Архитектура Celestia
Этот модуль исследует технические основы Celestia, включая его основные функции, дизайн валидатора и механику выборочной выборки доступности данных (Data Availability Sampling, DAS). Он объясняет, как Celestia хранит данные в виде блобов, как Blobstream позволяет осуществлять кросс-чейн-интеграции с Ethereum, а также как сеть поддерживает децентрализацию и устойчивость к цензуре. Модуль иллюстрирует, как Celestia достигает масштабируемости, не жертвуя доверием или доступностью.
Основные роли — Что на самом деле делает Celestia
Celestia выполняет две основные функции в стеке блокчейна: консенсус и доступность данных. Она намеренно исключает выполнение смарт-контрактов, хранение состояния и логику расчетов. Этот узкий круг задач не является ограничением, а сознательным архитектурным решением, соответствующим модулярному дизайну Celestia. Специализируясь только на двух ролях, Celestia достигает большей масштабируемости, эффективности и гибкости для внешних цепей, которые полагаются на нее как на основной слой.
Согласованность без выполнения
В Celestia консенсус означает процесс упорядочивания блоков и обеспечения согласованности валидаторов относительно порядка и включения блобов данных. Celestia использует алгоритм консенсуса Byzantine Fault Tolerant (BFT), основанный на Tendermint, который хорошо протестирован и разработан для обеспечения безопасности сети даже в присутствии неисправных или злонамеренных узлов.
Основное различие между Celestia и традиционной цепочкой уровня 1, такой как Ethereum, заключается в том, что валидаторы Celestia не интерпретируют или выполняют полученные транзакции. Они просто соглашаются относительно порядка, в котором появляются данные, и подтверждают, что они опубликованы. Это снижает вычислительную нагрузку на валидаторов и устраняет необходимость в состоянии вычислений, обеспечивая более быструю и масштабируемую генерацию блоков.
Доступность данных в качестве основной функции
Вторая основная роль Celestia - обеспечение доступности данных, гарантируя, что все опубликованные данные (как правило, блобы транзакций из внешних цепочек) доступны любому участнику сети. Доступность данных является фундаментальным требованием для любой блокчейн-системы, поскольку пользователи и легкие клиенты должны иметь возможность проверить, что данные за каждым блоком являются полными и не цензурируются или удерживаются.
Celestia предлагает новое решение этой проблемы через выборочную проверку доступности данных (DAS), которая позволяет легким клиентам вероятностно проверить доступность полного блока данных, выбирая случайные малые части данных. Это означает, что даже устройства с ограниченной пропускной способностью и хранилищем могут независимо подтвердить, что цепь работает честно, что значительно улучшает децентрализацию и снижает барьер для участия в сети.
Инфраструктура без состояния по дизайну
Celestia не поддерживает глобальное состояние или не отслеживает балансы пользователей, смарт-контракты или результаты выполнения. Он не проверяет правильность транзакции, а также не предоставляет логику для разрешения споров или окончательного урегулирования. Эти обязанности полностью делегируются слоям выполнения, построенным на основе Celestia — будь то универсальные роллапы, доменно-специфические цепочки или экспериментальные времена работы блокчейна.
В результате Celestia работает как бесгосударственный инфраструктурный слой. Он публикует и организует данные, но остается агностиком по отношению к их содержанию. Это позволяет разработчикам приложений строить высоко настраиваемые цепочки, используя свои предпочитаемые виртуальные машины (такие как EVM, WASM или SVM), правила консенсуса и модели управления, при этом используя безопасный и масштабируемый слой публикации Celestia.
Включение модульной экосистемы
Поскольку Celestia разделяет согласование и доступность данных от выполнения и урегулирования, это позволяет создавать модульную экосистему блокчейна. Разработчики могут запускать среды выполнения (например, rollups или суверенные цепочки) без необходимости создавать полный протокол согласования или беспокоиться о доступности данных. Эти компоненты взаимодействуют с Celestia как базовым уровнем, полагаясь на него для упорядочивания и публикации своих блочных данных.
