第2课

理解Celestia在模块化设计中的作用

本模块深入探讨Celestia的设计理念。内容包括Celestia的定义、它如何通过仅处理共识和数据可用性而与智能合约平台区分开来,以及它如何使主权rollup和执行链能够独立启动。同时追溯Celestia从LazyLedger发展而来的起源,并介绍关键发展里程碑,包括其主网上线和$TIA代币的推出。

什么是Celestia?

Celestia是一个模块化区块链网络,专为提供两项核心服务而设计:共识和数据可用性。不同于传统单体链同时处理交易执行和状态管理,Celestia完全剥离了这些层级。其架构使开发者能够构建和部署独立区块链—通常称为rollups或主权链—这些链可接入Celestia进行交易数据的排序与发布。

这种设计有效解决了单体区块链面临的核心可扩展性和灵活性挑战。通过移除执行和状态验证环节,Celestia成为一个轻量高效的基础层,能够水平扩展而不受链上计算性能约束。同时,它为开发者提供了一个无需许可且去中心化的平台,使他们能够启动自己的执行环境,无需经过中央协议团队的批准或协调。

为模块化区块链量身打造

Celestia 是作为模块化区块链生态系统中的基础数据层而研发的。在这一架构中,各个应用程序或 rollup 按照自身条件处理执行,但依托 Celestia 以安全方式公开并有序排列其交易数据。这一核心功能至关重要,因为它使外部链能够向用户证明数据未被隐瞒或篡改。

与直接支持智能合约的平台不同,Celestia 充当了一个可靠且高度可扩展的基础设施,供其他区块链构建使用。这使其与以太坊或 Solana 等智能合约平台有本质区别。Celestia 不验证状态转换,不处理用户交易,也不管理账户余额。它的唯一职责是确保所有发布到链上的数据均可获取,并获得其验证节点的共识认可。

为 Rollup 和主权链提供的层

Celestia 专为支持两类区块链而设计:rollup 和主权链。Rollup 是将数据发布至 Celestia 以获取安全保障的链下执行环境,这些 rollup 可能利用以太坊或其他链进行结算。相较而言,主权链则完全独立自主——它们执行并验证自身交易,仅使用 Celestia 确保数据可用性。

这两种模式均从 Celestia 的模块化架构中受益。Rollup 获得了不会造成基础链拥堵的可扩展数据层,而主权链则获得了去中心化且安全的区块数据发布平台。这种灵活性构成了 Celestia 核心价值主张的基础。

Celestia 与其他链的区别

Celestia 最显著的特征在于它不在链上处理交易或执行智能合约。不同于以太坊、Solana 或 Avalanche 等平台——这些平台上用户应用直接部署在基础链上——Celestia 完全不包含执行环境。这意味着开发者无法直接在 Celestia 上部署智能合约。相反,他们可以构建独立的执行层作为单独的区块链,连接至 Celestia 进行数据发布和排序。

通过剥离执行功能,Celestia 极大降低了计算开销,避免了处理复杂应用逻辑相关的性能瓶颈。这种分离是经过深思熟虑且具有根本意义的。Celestia 的设计理念不是与通用 Layer 1 平台竞争,而是为它们提供赋能支持。

专注角色:仅共识和数据可用性

Celestia的架构针对两项核心服务进行了优化:数据排序和确保数据可用性。Celestia的共识通过Tendermint拜占庭容错(BFT)算法处理,允许验证节点就数据块的包含和顺序达成一致。数据可用性通过一种称为数据可用性抽样(DAS)的密码学流程实现,使轻客户端能够验证所有区块数据的可访问性,而无需下载整条链。

这种专注定位使Celestia能够作为各类区块链应用场景的基础层,同时避免了链上计算或状态验证所带来的系统开销。开发者可以将Celestia视为一个共享发布层,为其链上数据提供可用性和一致性保障。

