В архітектурі Celestia
Цей модуль досліджує технічні основи Celestia, включаючи її основні функції, дизайн валідатора та механіку дискретизації доступності даних (DAS). У ньому пояснюється, як Celestia зберігає дані у вигляді хмар, як Blobstream дозволяє крос-чейн інтеграцію з Ethereum, а також як мережа підтримує децентралізацію та стійкість до цензури. Модуль ілюструє, як Celestia досягає масштабованості без шкоди для довіри чи доступності.
Основні ролі — Що насправді робить Celestia
Celestia виконує дві фундаментальні функції в стеку блокчейну: консенсус та доступність даних. Він свідомо виключає виконання смарт-контрактів, зберігання стану та логіку розрахунків. Цей вузький обсяг не є обмеженням, а свідомим архітектурним рішенням, яке відповідає модулярному дизайну Celestia. Спеціалізуючись лише на двох ролях, Celestia досягає більшої масштабованості, ефективності та гнучкості для зовнішніх ланцюжків, які покладаються на нього як на базовий рівень.
Узгодження без виконання
У Celestia консенсус означає процес упорядкування блоків і забезпечення того, що валідатори погоджуються з порядком та включенням блоків даних. Celestia використовує алгоритм консенсусу, заснований на алгоритмі Тендермінт, який є дериватом від алгоритму відповідальності за вади Візантії, добре протестованим та розробленим для забезпечення безпеки мережі навіть у випадку наявності несправних або зловмисних вузлів.
Критична різниця між Celestia та традиційним ланцюжком рівня 1, таким як Ethereum, полягає в тому, що валідатори Celestia не інтерпретують або виконують транзакції, які вони отримують. Вони просто погоджуються щодо порядку, в якому з'являються дані, та підтверджують, що вони опубліковані. Це зменшує обчислювальне навантаження на валідаторів та усуває потребу у виконанні змінного обчислення, що дозволяє швидшу та більш масштабовану продукцію блоків.
Наявність даних як основна функція
Другою ключовою роллю Celestia є доступність даних - забезпечення того, що всі опубліковані дані (зазвичай блоби транзакцій зовнішніх ланцюгів) доступні для будь-кого в мережі. Доступність даних є фундаментальним вимогам для будь-якої блокчейн-системи, оскільки користувачі та легкі клієнти повинні мати змогу перевірити, що дані за кожним блоком є повними та не цензурними або збереженими.
Celestia вводить нове рішення цього виклику через вибіркове відтворення доступності даних (DAS), що дозволяє легким клієнтам ймовірнісно перевірити, що повний блок даних доступний шляхом вибіркового вибору невеликих, випадково обраних частин даних. Це означає, що навіть пристрої з обмеженим пропускною здатністю та сховищем можуть незалежно перевірити, що ланцюг працює чесно, значно покращуючи децентралізацію та знижуючи бар'єр для участі в мережі.
Нестандартна інфраструктура за дизайном
Celestia не зберігає глобальний стан або не відстежує баланси користувачів, смарт-контракти або результати виконання. Вона не перевіряє, чи є транзакція правильною, і не надає жодної логіки для вирішення суперечок або остаточності врегулювання. Ці обов'язки повністю делегуються шари виконання, побудовані на основі Celestia — чи то загальнопризначені rollups, домен-специфічні ланцюжки, чи експериментальні рантайми блокчейну.
В результаті Celestia працює як бездержавний інфраструктурний рівень. Вона публікує та організовує дані, але залишається агностичною до їх змісту. Це дозволяє розробникам додатків будувати високоякісні індивідуальні ланцюги, використовуючи свої улюблені віртуальні машини (наприклад, EVM, WASM або SVM), правила консенсусу та моделі управління, при цьому використовуючи безпечний та масштабований публікаційний рівень Celestia.
Забезпечення модульної екосистеми
Оскільки Celestia роз'єднує консенсус та доступність даних від виконання та розрахунків, це дозволяє створювати модулярну екосистему блокчейну. Розробники можуть запускати середовища виконання (наприклад, rollups або суверенні ланцюжки) без необхідності будувати повний протокол консенсусу або турбуватися про доступність даних. Ці компоненти взаємодіють з Celestia як базовим шаром, покладаючись на нього для впорядкування та публікації своїх блочних даних.
