Celestia 区块链

区块链三难困境是一个广为人知的概念，由以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 最初提出。它指的是区块链的三个主要目标是安全性、可扩展性和去中心化。问题在于，区块链在实现其中一个特性时，必然会影响到其他特性。

这是传统区块链僵化的架构所致。换句话说，像以太坊和比特币这样的整体式区块链，其数据可用性、共识、执行和结算都由同一个区块链处理。

问题就出在这里：随着区块链数据量的增加，数据可用性成为网络可扩展性的主要障碍。为了提高吞吐量，它们必须牺牲安全性或去中心化。

模块化区块链可以解决这个问题。而其他链负责不同的任务，模块化区块链则专注于整体式区块链会处理的某一项任务。模块化区块链的最佳示例之一是区块链 Rollup，它仅专注于交易执行，而将其余工作留给其基础链。

Celestia 是另一种模块化区块链。它专注于实现共识和数据可用性。那么，Celestia 是如何运作的呢？它能否帮助解决区块链的可扩展性问题？在深入了解 Celestia 是什么之前，让我们先审视一下 Celestia 存在的理由。

数据可用性：是什么？

要理解它试图解决的问题，您必须了解数据可用性要求如何影响可扩展性。

换句话说，数据可用性描述了保证区块链的所有数据都存储在链上并对所有用户可用的过程。这允许任何人访问交易数据并审计链，这对网络的安全性至关重要。

那么，数据可用性与区块链可扩展性之间有什么关系呢？对于像以太坊这样的整体式区块链，数据可用性得到了保证，因为网络中的每个节点都保存着整个区块链的副本。每个完整节点都需要保存网络生命周期内发生的所有交易的记录。

即使安全性极高，这也会限制网络的运行速度。每个节点都承受着过大的压力。在整体式区块链中，加速交易的唯一方法是提高完整节点的硬件规格。问题是，这会导致完整节点数量减少，从而对安全性和去中心化产生负面影响。

本质上，Celestia 就像 Rollup 分担交易工作一样，分担数据可用性工作来解决这个问题。但在深入了解技术细节之前，让我们先讨论一下 Celestia 是什么。

Celestia：是什么？

“Celestia 是世界上第一个数据可用性区块链网络。它通过利用模块化区块链框架并将数据可用性与交易执行分离，解决了传统区块链的可扩展性问题。”

换句话说，Celestia 不是多面手。区块链不负责交易的执行、结算或有效性验证。它唯一的责任是确保交易数据对所有参与方都是可访问的，以便进行验证。因此，交易执行 Rollup 和第二层区块链可以连接到 Celestia 并共享它们的交易历史。

Celestia 的历史

• Celestia 基于 Mustafa Al-Bassam 于 2019 年发表的白皮书 LazyLedger。Lazy Ledger 的理念是它只作为一个数据可用性层，不执行任何处理或执行工作。
• 之后，Al-Bassam 决定组建一个团队来开发他的加密货币项目，并邀请 Ismail Khoffi 和 John Adler 加入成为联合创始人。Ismail Khoffi 是 Cosmos 生态系统的主要开发者之一，而 John Adler 则专注于乐观 Rollup 技术。该项目于 2021 年更名为“Celestia”，并于 2023 年 10 月 31 日正式上线主网。
• Bain Capital Crypto、Coinbase Ventures 和 Jump Crypto 等知名加密货币公司都支持 Celestia。Celestia 推出后的首次成功证明了该产品的热度。事实上，在 2023 年 10 月 31 日主网上线后，到 2023 年 12 月中旬，其原生代币 TIA 的价值已上涨 500%。
• Polygon Labs 于 2023 年 12 月宣布 Celestia 将集成到 Polygon Chain Development Kit (CDK) 中。得益于此次集成，Polygon 开发者现在可以将 Celestia 作为插件组件使用。此外，Celestia 还与 Optimism Labs 合作，使使用 Optimism Stack 开发的 Rollup 能够使用任何区块链，包括 Celestia，作为数据可用性层。
• 2024 年 2 月，Celestia 成为第一个被添加到 Arbitrum Orbit 协议层以外的项目。得益于此连接，开发者现在可以将 Celestia 作为 Arbitrum Rollup 的数据可用性层，与 Arbitrum AnyTrust 结合使用。