Этот подход позволяет избежать необходимости того, чтобы блокчейны уровня 1 были системами универсального размера. Вместо этого он способствует горизонтальному масштабированию, когда множество независимых цепей могут работать параллельно, обмениваясь общим, легким слоем данных.
Выборка доступности данных (DAS)
В блокчейн-системах доступность данных означает гарантию того, что все данные блока доступны каждому участнику сети. Это важно, потому что без доступа к базовым данным пользователи и валидаторы не могут проверить, что транзакции блока являются действительными. Если даже небольшая часть данных блока утаена, становится невозможным доказать, произошла ли злонамеренная деятельность.
В традиционных монолитных блокчейнах полные узлы решают эту проблему, загружая и храня все данные блоков. Однако этот подход становится все более непрактичным по мере увеличения размеров блоков. Поскольку стоимость хранения и передачи данных растет, все меньше участников могут позволить себе запускать полные узлы, что подрывает децентрализацию и увеличивает зависимость от централизованных поставщиков инфраструктуры.
Celestia решает эту проблему с помощью техники, называемой выборочная доступность данных (DAS). DAS позволяет легким клиентам - узлам, которые не хранят полную историю блоков, проверить, что все данные блоков доступны, не загружая всю базу данных. Этот инновационный подход является ключевым для масштабируемости и модульной архитектуры Celestia.
Как работает DAS
DAS relies on a combination of erasure coding and random sampling. When a block is created on Celestia, its data is broken into small pieces, encoded using erasure coding, and arranged into a two-dimensional data square. Erasure coding introduces redundancy, allowing the original data to be reconstructed even if some parts are missing. This is similar to how data redundancy works in distributed storage systems.
После построения и публикации квадрата данных легким клиентам не нужно загружать весь квадрат. Вместо этого они случайным образом запрашивают небольшие порции (или "образцы") данных. Если добросовестный производитель блоков и данные действительно доступны, то достаточно большое количество случайных образцов вернется успешно. Если какая-либо часть блока отсутствует или удерживается, то вероятность обнаружения становится высокой, поскольку большее количество клиентов выполняет выборочное тестирование.
Математические свойства кодирования стирания и теории выборки обеспечивают возможность обнаружения недоступных или неполных данных с высоким уровнем уверенности у легких клиентов — без необходимости доверять какому-либо конкретному валидатору или полному узлу. Это делает DAS решением с минимальным уровнем доверия к проблеме доступности данных.
Масштабирование без ущерба децентрализации
Основное преимущество DAS заключается в том, что это позволяет Celestia поддерживать более крупные размеры блоков и более высокую пропускную способность данных без увеличения аппаратных требований для участников сети. Легкие клиенты могут работать на устройствах для потребителей, включая мобильные телефоны и встраиваемые системы, при этом проверяя, что данные блока публикуются правильно.
Эта способность проверять доступность данных без загрузки полных блоков и является тем, что обеспечивает горизонтальную масштабируемость. Вместо того чтобы одна цепь обрабатывала все выполнение, тысячи независимых цепочек (такие как rollups или суверенные цепочки) могут публиковать свои данные в Celestia, и пользователи могут проверить эти данные без запуска дорогостоящей инфраструктуры. Этот дизайн поддерживает децентрализованную и масштабируемую мультицепочечную экосистему.
Предположения о безопасности и доверии
DAS не устраняет необходимость в консенсусе или честных валидаторах, но значительно сокращает доверительные предположения, необходимые для проверки правильности работы системы. Легкие клиенты не должны доверять производителям блоков или полагаться на централизованные API. Они независимо выбирают сеть и могут обнаружить любую попытку цензурировать или скрыть данные. Это поддерживает устойчивость к цензуре и укрепляет модель безопасности цепей, использующих Celestia для доступности данных.