Цей підхід усуває потребу в тому, щоб блокчейни рівня 1 були системами універсального розміру. Замість цього він сприяє горизонтальному масштабуванню, де багато незалежних ланцюгів можуть працювати паралельно, спільно використовуючи загальний, легкий шар даних.
Вибіркове визначення доступності даних (DAS)
У блокчейн-системах доступність даних означає гарантію того, що всі дані блоку доступні кожному учаснику мережі. Це надзвичайно важливо, оскільки без доступу до базових даних користувачі та валідатори не можуть перевірити, що транзакції блоку є валідними. Якщо навіть невелика частина даних блоку прихована, стає неможливим довести, чи відбулося злочинна діяльність.
У традиційних монолітних блокчейнах повні вузли вирішують цю проблему, завантажуючи та зберігаючи всі дані блоку. Однак такий підхід стає все більш непрактичним зі зростанням розмірів блоків. Оскільки витрати на зберігання та передачу даних зростають, все менше учасників можуть дозволити собі запуск повних вузлів, що підриває децентралізацію та збільшує залежність від централізованих постачальників інфраструктури.
Celestia вирішує цю проблему за допомогою техніки, яку називають вибірковим зразком доступності даних (DAS). DAS дозволяє легким клієнтам - вузлам, які не зберігають повну історію блокчейну, перевіряти доступність всіх даних блоків без завантаження всього набору даних. Ця інновація є центральною для масштабованості та модулярної архітектури Celestia.
Як працює DAS
DAS Ҕствує на поєднанні кодування стирання та випадкового вибірки. Коли блок створюється на Celestia, його дані розбиваються на невеликі частини, кодуються за допомогою кодування стирання та розташовуються у двовимірному квадраті даних. Кодування стирання вводить зайвість, що дозволяє відновити початкові дані навіть якщо деякі частини відсутні. Це схоже на те, як працює зайвість даних у розподілених системах зберігання.
Після побудови та публікації квадратних даних легкі клієнти не повинні завантажувати весь квадрат. Замість цього вони випадковим чином запитують невеликі частини (або «вибірки») даних. Якщо виробник блоків є чесним, а дані дійсно доступні, то достатня кількість випадкових вибірок повернеться успішно. Якщо будь-яка частина блоку відсутня або прихована, тоді ймовірність виявлення стає високою, коли більше клієнтів виконує вибірку.
Математичні властивості кодування стирання та теорія вибіркового дискретизації забезпечують можливість виявлення недоступних або неповних даних за допомогою легких клієнтів з високим рівнем впевненості — без необхідності довіряти будь-якому конкретному валідатору або повному вузлу. Це робить DAS рішенням з мінімізацією довіри до проблеми доступності даних.
Масштабування без жертвування децентралізацією
Основна перевага DAS полягає в тому, що вона дозволяє Celestia підтримувати більші розміри блоків та вищу пропускну здатність даних без збільшення апаратних вимог для учасників мережі. Легкі клієнти можуть працювати на пристроях для споживачів, включаючи мобільні телефони та вбудовані системи, при цьому перевіряючи, що дані блоків публікуються правильно.
Ця здатність перевіряти доступність даних без завантаження повних блоків дозволяє горизонтальну масштабованість. Замість того, щоб один ланцюжок обробляв усю виконавчу діяльність, тисячі незалежних ланцюжків (таких як rollups або sovereign chains) можуть публікувати свої дані в Celestia, і користувачі можуть перевірити ці дані без запуску дорогого інфраструктури. Цей дизайн підтримує децентралізовану та масштабовану багатоланцюжкову екосистему.
Припущення про безпеку та довіру
DAS не усуває потребу в узгодженості або чесних валідаторах, але значно зменшує припущення про довіру, необхідні для перевірки правильної роботи системи. Легкі клієнти не потребують довіри до виробників блоків або покладаються на централізовані API. Вони незалежно вибирають мережу і можуть виявити будь-яку спробу цензурувати або приховати дані. Це підтримує стійкість до цензури та посилює модель безпеки ланцюжків, які використовують Celestia для доступності даних.
