padanya untuk pengurutan dan penerbitan data blok mereka.

Pendekatan ini menghilangkan kebutuhan untuk blockchain Layer 1 menjadi sistem serba guna. Sebaliknya, ia mendorong penskalaan horizontal, di mana banyak rantai independen dapat beroperasi secara paralel sambil berbagi lapisan data yang ringan dan umum.

Pemantauan Ketersediaan Data (DAS)

Dalam sistem blockchain, ketersediaan data merujuk pada jaminan bahwa semua data blok dapat diakses oleh setiap peserta dalam jaringan. Ini penting karena tanpa akses ke data yang mendasari, pengguna dan validator tidak dapat memverifikasi bahwa transaksi blok tersebut valid. Jika bahkan sebagian kecil data blok ditahan, maka akan menjadi tidak mungkin untuk membuktikan apakah aktivitas jahat telah terjadi.

Dalam blockchain monolitik tradisional, node lengkap memecahkan masalah ini dengan mengunduh dan menyimpan semua data blok. Namun, pendekatan ini menjadi semakin tidak praktis seiring dengan pertumbuhan ukuran blok. Seiring biaya penyimpanan dan pengiriman data yang meningkat, semakin sedikit peserta yang mampu menjalankan node lengkap, yang merusak desentralisasi dan meningkatkan ketergantungan pada penyedia infrastruktur terpusat.

Celestia mengatasi masalah ini dengan menggunakan teknik yang disebut Data Availability Sampling (DAS). DAS memungkinkan klien ringan—node yang tidak menyimpan sejarah blockchain lengkap—untuk memverifikasi bahwa semua data blok tersedia tanpa mengunduh seluruh kumpulan data. Inovasi ini adalah inti dari skalabilitas dan arsitektur modular Celestia.

Bagaimana DAS Bekerja

DAS bergantung pada kombinasi pengkodean erasure dan pengambilan sampel acak. Ketika blok dibuat di Celestia, datanya dibagi menjadi bagian kecil, dikodekan menggunakan pengkodean erasure, dan disusun menjadi persegi data dua dimensi. Pengkodean erasure memperkenalkan redundansi, memungkinkan data asli direkonstruksi bahkan jika beberapa bagian hilang. Ini mirip dengan cara redundansi data bekerja dalam sistem penyimpanan terdistribusi.

Setelah kotak data dibangun dan dipublikasikan, klien ringan tidak perlu mengunduh seluruh kotak. Sebaliknya, mereka secara acak meminta sebagian kecil (atau "sampel") dari data. Jika produsen blok jujur dan datanya benar-benar tersedia, maka sejumlah sampel acak yang cukup besar akan berhasil kembali. Jika ada bagian dari blok yang hilang atau ditahan, maka kemungkinan deteksi menjadi tinggi karena lebih banyak klien melakukan pengambilan sampel.

Properti matematika dari pengkodean penghapusan dan teori sampling memastikan bahwa klien ringan dapat mendeteksi data yang tidak tersedia atau tidak lengkap dengan tingkat kepercayaan yang tinggi—tanpa perlu mempercayai validator tertentu atau node penuh manapun. Hal ini membuat DAS menjadi solusi minimisasi kepercayaan untuk masalah ketersediaan data.

Skalabilitas Tanpa Mengorbankan Desentralisasi

Manfaat utama dari DAS adalah bahwa itu memungkinkan Celestia untuk mendukung ukuran blok yang lebih besar dan throughput data yang lebih tinggi tanpa meningkatkan persyaratan perangkat keras untuk peserta jaringan. Klien ringan dapat beroperasi pada perangkat konsumen, termasuk ponsel dan sistem tersemat, sambil tetap memverifikasi bahwa data blok diterbitkan dengan benar.

Kemampuan ini untuk memverifikasi ketersediaan data tanpa mengunduh blok lengkap adalah yang memungkinkan skalabilitas horizontal. Alih-alih satu rantai menangani semua eksekusi, ribuan rantai independen (seperti rollups atau rantai kedaulatan) dapat mempublikasikan data mereka ke Celestia, dan pengguna dapat memverifikasi data tersebut tanpa menjalankan infrastruktur yang mahal. Desain ini mendukung ekosistem multi-rantai yang terdesentralisasi dan dapat diskalakan.

Asumsi Keamanan dan Kepercayaan

DAS tidak menghilangkan kebutuhan akan konsensus atau validator jujur, tetapi secara signifikan mengurangi asumsi kepercayaan yang diperlukan untuk memverifikasi bahwa sistem beroperasi dengan benar. Klien ringan tidak perlu mempercayai produsen blok atau mengandalkan API terpusat. Mereka secara independen menyampel jaringan dan dapat mendeteksi setiap upaya untuk mensensor atau menyembunyikan data. Hal ini mendukung ketahanan terhadap sensor dan memperkuat model keamanan rantai yang menggunakan Celestia untuk ketersediaan data.