DAS также затрудняет зловредным валидаторам уйти от публикации неполных блоков. Поскольку обнаружение вероятностно и децентрализовано, атакующий не может предсказать, какие части блока будут отбираться. Даже если образцовый отбор выполняется только несколькими клиентами, вероятность обнаружения остается высокой.
Blobs и Blobstream
Blob
В Celestia данные не структурированы как традиционные транзакции блокчейна. Вместо этого они хранятся и публикуются как блобы, что означаетбинарные большие объекты. Blob - это непрозрачный фрагмент данных — Celestia не интерпретирует и не проверяет их содержимое. Фрагменты данных просто фиксируются в блокчейне для упорядочивания и доступности.
Это отход от традиционных цепочек уровня 1, таких как Ethereum, где каждая транзакция содержит как данные, так и логику, которую цепочка должна интерпретировать и выполнять. Celestia полностью избегает выполнения. Он рассматривает блобы как полезные нагрузки, представленные внешними цепочками (например, rollups), и обеспечивает только то, что эти блобы доступны и размещены в правильном порядке.
Blobs предлагают эффективную и минимальную абстракцию для публикации блочных данных. Поскольку валидаторы Celestia не обязаны понимать содержимое блоба, сеть достигает большей масштабируемости и нейтральности. Среды выполнения, построенные на основе Celestia, могут определять свои собственные форматы, виртуальные машины и правила консенсуса без ограничений со стороны базового уровня.
Когда rollup или суверенная цепь отправляют данные в Celestia, они упаковывают свою транзакционную партию в блоб. Этот блоб затем размещается на уровне доступности данных Celestia и включается в блок. Каждому блобу назначается пространство имен - уникальный идентификатор, который позволяет клиентам фильтровать и извлекать блобы, относящиеся к их конкретной цепи.
Блоб разбивается на меньшие части, кодируется с использованием метода исправления ошибок и упорядочивается в двумерный квадрат данных. Эта структура позволяет легким клиентам выполнять выборочную проверку доступности данных (DAS), обеспечивая доступность всего блоба без необходимости загружать каждую часть. После успешной публикации блоб становится постоянной упорядоченной записью на Celestia, доступной для всех, кто запускает клиент или верификатор.
Поток блобов
Blobstream - это механизм Celestia для передачи своих блобов на другие блокчейн-сети. Он действует как мост доступности данных, позволяя Layer 2 rollups или другим средам выполнения использовать Celestia для публикации данных, при этом все еще полагаясь на отдельную цепь - обычно Ethereum - для расчетов и доказательств мошенничества.
На практике Blobstream позволяет смарт-контрактам Ethereum проверить, что заданный блоб был действительно опубликован на Celestia и стал доступным. Он достигает этого с помощью легких клиентов и криптографических доказательств, которые соединяют заголовки блоков и пространства имен Celestia с Ethereum. Это позволяет роллапам, основанным на Ethereum, получить преимущества масштабируемого слоя данных Celestia, не отказываясь от защиты и гарантий расчетов Ethereum.
Несколько проектов уже используют Blobstream для разделения логики выполнения от доступности данных. Например, Manta Pacific, цепь Layer 2 zkEVM, использует Celestia в качестве слоя доступности данных через Blobstream, продолжая при этом урегулирование на Ethereum. Такой подход позволяет снизить комиссии и ускорить публикацию блоков, сохраняя совместимость с экосистемой смарт-контрактов Ethereum.
Blobstream эффективно создает гибридную модель: выполнение происходит на высокопроизводительном rollup, доступность данных аутсорсится Celestia, и расчет остается привязанным к Ethereum. Эта архитектура подчеркивает, как Celestia может использоваться не только для суверенных rollups, но и для L2, основанных на Ethereum, которые хотят разгрузить операции с высокой пропускной способностью.