DAS також ускладнює завдання злоякісним валідаторам упустити можливість опублікувати неповні блоки. Оскільки виявлення є ймовірним та децентралізованим, атакувальник не може передбачити, які частини блоку будуть вибрані для вибіркового контролю. Навіть якщо вибірковий контроль проводять лише кілька клієнтів, шанси на виявлення залишаються високими.
Краплі та Потік крапель
Крапка
У Celestia дані не структуровані як традиційні транзакції блокчейну. Замість цього вони зберігаються і публікуються у вигляді блобів, що означаєбінарні великі об'єкти. Бло́к — це непрозорий фрагмент даних. Криптоплатформа Celestia не інтерпретує або не перевіряє їх вміст. Блоки просто заносяться в блокчейн для упорядкування та доступності.
Це відхід від традиційних ланцюгів рівня 1, таких як Ethereum, де кожна транзакція містить як дані, так і логіку, яку ланцюг повинен інтерпретувати та виконати. Celestia уникне виконання цілком. Вона розглядає блоки як навантаження, надані зовнішніми ланцюгами (наприклад, rollups), і гарантує лише те, що ці блоки доступні та розміщені у правильному порядку.
Blobs пропонують ефективну та мінімальну абстракцію для публікації даних блоків. Оскільки валідатори Celestia не зобов'язані розуміти вміст краплі, мережа досягає більшої масштабованості та нейтралітету. Середовища виконання, побудовані на основі Celestia, можуть визначати свої власні формати, віртуальні машини та правила консенсусу без обмежень від базового рівня.
Коли rollup або суверенний ланцюг надсилає дані до Celestia, він упаковує свій пакет транзакцій у краплю. Цю краплю потім надсилають на рівень доступності даних Celestia та включають у блок. Кожній краплі призначається простір імен — унікальний ідентифікатор, що дозволяє клієнтам фільтрувати та отримувати краплі, що стосуються їх конкретного ланцюга.
Крапля розщеплюється на менші частки, кодується за допомогою методу виправлення помилок та розміщується в двовимірному квадраті даних. Ця структура дозволяє легким клієнтам здійснювати вибірковий доступ до даних (DAS), забезпечуючи доступність всієї краплі без завантаження кожної частки. Після успішної публікації крапля стає постійним, впорядкованим записом на Celestia, доступним для будь-якого користувача, який використовує клієнт або перевіряючий пристрій.
Потік кульбаб
Blobstream - це механізм Celestia для передачі своїх крапель на інші блокчейн-мережі. Він діє як міст для доступності даних, дозволяючи Layer 2 rollups або іншим середовищам виконання використовувати Celestia для публікації даних, при цьому все ще покладаючись на окремий ланцюжок - зазвичай Ethereum - для вирішення та доказів шахрайства.
На практиці Blobstream дозволяє смарт-контрактам Ethereum перевіряти, що певний крапля був дійсно опублікований на Celestia та став доступним. Це досягається за допомогою легких клієнтів та криптографічних доказів, які з'єднують заголовки блоків та простори імен Celestia з Ethereum. Це дозволяє розширенням на основі Ethereum отримувати переваги від масштабного шару даних Celestia, не відмовляючись від гарантій безпеки та узгодження Ethereum.
Декілька проектів вже використовують Blobstream для відокремлення своєї логіки виконання від доступності даних. Наприклад, Manta Pacific, ланцюг zkEVM другого рівня, використовує Celestia як шар доступності даних через Blobstream, продовжуючи вирішувати завдання на Ethereum. Цей підхід дозволяє зменшити комісії та швидше публікування блоків, зберігаючи сумісність з екосистемою розумних контрактів Ethereum.
Blobstream ефективно створює гібридну модель: виконання відбувається на високопродуктивному rollup, доступність даних знаходиться на аутсорсінгу до Celestia, а врегулювання залишається прикріпленим до Ethereum. Ця архітектура підкреслює, як Celestia може бути використана не лише для суверенних rollups, але і для Ethereum-основаних L2s, які шукають спосіб розвантажити операції, що вимагають великої пропускної здатності.