DAS juga membuat lebih sulit bagi validator jahat untuk lolos dengan menerbitkan blok yang tidak lengkap. Karena deteksinya bersifat probabilitas dan terdesentralisasi, seorang penyerang tidak dapat memprediksi bagian mana dari blok yang akan diambil sampelnya. Bahkan jika hanya sedikit klien yang melakukan pengambilan sampel, kemungkinan deteksi tetap tinggi.

Blob dan Blobstream

Blob
Di Celestia, data tidak terstruktur seperti transaksi blockchain tradisional. Sebaliknya, data disimpan dan dipublikasikan sebagai blob, yang merupakan singkatan dari objek biner besarBlob adalah potongan data yang tidak transparan—Celestia tidak menginterpretasikan atau memvalidasi isinya. Blobs hanya dicatat ke dalam blockchain untuk urutan dan ketersediaan.

Ini adalah keluaran dari rantai Layer 1 konvensional seperti Ethereum, di mana setiap transaksi berisi data dan logika yang harus diinterpretasikan dan dieksekusi oleh rantai. Celestia menghindari eksekusi sepenuhnya. Ini memperlakukan blob sebagai muatan yang diajukan oleh rantai eksternal (seperti rollups), dan hanya menjamin bahwa blob ini tersedia dan ditempatkan dalam urutan yang benar.

Blobs menawarkan abstraksi yang efisien dan minimal untuk mempublikasikan data blok. Karena validator Celestia tidak diharuskan untuk memahami konten blob, jaringan mencapai skalabilitas dan netralitas yang lebih besar. Lingkungan eksekusi yang dibangun di atas Celestia dapat menentukan format, mesin virtual, dan aturan konsensus mereka sendiri tanpa batasan dari lapisan dasar.

Ketika rollup atau sovereign chain mengirim data ke Celestia, data transaksi dikemas ke dalam blob. Blob ini kemudian diposting ke lapisan ketersediaan data Celestia dan disertakan dalam sebuah blok. Setiap blob diberi namespace—pengidentifikasi unik yang memungkinkan klien untuk menyaring dan mengambil blob yang relevan untuk rantai khusus mereka.

Blob dibagi menjadi bagian-bagian kecil, di kode penghapusan, dan diatur dalam data persegi dua dimensi. Struktur ini memungkinkan klien ringan untuk melakukan Pengambilan Ketersediaan Data (DAS), memastikan bahwa seluruh blob dapat diakses tanpa harus mengunduh setiap bagian. Begitu berhasil diposting, blob menjadi rekaman permanen dan terurut di Celestia, dapat diakses oleh siapa pun yang menjalankan klien atau verifikator.

Blob Stream
Blobstream adalah mekanisme Celestia untuk meneruskan blobnya ke jaringan blockchain lainnya. Ini berfungsi sebagai jembatan ketersediaan data, memungkinkan Layer 2 rollups atau lingkungan eksekusi lainnya untuk menggunakan Celestia untuk penerbitan data, sambil tetap mengandalkan rantai terpisah—biasanya Ethereum—untuk penyelesaian dan bukti kecurangan.

Dalam praktiknya, Blobstream memungkinkan kontrak pintar Ethereum untuk memverifikasi bahwa blob tertentu memang dipublikasikan di Celestia dan tersedia. Ini dicapai dengan menggunakan klien ringan dan bukti kriptografi yang menghubungkan header blok dan namespace Celestia ke Ethereum. Ini memungkinkan rollups berbasis Ethereum untuk mendapatkan manfaat dari lapisan data Celestia yang dapat diskalakan tanpa kehilangan jaminan keamanan dan penyelesaian Ethereum.

Beberapa proyek telah menggunakan Blobstream untuk memisahkan logika eksekusi dari ketersediaan data. Sebagai contoh, Manta Pacific, sebuah rantai zkEVM Layer 2, menggunakan Celestia sebagai lapisan ketersediaan data melalui Blobstream, sambil terus menyelesaikan transaksi di Ethereum. Pendekatan ini memungkinkan pengurangan biaya dan penerbitan blok yang lebih cepat sambil tetap kompatibel dengan ekosistem kontrak pintar Ethereum.

Blobstream efektif menciptakan model hibrida: eksekusi berjalan pada rollup berkinerja tinggi, ketersediaan data dioutsourcing ke Celestia, dan penyelesaian tetap dijerat dengan Ethereum. Arsitektur ini menyoroti bagaimana Celestia dapat digunakan tidak hanya untuk rollup berdaulat tetapi juga untuk L2 berbasis Ethereum yang ingin mengalihkan operasi yang membutuhkan bandwidth berat.