Модель безопасности и децентрализации
Безопасность на основе валидаторов с доказательством доли
Celestia работает на модели консенсуса proof-of-stake, используя вариант алгоритма Tendermint BFT (Byzantine Fault Tolerant). Валидаторы в сети ставят на кону родной токен Celestia, $TIA, чтобы участвовать в процессе производства блоков и консенсуса. Эти валидаторы несут ответственность за предложение и подписание блоков, включающих блобы данных, представленные rollups и другими цепочками.
Использование доказательства доли выравнивает стимулы между участниками сети и безопасностью протокола. Валидаторы награждаются за честное поведение и наказываются за злонамеренные действия, такие как двойное подписание или отказ участвовать в консенсусе. Этот экономический механизм гарантирует, что валидаторы действуют в лучших интересах сети и обеспечивает прочный базовый уровень для упорядочивания и обеспечения безопасности опубликованных данных.
В отличие от традиционных цепочек, валидаторы Celestia не выполняют транзакции или не отслеживают глобальное состояние. Их обязанности ограничиваются проверкой подписей, упорядочением данных и обеспечением выполнения требований к форматированию и доступности данных. Это снижает их вычислительную нагрузку, позволяя сети масштабироваться без увеличения аппаратных требований.
Легковесные клиенты и минимизация доверия к проверке
Одной из самых важных функций безопасности Celestia является поддержка легких клиентов — узлов, которые не хранят полную историю блокчейна или выполняют транзакции, но все же проверяют включение блока и доступность данных. С помощью метода Data Availability Sampling (DAS) легкие клиенты могут независимо подтверждать, что все данные блока доступны, не загружая их полностью.
Это означает, что пользователи и цепочки приложений не должны доверять полным узлам или полагаться на централизованных поставщиков инфраструктуры для обеспечения целостности сети. Они могут использовать собственные легкие клиенты на повседневных устройствах, таких как смартфоны или ноутбуки для потребителей, и все равно проверять, что Celestia работает честно.
Эта модель значительно улучшает децентрализацию. На многих блокчейнах полные узлы стали чрезмерно дорогими в обслуживании, концентрируя силу валидации в нескольких руках. Легкая верификация Celestia делает участие в сети доступным для более широкого круга пользователей, улучшая надежность и распределение доверия.
Сопротивление цензуре через DAS
Сопротивление цензуре - критическое свойство любой блокчейн-сети. Оно обеспечивает возможность публикации данных всеми пользователями и невозможность подавления или избирательного скрытия транзакций какой-либо сторонней силой. В Celestia семплирование доступности данных играет центральную роль в защите от цензуры.
Поскольку блобы данных разбиваются на более мелкие части и избыточно кодируются с использованием кодирования стирания, зловредный валидатор должен бы удерживать значительную часть блока, чтобы успешно цензурировать его. Однако DAS делает такое поведение легко обнаружимым. Легкие клиенты запрашивают случайные части данных, и если какая-либо часть блоба отсутствует, клиенты могут пометить блок как неполный или недоступный.
Эта система создает мощный стимул для валидаторов публиковать полные и честные данные. Вероятностный характер DAS гарантирует, что даже частичная цензура скорее всего будет обнаружена, особенно по мере увеличения числа клиентов отбора.
Низкие аппаратные требования и доступное участие
Еще одним аспектом децентрализации является доступность аппаратного обеспечения. Во многих блокчейн-сетях стоимость запуска валидатора или полной ноды включает в себя значительное хранилище, пропускную способность и вычислительную мощность. Это создает барьеры для повседневных пользователей и концентрирует ответственность за валидацию среди небольшого числа институциональных участников.
Минималистичный дизайн Celestia избегает этих проблем. Валидаторы не выполняют исполнение, а легкие клиенты не требуют полного хранения цепочки. Результатом является сеть, которая может быть обеспечена и проверена с использованием стандартного оборудования, без специализированного или дорогостоящего оборудования. Это обеспечивает более широкое участие в различных географических и доходных уровнях, способствуя более здоровой и децентрализованной сети.