Модель безпеки та децентралізації
Забезпечення безпеки на основі валідатора з доказом участі
Celestia працює на моделі консенсусу на підставі підтвердження стейку, використовуючи варіант алгоритму BFT (витривалий до вад) Tendermint. Валідатори у мережі ставлять на кону власний токен Celestia, $TIA, щоб брати участь у виробленні блоків та процесі консенсусу. Ці валідатори несуть відповідальність за запропонування та підписання блоків, які містять купки даних, надісланих роллапами та іншими ланцюжками.
Використання доказу ставки вирівнює інцентиви між учасниками мережі та безпекою протоколу. Валідатори винагороджуються за чесну поведінку та покарані за злоякісні дії, такі як подвійне підписання або незалучення до узгодження. Цей економічний механізм забезпечує, що валідатори діють в найкращих інтересах мережі та забезпечує міцний базовий рівень для упорядкування та захисту опублікованих даних.
На відміну від традиційних ланцюгів, валідатори Celestia не виконують транзакції або відстежують глобальний стан. Їх відповідальність обмежується перевіркою підписів, упорядкуванням блоків даних та забезпеченням відповідності вимогам форматування та доступності даних. Це зменшує їх обчислювальне навантаження, що дозволяє мережі масштабуватися без збільшення вимог до апаратного забезпечення.
Легкі клієнти та мінімізована довіра до перевірки
Однією з найважливіших функцій безпеки Celestia є підтримка легких клієнтів — вузлів, які не зберігають повну історію блокчейну або виконують транзакції, але все ще перевіряють включення блоку та доступність даних. З використанням вибіркового демонстрування доступності даних (DAS) легкі клієнти можуть незалежно підтвердити, що всі дані блоку доступні без повного їх завантаження.
Це означає, що користувачі та ланцюги додатків не повинні довіряти повним вузлам або покладатися на централізованих постачальників інфраструктури, щоб забезпечити цілісність мережі. Вони можуть працювати з власними легкими клієнтами на повсякденних пристроях, таких як смартфони або споживчі ноутбуки, і все ж перевіряти, що Celestia працює чесно.
Ця модель значно покращує децентралізацію. У багатьох блокчейнах повні вузли стали надто дорогими для запуску, концентруючи потужність валідації в декількох руках. Легка верифікація Celestia робить участь у мережі доступною для широкого кола користувачів, підвищуючи надійність та розподіл довіри.
Стійкість до цензури через DAS
Стійкість до цензури - це важлива властивість для будь-якої мережі блокчейн. Це забезпечує можливість публікації даних усіма користувачами і відсутність можливості для будь-якого суб'єкта приховати або вибірково приховати транзакції. У Celestia Data Availability Sampling відіграє центральну роль у захисті від цензури.
Тому що блоки даних розбиваються на менші частини та зайво кодуються за допомогою кодування стирання, зловмисний валідатор повинен утримувати значну частину блоку, щоб успішно його цензурувати. Однак DAS робить таку поведінку легко виявною. Легкі клієнти запитують випадкові частки даних, і якщо будь-яка частина блоба відсутня, клієнти можуть позначити блок як неповний або недоступний.
Ця система створює потужний стимул для валідаторів публікувати повні та чесні дані. Імовірнісний характер DAS гарантує, що навіть часткова цензура може бути виявлена, особливо зі збільшенням числа клієнтів вибірки.
Низькі вимоги до апаратного забезпечення та доступна участь
Ще одним аспектом децентралізації є доступність апаратного забезпечення. У багатьох блокчейн-мережах вартість запуску валідатора або повного вузла включає значне сховище, пропускну здатність та обчислювальну потужність. Це створює перешкоди для звичайних користувачів та концентрує відповідальність за валідацію серед невеликої кількості інституційних учасників.
Мінімалістичний дизайн Celestia уникав цих проблем. Валідатори не виконують виконання, а легкі клієнти не потребують повного зберігання ланцюжка. Результатом є мережа, яку можна захистити та перевірити за допомогою стандартного обладнання, без спеціалізованого або дорогого обладнання. Це дозволяє більш широку участь в різних географічних областях та рівнях доходу, сприяючи більш здоровій та децентралізованій мережі.