与结算和状态的解耦

在传统单体区块链中,结算、执行和状态管理紧密集成。Celestia则有意识地分离这些关注点。交易有效性和最终性的执行——即结算环节——被留给了执行层或独立的结算链,例如以太坊。Celestia不追踪状态转换或账户余额,它只确保代表这些转换的数据可用且顺序正确。

这种解耦模式催生了新型设计模式,如主权rollups,开发者可以构建完全控制执行逻辑和结算规则的链,而不依赖中心化基础层。基于Celestia的链不受任何特定虚拟机、共识模型或治理系统的约束。

模块化作为核心原则

Celestia的模块化不是后期添加的功能或扩展补丁——它是从协议底层就植入的设计理念。它被定位为基础设施,而非平台。它为多链生态提供了基础架构,在这一生态中,执行环境可以像其支持的应用程序一样多元化。

这种架构选择使Celestia与其他公链形成了鲜明对比。虽然像以太坊这样的平台正通过rollups和链下组件逐步实现模块化,但Celestia从一开始就采用模块化设计并保持最小化原则。它不对状态计算方式、执行主体或虚拟机选择提出任何限制性意见。

Celestia的起源和里程碑

Celestia最初是一个名为LazyLedger的研究项目,首次在2019年的学术论文中提出。该论文提出了一种创新的区块链架构,将共识和数据可用性与执行分离,为模块化区块链设计奠定了理论基础。在当时,大多数区块链扩展方案都集中于增大区块容量或在现有单体系统中引入Layer 2解决方案。而LazyLedger则提出了一种根本不同的方法:构建一个仅专注于共识和数据可用性的极简基础层。

LazyLedger的核心洞见在于,区块链不需要理解交易内容就能保证数据可用性和正确排序。如果用户和开发者能够依赖一个基础层来发布数据并达成共识,他们就能独立构建自己的执行环境。这一理念构成了后来发展为Celestia项目的概念基础。

项目形成与发展

从研究论文到运行协议的转变始于Celestia Labs的成立,这是一个由密码学家、协议工程师和开源贡献者组成的开发团队。在接下来的几年里,团队专注于构建一个能够支持大规模去中心化应用的模块化区块链网络——而不继承单体架构的性能限制。

Celestia在开发过程中推出了多个测试网,包括Mamaki、Mocha和Arabica,用于测试数据可用性采样(DAS)、验证者质押和区块发布等功能。这些测试网为开发者和早期采用者提供了一个平台,让他们探索如何在实际区块链部署中使用Celestia的模块化技术栈。

Celestia的设计遵循一个一贯原则:保持基础层最小化,让开发者能够轻松地在其上构建应用。这包括开发Rollkit,一个开源框架,用于启动以Celestia作为数据可用性层的rollup系统。

主网启动和$TIA代币

Celestia于2023年10月正式启动主网,标志着模块化区块链基础设施发展的重大里程碑。此次启动包括发布Celestia的原生代币$TIA,用于支付数据可用性费用并激励验证者。$TIA还在网络质押和安全保障方面发挥关键作用,将经济激励与协议安全性紧密结合。

在启动之初,网络支持无需许可的blob发布——这些二进制大对象包含来自rollup和主权链的原始交易数据。这标志着Celestia正式开始扮演模块化区块链生态系统中共享数据可用性层的角色。

主网发布引发了广泛的开发者关注,特别是来自那些希望构建可扩展的第2层解决方案或独立rollup系统,而又不想继承第1层链计算负载或治理结构的项目。

路线图和生态系统增长

在主网启动后,Celestia致力于扩展其生态系统并支持集成其模块化架构的项目。其发展路线图包括多blob支持、提升DAS效率以及增强与各类rollup框架的互操作性。Celestia持续强调开源工具和模块化SDK(如Rollkit)的重要性,这些工具使开发者能够更便捷地在Celestia的数据层上部署自定义执行环境。

其长期愿景是为模块化区块链创建一个共享、去中心化的基础——在这一基础上,数据可用性成为一种公共设施,而执行层面的创新可以独立于任何单一基础层进行。

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第2课

理解Celestia在模块化设计中的作用

本模块深入探讨Celestia的设计理念。内容包括Celestia的定义、它如何通过仅处理共识和数据可用性而与智能合约平台区分开来,以及它如何使主权rollup和执行链能够独立启动。同时追溯Celestia从LazyLedger发展而来的起源,并介绍关键发展里程碑,包括其主网上线和$TIA代币的推出。

什么是Celestia?