Урок 1:Эволюция архитектуры блокчейн
Урок 2:Понимание роли Celestia в модульном дизайне
Урок 3:Архитектура Celestia
Урок 4:Celestia in Action — Ecosystem and Use Cases
Урок 5:Перспективы, вызовы & конкурентная среда
Архитектура Celestia
Этот модуль исследует технические основы Celestia, включая его основные функции, дизайн валидатора и механику выборочной выборки доступности данных (Data Availability Sampling, DAS). Он объясняет, как Celestia хранит данные в виде блобов, как Blobstream позволяет осуществлять кросс-чейн-интеграции с Ethereum, а также как сеть поддерживает децентрализацию и устойчивость к цензуре. Модуль иллюстрирует, как Celestia достигает масштабируемости, не жертвуя доверием или доступностью.
Основные роли — Что на самом деле делает Celestia
Celestia выполняет две основные функции в стеке блокчейна: консенсус и доступность данных. Она намеренно исключает выполнение смарт-контрактов, хранение состояния и логику расчетов. Этот узкий круг задач не является ограничением, а сознательным архитектурным решением, соответствующим модулярному дизайну Celestia. Специализируясь только на двух ролях, Celestia достигает большей масштабируемости, эффективности и гибкости для внешних цепей, которые полагаются на нее как на основной слой.
Согласованность без выполнения
В Celestia консенсус означает процесс упорядочивания блоков и обеспечения согласованности валидаторов относительно порядка и включения блобов данных. Celestia использует алгоритм консенсуса Byzantine Fault Tolerant (BFT), основанный на Tendermint, который хорошо протестирован и разработан для обеспечения безопасности сети даже в присутствии неисправных или злонамеренных узлов.
Основное различие между Celestia и традиционной цепочкой уровня 1, такой как Ethereum, заключается в том, что валидаторы Celestia не интерпретируют или выполняют полученные транзакции. Они просто соглашаются относительно порядка, в котором появляются данные, и подтверждают, что они опубликованы. Это снижает вычислительную нагрузку на валидаторов и устраняет необходимость в состоянии вычислений, обеспечивая более быструю и масштабируемую генерацию блоков.
Доступность данных в качестве основной функции
Вторая основная роль Celestia - обеспечение доступности данных, гарантируя, что все опубликованные данные (как правило, блобы транзакций из внешних цепочек) доступны любому участнику сети. Доступность данных является фундаментальным требованием для любой блокчейн-системы, поскольку пользователи и легкие клиенты должны иметь возможность проверить, что данные за каждым блоком являются полными и не цензурируются или удерживаются.
Celestia предлагает новое решение этой проблемы через выборочную проверку доступности данных (DAS), которая позволяет легким клиентам вероятностно проверить доступность полного блока данных, выбирая случайные малые части данных. Это означает, что даже устройства с ограниченной пропускной способностью и хранилищем могут независимо подтвердить, что цепь работает честно, что значительно улучшает децентрализацию и снижает барьер для участия в сети.
Инфраструктура без состояния по дизайну
Celestia не поддерживает глобальное состояние или не отслеживает балансы пользователей, смарт-контракты или результаты выполнения. Он не проверяет правильность транзакции, а также не предоставляет логику для разрешения споров или окончательного урегулирования. Эти обязанности полностью делегируются слоям выполнения, построенным на основе Celestia — будь то универсальные роллапы, доменно-специфические цепочки или экспериментальные времена работы блокчейна.
В результате Celestia работает как бесгосударственный инфраструктурный слой. Он публикует и организует данные, но остается агностиком по отношению к их содержанию. Это позволяет разработчикам приложений строить высоко настраиваемые цепочки, используя свои предпочитаемые виртуальные машины (такие как EVM, WASM или SVM), правила консенсуса и модели управления, при этом используя безопасный и масштабируемый слой публикации Celestia.
Включение модульной экосистемы
Поскольку Celestia разделяет согласование и доступность данных от выполнения и урегулирования, это позволяет создавать модульную экосистему блокчейна. Разработчики могут запускать среды выполнения (например, rollups или суверенные цепочки) без необходимости создавать полный протокол согласования или беспокоиться о доступности данных. Эти компоненты взаимодействуют с Celestia как базовым уровнем, полагаясь на него для упорядочивания и публикации своих блочных данных.