В архітектурі Celestia
Цей модуль досліджує технічні основи Celestia, включаючи її основні функції, дизайн валідатора та механіку дискретизації доступності даних (DAS). У ньому пояснюється, як Celestia зберігає дані у вигляді хмар, як Blobstream дозволяє крос-чейн інтеграцію з Ethereum, а також як мережа підтримує децентралізацію та стійкість до цензури. Модуль ілюструє, як Celestia досягає масштабованості без шкоди для довіри чи доступності.
Основні ролі — Що насправді робить Celestia
Celestia виконує дві фундаментальні функції в стеку блокчейну: консенсус та доступність даних. Він свідомо виключає виконання смарт-контрактів, зберігання стану та логіку розрахунків. Цей вузький обсяг не є обмеженням, а свідомим архітектурним рішенням, яке відповідає модулярному дизайну Celestia. Спеціалізуючись лише на двох ролях, Celestia досягає більшої масштабованості, ефективності та гнучкості для зовнішніх ланцюжків, які покладаються на нього як на базовий рівень.
Узгодження без виконання
У Celestia консенсус означає процес упорядкування блоків і забезпечення того, що валідатори погоджуються з порядком та включенням блоків даних. Celestia використовує алгоритм консенсусу, заснований на алгоритмі Тендермінт, який є дериватом від алгоритму відповідальності за вади Візантії, добре протестованим та розробленим для забезпечення безпеки мережі навіть у випадку наявності несправних або зловмисних вузлів.
Критична різниця між Celestia та традиційним ланцюжком рівня 1, таким як Ethereum, полягає в тому, що валідатори Celestia не інтерпретують або виконують транзакції, які вони отримують. Вони просто погоджуються щодо порядку, в якому з'являються дані, та підтверджують, що вони опубліковані. Це зменшує обчислювальне навантаження на валідаторів та усуває потребу у виконанні змінного обчислення, що дозволяє швидшу та більш масштабовану продукцію блоків.
Наявність даних як основна функція
Другою ключовою роллю Celestia є доступність даних - забезпечення того, що всі опубліковані дані (зазвичай блоби транзакцій зовнішніх ланцюгів) доступні для будь-кого в мережі. Доступність даних є фундаментальним вимогам для будь-якої блокчейн-системи, оскільки користувачі та легкі клієнти повинні мати змогу перевірити, що дані за кожним блоком є повними та не цензурними або збереженими.
Celestia вводить нове рішення цього виклику через вибіркове відтворення доступності даних (DAS), що дозволяє легким клієнтам ймовірнісно перевірити, що повний блок даних доступний шляхом вибіркового вибору невеликих, випадково обраних частин даних. Це означає, що навіть пристрої з обмеженим пропускною здатністю та сховищем можуть незалежно перевірити, що ланцюг працює чесно, значно покращуючи децентралізацію та знижуючи бар'єр для участі в мережі.
Нестандартна інфраструктура за дизайном
Celestia не зберігає глобальний стан або не відстежує баланси користувачів, смарт-контракти або результати виконання. Вона не перевіряє, чи є транзакція правильною, і не надає жодної логіки для вирішення суперечок або остаточності врегулювання. Ці обов'язки повністю делегуються шари виконання, побудовані на основі Celestia — чи то загальнопризначені rollups, домен-специфічні ланцюжки, чи експериментальні рантайми блокчейну.
В результаті Celestia працює як бездержавний інфраструктурний рівень. Вона публікує та організовує дані, але залишається агностичною до їх змісту. Це дозволяє розробникам додатків будувати високоякісні індивідуальні ланцюги, використовуючи свої улюблені віртуальні машини (наприклад, EVM, WASM або SVM), правила консенсусу та моделі управління, при цьому використовуючи безпечний та масштабований публікаційний рівень Celestia.
Забезпечення модульної екосистеми
Оскільки Celestia роз'єднує консенсус та доступність даних від виконання та розрахунків, це дозволяє створювати модулярну екосистему блокчейну. Розробники можуть запускати середовища виконання (наприклад, rollups або суверенні ланцюжки) без необхідності будувати повний протокол консенсусу або турбуватися про доступність даних. Ці компоненти взаємодіють з Celestia як базовим шаром, покладаючись на нього для впорядкування та публікації своїх блочних даних.