Celestia是一个模块化区块链网络,专为提供两项核心服务而设计:共识和数据可用性。不同于传统单体链同时处理交易执行和状态管理,Celestia完全剥离了这些层级。其架构使开发者能够构建和部署独立区块链—通常称为rollups或主权链—这些链可接入Celestia进行交易数据的排序与发布。

这种设计有效解决了单体区块链面临的核心可扩展性和灵活性挑战。通过移除执行和状态验证环节,Celestia成为一个轻量高效的基础层,能够水平扩展而不受链上计算性能约束。同时,它为开发者提供了一个无需许可且去中心化的平台,使他们能够启动自己的执行环境,无需经过中央协议团队的批准或协调。

为模块化区块链量身打造

Celestia 是作为模块化区块链生态系统中的基础数据层而研发的。在这一架构中,各个应用程序或 rollup 按照自身条件处理执行,但依托 Celestia 以安全方式公开并有序排列其交易数据。这一核心功能至关重要,因为它使外部链能够向用户证明数据未被隐瞒或篡改。

与直接支持智能合约的平台不同,Celestia 充当了一个可靠且高度可扩展的基础设施,供其他区块链构建使用。这使其与以太坊或 Solana 等智能合约平台有本质区别。Celestia 不验证状态转换,不处理用户交易,也不管理账户余额。它的唯一职责是确保所有发布到链上的数据均可获取,并获得其验证节点的共识认可。

为 Rollup 和主权链提供的层

Celestia 专为支持两类区块链而设计:rollup 和主权链。Rollup 是将数据发布至 Celestia 以获取安全保障的链下执行环境,这些 rollup 可能利用以太坊或其他链进行结算。相较而言,主权链则完全独立自主——它们执行并验证自身交易,仅使用 Celestia 确保数据可用性。

这两种模式均从 Celestia 的模块化架构中受益。Rollup 获得了不会造成基础链拥堵的可扩展数据层,而主权链则获得了去中心化且安全的区块数据发布平台。这种灵活性构成了 Celestia 核心价值主张的基础。

Celestia 与其他链的区别

Celestia 最显著的特征在于它不在链上处理交易或执行智能合约。不同于以太坊、Solana 或 Avalanche 等平台——这些平台上用户应用直接部署在基础链上——Celestia 完全不包含执行环境。这意味着开发者无法直接在 Celestia 上部署智能合约。相反,他们可以构建独立的执行层作为单独的区块链,连接至 Celestia 进行数据发布和排序。

通过剥离执行功能,Celestia 极大降低了计算开销,避免了处理复杂应用逻辑相关的性能瓶颈。这种分离是经过深思熟虑且具有根本意义的。Celestia 的设计理念不是与通用 Layer 1 平台竞争,而是为它们提供赋能支持。

专注角色:仅共识和数据可用性

Celestia的架构针对两项核心服务进行了优化:数据排序和确保数据可用性。Celestia的共识通过Tendermint拜占庭容错(BFT)算法处理,允许验证节点就数据块的包含和顺序达成一致。数据可用性通过一种称为数据可用性抽样(DAS)的密码学流程实现,使轻客户端能够验证所有区块数据的可访问性,而无需下载整条链。

这种专注定位使Celestia能够作为各类区块链应用场景的基础层,同时避免了链上计算或状态验证所带来的系统开销。开发者可以将Celestia视为一个共享发布层,为其链上数据提供可用性和一致性保障。