Этот подход позволяет избежать необходимости того, чтобы блокчейны уровня 1 были системами универсального размера. Вместо этого он способствует горизонтальному масштабированию, когда множество независимых цепей могут работать параллельно, обмениваясь общим, легким слоем данных.
Выборка доступности данных (DAS)
В блокчейн-системах доступность данных означает гарантию того, что все данные блока доступны каждому участнику сети. Это важно, потому что без доступа к базовым данным пользователи и валидаторы не могут проверить, что транзакции блока являются действительными. Если даже небольшая часть данных блока утаена, становится невозможным доказать, произошла ли злонамеренная деятельность.
В традиционных монолитных блокчейнах полные узлы решают эту проблему, загружая и храня все данные блоков. Однако этот подход становится все более непрактичным по мере увеличения размеров блоков. Поскольку стоимость хранения и передачи данных растет, все меньше участников могут позволить себе запускать полные узлы, что подрывает децентрализацию и увеличивает зависимость от централизованных поставщиков инфраструктуры.
Celestia решает эту проблему с помощью техники, называемой выборочная доступность данных (DAS). DAS позволяет легким клиентам - узлам, которые не хранят полную историю блоков, проверить, что все данные блоков доступны, не загружая всю базу данных. Этот инновационный подход является ключевым для масштабируемости и модульной архитектуры Celestia.
Как работает DAS
DAS relies on a combination of erasure coding and random sampling. When a block is created on Celestia, its data is broken into small pieces, encoded using erasure coding, and arranged into a two-dimensional data square. Erasure coding introduces redundancy, allowing the original data to be reconstructed even if some parts are missing. This is similar to how data redundancy works in distributed storage systems.
После построения и публикации квадрата данных легким клиентам не нужно загружать весь квадрат. Вместо этого они случайным образом запрашивают небольшие порции (или "образцы") данных. Если добросовестный производитель блоков и данные действительно доступны, то достаточно большое количество случайных образцов вернется успешно. Если какая-либо часть блока отсутствует или удерживается, то вероятность обнаружения становится высокой, поскольку большее количество клиентов выполняет выборочное тестирование.
Математические свойства кодирования стирания и теории выборки обеспечивают возможность обнаружения недоступных или неполных данных с высоким уровнем уверенности у легких клиентов — без необходимости доверять какому-либо конкретному валидатору или полному узлу. Это делает DAS решением с минимальным уровнем доверия к проблеме доступности данных.
Масштабирование без ущерба децентрализации
Основное преимущество DAS заключается в том, что это позволяет Celestia поддерживать более крупные размеры блоков и более высокую пропускную способность данных без увеличения аппаратных требований для участников сети. Легкие клиенты могут работать на устройствах для потребителей, включая мобильные телефоны и встраиваемые системы, при этом проверяя, что данные блока публикуются правильно.
Эта способность проверять доступность данных без загрузки полных блоков и является тем, что обеспечивает горизонтальную масштабируемость. Вместо того чтобы одна цепь обрабатывала все выполнение, тысячи независимых цепочек (такие как rollups или суверенные цепочки) могут публиковать свои данные в Celestia, и пользователи могут проверить эти данные без запуска дорогостоящей инфраструктуры. Этот дизайн поддерживает децентрализованную и масштабируемую мультицепочечную экосистему.
Предположения о безопасности и доверии
DAS не устраняет необходимость в консенсусе или честных валидаторах, но значительно сокращает доверительные предположения, необходимые для проверки правильности работы системы. Легкие клиенты не должны доверять производителям блоков или полагаться на централизованные API. Они независимо выбирают сеть и могут обнаружить любую попытку цензурировать или скрыть данные. Это поддерживает устойчивость к цензуре и укрепляет модель безопасности цепей, использующих Celestia для доступности данных.