Model Keamanan dan Desentralisasi

Keamanan Berbasis Validator dengan Proof-of-Stake
Celestia beroperasi pada model konsensus proof-of-stake, menggunakan varian algoritma Tendermint BFT (Byzantine Fault Tolerant). Validator dalam jaringan mempertaruhkan token asli Celestia, $TIA, untuk berpartisipasi dalam produksi blok dan proses konsensus. Validator ini bertanggung jawab untuk mengajukan dan menandatangani blok yang mencakup blok data yang diajukan oleh rollups dan rantai lainnya.

Penggunaan proof-of-stake menyelaraskan insentif antara peserta jaringan dan keamanan protokol. Validator diberi imbalan atas perilaku jujur dan dihukum atas tindakan jahat seperti penandatanganan ganda atau gagal berpartisipasi dalam konsensus. Mekanisme ekonomi ini memastikan bahwa validator bertindak demi kepentingan terbaik jaringan dan menyediakan lapisan dasar yang kuat untuk memesan dan mengamankan data yang dipublikasikan.

Berbeda dengan rantai tradisional, validator Celestia tidak mengeksekusi transaksi atau melacak status global. Tanggung jawab mereka terbatas pada memverifikasi tanda tangan, mengurutkan data blob, dan memastikan blok memenuhi persyaratan format dan ketersediaan data. Hal ini mengurangi beban komputasi mereka, memungkinkan jaringan untuk berkembang tanpa meningkatkan tuntutan perangkat keras.

Klien Ringan dan Verifikasi Minimisasi Kepercayaan
Salah satu fitur keamanan paling penting dari Celestia adalah dukungannya terhadap klien ringan—node yang tidak menyimpan sejarah blockchain lengkap atau menjalankan transaksi tetapi masih memverifikasi inklusi blok dan ketersediaan data. Dengan menggunakan Data Availability Sampling (DAS), klien ringan dapat secara independen memastikan bahwa semua data blok dapat diakses tanpa harus mengunduhnya secara penuh.

Ini berarti pengguna dan rantai aplikasi tidak perlu mempercayai node penuh atau bergantung pada penyedia infrastruktur terpusat untuk memastikan integritas jaringan. Mereka dapat mengoperasikan klien ringan mereka sendiri pada perangkat sehari-hari, seperti ponsel pintar atau laptop konsumen, dan masih memverifikasi bahwa Celestia berfungsi dengan jujur.

Model ini secara signifikan meningkatkan desentralisasi. Di banyak blockchain, node penuh telah menjadi terlalu mahal untuk dijalankan, yang mengkonsentrasikan kekuatan validasi dalam beberapa tangan. Verifikasi ringan Celestia membuat partisipasi jaringan dapat diakses oleh sejumlah pengguna yang lebih luas, meningkatkan kekokohan dan distribusi kepercayaan.

Resistance Terhadap Sensor Melalui DAS

Ketahanan sensor adalah properti penting untuk jaringan blockchain manapun. Ini memastikan bahwa semua pengguna dapat mempublikasikan data dan bahwa tidak ada entitas yang dapat menekan atau menyembunyikan transaksi secara selektif. Di Celestia, Data Availability Sampling memainkan peran sentral dalam melindungi terhadap sensor.

Karena blob data dibagi menjadi bagian yang lebih kecil dan secara redundan dienkripsi menggunakan pengkodean erasure, seorang validator jahat perlu menahan sebagian besar blok untuk berhasil menyensornya. Namun, DAS membuat perilaku tersebut mudah dideteksi. Klien-klien ringan meminta bagian-bagian data secara acak, dan jika bagian dari blob hilang, klien dapat menandai blok tersebut sebagai tidak lengkap atau tidak tersedia.

Sistem ini menciptakan insentif kuat bagi validator untuk mempublikasikan data yang lengkap dan jujur. Sifat probabilistik dari DAS memastikan bahwa bahkan sensor parsial kemungkinan besar akan terdeteksi, terutama ketika jumlah klien sampling meningkat.

Persyaratan Perangkat Keras Rendah dan Partisipasi yang Mudah Diakses
Dimensi lain dari desentralisasi adalah aksesibilitas perangkat keras. Di banyak jaringan blockchain, biaya menjalankan validator atau node penuh termasuk penyimpanan, bandwidth, dan daya komputasi yang signifikan. Hal ini meningkatkan hambatan bagi pengguna sehari-hari dan mengkonsentrasikan tanggung jawab validasi di antara sejumlah kecil aktor institusional.

Desain minimalis Celestia menghindari masalah-masalah ini. Validator tidak melakukan eksekusi, dan klien ringan tidak memerlukan penyimpanan penuh dari rantai. Hasilnya adalah jaringan yang dapat diamankan dan diverifikasi menggunakan perangkat keras standar, tanpa peralatan khusus atau mahal. Ini memungkinkan partisipasi yang lebih luas di berbagai geografi dan tingkat pendapatan, berkontribusi pada jaringan yang lebih sehat dan terdesentralisasi.