与结算和状态的解耦

在传统单体区块链中,结算、执行和状态管理紧密集成。Celestia则有意识地分离这些关注点。交易有效性和最终性的执行——即结算环节——被留给了执行层或独立的结算链,例如以太坊。Celestia不追踪状态转换或账户余额,它只确保代表这些转换的数据可用且顺序正确。

这种解耦模式催生了新型设计模式,如主权rollups,开发者可以构建完全控制执行逻辑和结算规则的链,而不依赖中心化基础层。基于Celestia的链不受任何特定虚拟机、共识模型或治理系统的约束。

模块化作为核心原则

Celestia的模块化不是后期添加的功能或扩展补丁——它是从协议底层就植入的设计理念。它被定位为基础设施,而非平台。它为多链生态提供了基础架构,在这一生态中,执行环境可以像其支持的应用程序一样多元化。

这种架构选择使Celestia与其他公链形成了鲜明对比。虽然像以太坊这样的平台正通过rollups和链下组件逐步实现模块化,但Celestia从一开始就采用模块化设计并保持最小化原则。它不对状态计算方式、执行主体或虚拟机选择提出任何限制性意见。

Celestia的起源和里程碑

Celestia最初是一个名为LazyLedger的研究项目,首次在2019年的学术论文中提出。该论文提出了一种创新的区块链架构,将共识和数据可用性与执行分离,为模块化区块链设计奠定了理论基础。在当时,大多数区块链扩展方案都集中于增大区块容量或在现有单体系统中引入Layer 2解决方案。而LazyLedger则提出了一种根本不同的方法:构建一个仅专注于共识和数据可用性的极简基础层。

LazyLedger的核心洞见在于,区块链不需要理解交易内容就能保证数据可用性和正确排序。如果用户和开发者能够依赖一个基础层来发布数据并达成共识,他们就能独立构建自己的执行环境。这一理念构成了后来发展为Celestia项目的概念基础。

项目形成与发展

从研究论文到运行协议的转变始于Celestia Labs的成立,这是一个由密码学家、协议工程师和开源贡献者组成的开发团队。在接下来的几年里,团队专注于构建一个能够支持大规模去中心化应用的模块化区块链网络——而不继承单体架构的性能限制。

Celestia在开发过程中推出了多个测试网,包括Mamaki、Mocha和Arabica,用于测试数据可用性采样(DAS)、验证者质押和区块发布等功能。这些测试网为开发者和早期采用者提供了一个平台,让他们探索如何在实际区块链部署中使用Celestia的模块化技术栈。

Celestia的设计遵循一个一贯原则:保持基础层最小化,让开发者能够轻松地在其上构建应用。这包括开发Rollkit,一个开源框架,用于启动以Celestia作为数据可用性层的rollup系统。

主网启动和$TIA代币

Celestia于2023年10月正式启动主网,标志着模块化区块链基础设施发展的重大里程碑。此次启动包括发布Celestia的原生代币$TIA,用于支付数据可用性费用并激励验证者。$TIA还在网络质押和安全保障方面发挥关键作用,将经济激励与协议安全性紧密结合。

在启动之初,网络支持无需许可的blob发布——这些二进制大对象包含来自rollup和主权链的原始交易数据。这标志着Celestia正式开始扮演模块化区块链生态系统中共享数据可用性层的角色。

主网发布引发了广泛的开发者关注,特别是来自那些希望构建可扩展的第2层解决方案或独立rollup系统,而又不想继承第1层链计算负载或治理结构的项目。

路线图和生态系统增长

在主网启动后,Celestia致力于扩展其生态系统并支持集成其模块化架构的项目。其发展路线图包括多blob支持、提升DAS效率以及增强与各类rollup框架的互操作性。Celestia持续强调开源工具和模块化SDK(如Rollkit)的重要性,这些工具使开发者能够更便捷地在Celestia的数据层上部署自定义执行环境。

其长期愿景是为模块化区块链创建一个共享、去中心化的基础——在这一基础上,数据可用性成为一种公共设施,而执行层面的创新可以独立于任何单一基础层进行。

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