DAS также затрудняет зловредным валидаторам уйти от публикации неполных блоков. Поскольку обнаружение вероятностно и децентрализовано, атакующий не может предсказать, какие части блока будут отбираться. Даже если образцовый отбор выполняется только несколькими клиентами, вероятность обнаружения остается высокой.
Blobs и Blobstream
Blob
В Celestia данные не структурированы как традиционные транзакции блокчейна. Вместо этого они хранятся и публикуются как блобы, что означаетбинарные большие объекты. Blob - это непрозрачный фрагмент данных — Celestia не интерпретирует и не проверяет их содержимое. Фрагменты данных просто фиксируются в блокчейне для упорядочивания и доступности.
Это отход от традиционных цепочек уровня 1, таких как Ethereum, где каждая транзакция содержит как данные, так и логику, которую цепочка должна интерпретировать и выполнять. Celestia полностью избегает выполнения. Он рассматривает блобы как полезные нагрузки, представленные внешними цепочками (например, rollups), и обеспечивает только то, что эти блобы доступны и размещены в правильном порядке.
Blobs предлагают эффективную и минимальную абстракцию для публикации блочных данных. Поскольку валидаторы Celestia не обязаны понимать содержимое блоба, сеть достигает большей масштабируемости и нейтральности. Среды выполнения, построенные на основе Celestia, могут определять свои собственные форматы, виртуальные машины и правила консенсуса без ограничений со стороны базового уровня.
Когда rollup или суверенная цепь отправляют данные в Celestia, они упаковывают свою транзакционную партию в блоб. Этот блоб затем размещается на уровне доступности данных Celestia и включается в блок. Каждому блобу назначается пространство имен - уникальный идентификатор, который позволяет клиентам фильтровать и извлекать блобы, относящиеся к их конкретной цепи.
Блоб разбивается на меньшие части, кодируется с использованием метода исправления ошибок и упорядочивается в двумерный квадрат данных. Эта структура позволяет легким клиентам выполнять выборочную проверку доступности данных (DAS), обеспечивая доступность всего блоба без необходимости загружать каждую часть. После успешной публикации блоб становится постоянной упорядоченной записью на Celestia, доступной для всех, кто запускает клиент или верификатор.
Поток блобов
Blobstream - это механизм Celestia для передачи своих блобов на другие блокчейн-сети. Он действует как мост доступности данных, позволяя Layer 2 rollups или другим средам выполнения использовать Celestia для публикации данных, при этом все еще полагаясь на отдельную цепь - обычно Ethereum - для расчетов и доказательств мошенничества.
На практике Blobstream позволяет смарт-контрактам Ethereum проверить, что заданный блоб был действительно опубликован на Celestia и стал доступным. Он достигает этого с помощью легких клиентов и криптографических доказательств, которые соединяют заголовки блоков и пространства имен Celestia с Ethereum. Это позволяет роллапам, основанным на Ethereum, получить преимущества масштабируемого слоя данных Celestia, не отказываясь от защиты и гарантий расчетов Ethereum.
Несколько проектов уже используют Blobstream для разделения логики выполнения от доступности данных. Например, Manta Pacific, цепь Layer 2 zkEVM, использует Celestia в качестве слоя доступности данных через Blobstream, продолжая при этом урегулирование на Ethereum. Такой подход позволяет снизить комиссии и ускорить публикацию блоков, сохраняя совместимость с экосистемой смарт-контрактов Ethereum.
Blobstream эффективно создает гибридную модель: выполнение происходит на высокопроизводительном rollup, доступность данных аутсорсится Celestia, и расчет остается привязанным к Ethereum. Эта архитектура подчеркивает, как Celestia может использоваться не только для суверенных rollups, но и для L2, основанных на Ethereum, которые хотят разгрузить операции с высокой пропускной способностью.