Цей підхід усуває потребу в тому, щоб блокчейни рівня 1 були системами універсального розміру. Замість цього він сприяє горизонтальному масштабуванню, де багато незалежних ланцюгів можуть працювати паралельно, спільно використовуючи загальний, легкий шар даних.
Вибіркове визначення доступності даних (DAS)
У блокчейн-системах доступність даних означає гарантію того, що всі дані блоку доступні кожному учаснику мережі. Це надзвичайно важливо, оскільки без доступу до базових даних користувачі та валідатори не можуть перевірити, що транзакції блоку є валідними. Якщо навіть невелика частина даних блоку прихована, стає неможливим довести, чи відбулося злочинна діяльність.
У традиційних монолітних блокчейнах повні вузли вирішують цю проблему, завантажуючи та зберігаючи всі дані блоку. Однак такий підхід стає все більш непрактичним зі зростанням розмірів блоків. Оскільки витрати на зберігання та передачу даних зростають, все менше учасників можуть дозволити собі запуск повних вузлів, що підриває децентралізацію та збільшує залежність від централізованих постачальників інфраструктури.
Celestia вирішує цю проблему за допомогою техніки, яку називають вибірковим зразком доступності даних (DAS). DAS дозволяє легким клієнтам - вузлам, які не зберігають повну історію блокчейну, перевіряти доступність всіх даних блоків без завантаження всього набору даних. Ця інновація є центральною для масштабованості та модулярної архітектури Celestia.
Як працює DAS
DAS Ҕствує на поєднанні кодування стирання та випадкового вибірки. Коли блок створюється на Celestia, його дані розбиваються на невеликі частини, кодуються за допомогою кодування стирання та розташовуються у двовимірному квадраті даних. Кодування стирання вводить зайвість, що дозволяє відновити початкові дані навіть якщо деякі частини відсутні. Це схоже на те, як працює зайвість даних у розподілених системах зберігання.
Після побудови та публікації квадратних даних легкі клієнти не повинні завантажувати весь квадрат. Замість цього вони випадковим чином запитують невеликі частини (або «вибірки») даних. Якщо виробник блоків є чесним, а дані дійсно доступні, то достатня кількість випадкових вибірок повернеться успішно. Якщо будь-яка частина блоку відсутня або прихована, тоді ймовірність виявлення стає високою, коли більше клієнтів виконує вибірку.
Математичні властивості кодування стирання та теорія вибіркового дискретизації забезпечують можливість виявлення недоступних або неповних даних за допомогою легких клієнтів з високим рівнем впевненості — без необхідності довіряти будь-якому конкретному валідатору або повному вузлу. Це робить DAS рішенням з мінімізацією довіри до проблеми доступності даних.
Масштабування без жертвування децентралізацією
Основна перевага DAS полягає в тому, що вона дозволяє Celestia підтримувати більші розміри блоків та вищу пропускну здатність даних без збільшення апаратних вимог для учасників мережі. Легкі клієнти можуть працювати на пристроях для споживачів, включаючи мобільні телефони та вбудовані системи, при цьому перевіряючи, що дані блоків публікуються правильно.
Ця здатність перевіряти доступність даних без завантаження повних блоків дозволяє горизонтальну масштабованість. Замість того, щоб один ланцюжок обробляв усю виконавчу діяльність, тисячі незалежних ланцюжків (таких як rollups або sovereign chains) можуть публікувати свої дані в Celestia, і користувачі можуть перевірити ці дані без запуску дорогого інфраструктури. Цей дизайн підтримує децентралізовану та масштабовану багатоланцюжкову екосистему.
Припущення про безпеку та довіру
DAS не усуває потребу в узгодженості або чесних валідаторах, але значно зменшує припущення про довіру, необхідні для перевірки правильної роботи системи. Легкі клієнти не потребують довіри до виробників блоків або покладаються на централізовані API. Вони незалежно вибирають мережу і можуть виявити будь-яку спробу цензурувати або приховати дані. Це підтримує стійкість до цензури та посилює модель безпеки ланцюжків, які використовують Celestia для доступності даних.