Модель безопасности и децентрализации
Безопасность на основе валидаторов с доказательством доли
Celestia работает на модели консенсуса proof-of-stake, используя вариант алгоритма Tendermint BFT (Byzantine Fault Tolerant). Валидаторы в сети ставят на кону родной токен Celestia, $TIA, чтобы участвовать в процессе производства блоков и консенсуса. Эти валидаторы несут ответственность за предложение и подписание блоков, включающих блобы данных, представленные rollups и другими цепочками.
Использование доказательства доли выравнивает стимулы между участниками сети и безопасностью протокола. Валидаторы награждаются за честное поведение и наказываются за злонамеренные действия, такие как двойное подписание или отказ участвовать в консенсусе. Этот экономический механизм гарантирует, что валидаторы действуют в лучших интересах сети и обеспечивает прочный базовый уровень для упорядочивания и обеспечения безопасности опубликованных данных.
В отличие от традиционных цепочек, валидаторы Celestia не выполняют транзакции или не отслеживают глобальное состояние. Их обязанности ограничиваются проверкой подписей, упорядочением данных и обеспечением выполнения требований к форматированию и доступности данных. Это снижает их вычислительную нагрузку, позволяя сети масштабироваться без увеличения аппаратных требований.
Легковесные клиенты и минимизация доверия к проверке
Одной из самых важных функций безопасности Celestia является поддержка легких клиентов — узлов, которые не хранят полную историю блокчейна или выполняют транзакции, но все же проверяют включение блока и доступность данных. С помощью метода Data Availability Sampling (DAS) легкие клиенты могут независимо подтверждать, что все данные блока доступны, не загружая их полностью.
Это означает, что пользователи и цепочки приложений не должны доверять полным узлам или полагаться на централизованных поставщиков инфраструктуры для обеспечения целостности сети. Они могут использовать собственные легкие клиенты на повседневных устройствах, таких как смартфоны или ноутбуки для потребителей, и все равно проверять, что Celestia работает честно.
Эта модель значительно улучшает децентрализацию. На многих блокчейнах полные узлы стали чрезмерно дорогими в обслуживании, концентрируя силу валидации в нескольких руках. Легкая верификация Celestia делает участие в сети доступным для более широкого круга пользователей, улучшая надежность и распределение доверия.
Сопротивление цензуре через DAS
Сопротивление цензуре - критическое свойство любой блокчейн-сети. Оно обеспечивает возможность публикации данных всеми пользователями и невозможность подавления или избирательного скрытия транзакций какой-либо сторонней силой. В Celestia семплирование доступности данных играет центральную роль в защите от цензуры.
Поскольку блобы данных разбиваются на более мелкие части и избыточно кодируются с использованием кодирования стирания, зловредный валидатор должен бы удерживать значительную часть блока, чтобы успешно цензурировать его. Однако DAS делает такое поведение легко обнаружимым. Легкие клиенты запрашивают случайные части данных, и если какая-либо часть блоба отсутствует, клиенты могут пометить блок как неполный или недоступный.
Эта система создает мощный стимул для валидаторов публиковать полные и честные данные. Вероятностный характер DAS гарантирует, что даже частичная цензура скорее всего будет обнаружена, особенно по мере увеличения числа клиентов отбора.
Низкие аппаратные требования и доступное участие
Еще одним аспектом децентрализации является доступность аппаратного обеспечения. Во многих блокчейн-сетях стоимость запуска валидатора или полной ноды включает в себя значительное хранилище, пропускную способность и вычислительную мощность. Это создает барьеры для повседневных пользователей и концентрирует ответственность за валидацию среди небольшого числа институциональных участников.
Минималистичный дизайн Celestia избегает этих проблем. Валидаторы не выполняют исполнение, а легкие клиенты не требуют полного хранения цепочки. Результатом является сеть, которая может быть обеспечена и проверена с использованием стандартного оборудования, без специализированного или дорогостоящего оборудования. Это обеспечивает более широкое участие в различных географических и доходных уровнях, способствуя более здоровой и децентрализованной сети.