DAS також ускладнює завдання злоякісним валідаторам упустити можливість опублікувати неповні блоки. Оскільки виявлення є ймовірним та децентралізованим, атакувальник не може передбачити, які частини блоку будуть вибрані для вибіркового контролю. Навіть якщо вибірковий контроль проводять лише кілька клієнтів, шанси на виявлення залишаються високими.
Краплі та Потік крапель
Крапка
У Celestia дані не структуровані як традиційні транзакції блокчейну. Замість цього вони зберігаються і публікуються у вигляді блобів, що означаєбінарні великі об'єкти. Бло́к — це непрозорий фрагмент даних. Криптоплатформа Celestia не інтерпретує або не перевіряє їх вміст. Блоки просто заносяться в блокчейн для упорядкування та доступності.
Це відхід від традиційних ланцюгів рівня 1, таких як Ethereum, де кожна транзакція містить як дані, так і логіку, яку ланцюг повинен інтерпретувати та виконати. Celestia уникне виконання цілком. Вона розглядає блоки як навантаження, надані зовнішніми ланцюгами (наприклад, rollups), і гарантує лише те, що ці блоки доступні та розміщені у правильному порядку.
Blobs пропонують ефективну та мінімальну абстракцію для публікації даних блоків. Оскільки валідатори Celestia не зобов'язані розуміти вміст краплі, мережа досягає більшої масштабованості та нейтралітету. Середовища виконання, побудовані на основі Celestia, можуть визначати свої власні формати, віртуальні машини та правила консенсусу без обмежень від базового рівня.
Коли rollup або суверенний ланцюг надсилає дані до Celestia, він упаковує свій пакет транзакцій у краплю. Цю краплю потім надсилають на рівень доступності даних Celestia та включають у блок. Кожній краплі призначається простір імен — унікальний ідентифікатор, що дозволяє клієнтам фільтрувати та отримувати краплі, що стосуються їх конкретного ланцюга.
Крапля розщеплюється на менші частки, кодується за допомогою методу виправлення помилок та розміщується в двовимірному квадраті даних. Ця структура дозволяє легким клієнтам здійснювати вибірковий доступ до даних (DAS), забезпечуючи доступність всієї краплі без завантаження кожної частки. Після успішної публікації крапля стає постійним, впорядкованим записом на Celestia, доступним для будь-якого користувача, який використовує клієнт або перевіряючий пристрій.
Потік кульбаб
Blobstream - це механізм Celestia для передачі своїх крапель на інші блокчейн-мережі. Він діє як міст для доступності даних, дозволяючи Layer 2 rollups або іншим середовищам виконання використовувати Celestia для публікації даних, при цьому все ще покладаючись на окремий ланцюжок - зазвичай Ethereum - для вирішення та доказів шахрайства.
На практиці Blobstream дозволяє смарт-контрактам Ethereum перевіряти, що певний крапля був дійсно опублікований на Celestia та став доступним. Це досягається за допомогою легких клієнтів та криптографічних доказів, які з'єднують заголовки блоків та простори імен Celestia з Ethereum. Це дозволяє розширенням на основі Ethereum отримувати переваги від масштабного шару даних Celestia, не відмовляючись від гарантій безпеки та узгодження Ethereum.
Декілька проектів вже використовують Blobstream для відокремлення своєї логіки виконання від доступності даних. Наприклад, Manta Pacific, ланцюг zkEVM другого рівня, використовує Celestia як шар доступності даних через Blobstream, продовжуючи вирішувати завдання на Ethereum. Цей підхід дозволяє зменшити комісії та швидше публікування блоків, зберігаючи сумісність з екосистемою розумних контрактів Ethereum.
Blobstream ефективно створює гібридну модель: виконання відбувається на високопродуктивному rollup, доступність даних знаходиться на аутсорсінгу до Celestia, а врегулювання залишається прикріпленим до Ethereum. Ця архітектура підкреслює, як Celestia може бути використана не лише для суверенних rollups, але і для Ethereum-основаних L2s, які шукають спосіб розвантажити операції, що вимагають великої пропускної здатності.
Модель безпеки та децентралізації
Забезпечення безпеки на основі валідатора з доказом участі
Celestia працює на моделі консенсусу на підставі підтвердження стейку, використовуючи варіант алгоритму BFT (витривалий до вад) Tendermint. Валідатори у мережі ставлять на кону власний токен Celestia, $TIA, щоб брати участь у виробленні блоків та процесі консенсусу. Ці валідатори несуть відповідальність за запропонування та підписання блоків, які містять купки даних, надісланих роллапами та іншими ланцюжками.
Використання доказу ставки вирівнює інцентиви між учасниками мережі та безпекою протоколу. Валідатори винагороджуються за чесну поведінку та покарані за злоякісні дії, такі як подвійне підписання або незалучення до узгодження. Цей економічний механізм забезпечує, що валідатори діють в найкращих інтересах мережі та забезпечує міцний базовий рівень для упорядкування та захисту опублікованих даних.
На відміну від традиційних ланцюгів, валідатори Celestia не виконують транзакції або відстежують глобальний стан. Їх відповідальність обмежується перевіркою підписів, упорядкуванням блоків даних та забезпеченням відповідності вимогам форматування та доступності даних. Це зменшує їх обчислювальне навантаження, що дозволяє мережі масштабуватися без збільшення вимог до апаратного забезпечення.
Легкі клієнти та мінімізована довіра до перевірки
Однією з найважливіших функцій безпеки Celestia є підтримка легких клієнтів — вузлів, які не зберігають повну історію блокчейну або виконують транзакції, але все ще перевіряють включення блоку та доступність даних. З використанням вибіркового демонстрування доступності даних (DAS) легкі клієнти можуть незалежно підтвердити, що всі дані блоку доступні без повного їх завантаження.
Це означає, що користувачі та ланцюги додатків не повинні довіряти повним вузлам або покладатися на централізованих постачальників інфраструктури, щоб забезпечити цілісність мережі. Вони можуть працювати з власними легкими клієнтами на повсякденних пристроях, таких як смартфони або споживчі ноутбуки, і все ж перевіряти, що Celestia працює чесно.
Ця модель значно покращує децентралізацію. У багатьох блокчейнах повні вузли стали надто дорогими для запуску, концентруючи потужність валідації в декількох руках. Легка верифікація Celestia робить участь у мережі доступною для широкого кола користувачів, підвищуючи надійність та розподіл довіри.
Стійкість до цензури через DAS
Стійкість до цензури - це важлива властивість для будь-якої мережі блокчейн. Це забезпечує можливість публікації даних усіма користувачами і відсутність можливості для будь-якого суб'єкта приховати або вибірково приховати транзакції. У Celestia Data Availability Sampling відіграє центральну роль у захисті від цензури.
Тому що блоки даних розбиваються на менші частини та зайво кодуються за допомогою кодування стирання, зловмисний валідатор повинен утримувати значну частину блоку, щоб успішно його цензурувати. Однак DAS робить таку поведінку легко виявною. Легкі клієнти запитують випадкові частки даних, і якщо будь-яка частина блоба відсутня, клієнти можуть позначити блок як неповний або недоступний.
Ця система створює потужний стимул для валідаторів публікувати повні та чесні дані. Імовірнісний характер DAS гарантує, що навіть часткова цензура може бути виявлена, особливо зі збільшенням числа клієнтів вибірки.
Низькі вимоги до апаратного забезпечення та доступна участь
Ще одним аспектом децентралізації є доступність апаратного забезпечення. У багатьох блокчейн-мережах вартість запуску валідатора або повного вузла включає значне сховище, пропускну здатність та обчислювальну потужність. Це створює перешкоди для звичайних користувачів та концентрує відповідальність за валідацію серед невеликої кількості інституційних учасників.
Мінімалістичний дизайн Celestia уникав цих проблем. Валідатори не виконують виконання, а легкі клієнти не потребують повного зберігання ланцюжка. Результатом є мережа, яку можна захистити та перевірити за допомогою стандартного обладнання, без спеціалізованого або дорогого обладнання. Це дозволяє більш широку участь в різних географічних областях та рівнях доходу, сприяючи більш здоровій та децентралізованій мережі.