TIA 代币：是什么？

随着 2023 年 10 月主网上线，Celestia 推出了其原生代币 TIA，初始价格约为 2 美元。

TIA 代币有三个主要用途。由于 Celestia 是权益证明 (PoS) 网络，TIA 对维护网络安全至关重要。代币持有者可以通过质押 TIA 来参与 Celestia 的治理和共识过程。此外，开发者可以使用 TIA 来支付 Celestia 的数据可用性服务费用。此外，TIA 还可以作为 Gas 费用代币，供开发者在 Celestia 上推出 Rollup。

TIA 的总供应量为 10 亿枚，目前约有 1.7 亿枚在流通。略多于 6000 万枚 TIA，约占总供应量的 6%，被空投给了重要的社区成员、学者和开发者。由于其被设计为通缩代币，该代币的总供应量将逐渐减少。

Celestia 如何运作？

既然您已经了解了 Celestia 网络的基础知识，那么让我们来研究一下它的技术。如您所知，它是一个模块化区块链。它的运行依赖于几个关键组件：

• 数据可用性证明
  如前所述，对于典型区块链上的节点验证交易，必须下载所有网络数据。完整节点就是具有这种能力的资源密集型节点。
  另一方面，轻节点是另一种类型的节点。它们无法验证交易或下载区块内容，但可以获取区块头。因此，它们比完整节点更容易管理，这有助于提高网络的扩展性。然而，由于它们无法访问区块数据来验证交易，因此安全性远不如完整节点。
  Celestia 开发的数据可用性证明，为轻节点提供了一种在不下载整个数据集的情况下确认区块链上区块数据存在的方法。
  数据可用性证明通过纠删码和数据可用性采样这两个过程来实现。
• 纠删码
  该过程包括对一个区块进行纠删码处理，以增加其数据量。例如，我们可以将一个 1MB 的数据区块添加 1MB 的纠删码，使其成为一个 2MB 的区块。只要保留 50% 的数据，纠删码就可以恢复整个区块。
  假设一个恶意区块生产者试图通过删除区块中的一些数据来在区块链中插入欺诈性交易。由于纠删码，现在恶意参与者需要删除超过 50% 的区块数据才能尝试将其交易混入。下一步是轻节点如何执行此操作，这是数据可用性验证的下一阶段。
• 数据可用性采样
  轻节点在一个称为数据可用性采样的过程中，从纠删码区块下载微小、随机的数据样本。如果下载尝试失败，节点会拒绝该区块，因为它认为该区块数据已被省略。轻节点在仅进行七轮随机采样后，就可以有 99% 的把握确定没有区块数据缺失。
  正是由于这些过程，Celestia 才具有高度的可扩展性。

Celestia 的优势

1. 可访问性

• Celestia 分离了执行和结算层，专注于交易数据可用性。通过实现具有自己执行和结算条款的独特区块链和应用程序，开发人员可以测试新想法。
• 此外，通过降低伴随的开销，Celestia 使部署区块链和 Rollup 变得更加便捷。大规模数据处理和归档可能成本高昂且资源消耗大。由于数据可用性采样，节点可以通过较少的资源进行运行。

2. 协作性

Celestia 与任何 Rollup 或第二层区块链兼容，无论其结算方式如何。此外，它还与各种开发工具兼容，例如 Optimism Stack 和 Polygon CDK。任何使用 Arbitrum、Optimism 或 Ethereum 进行结算的 Rollup 都可以将其交易发布到 Celestia。第二层区块链和 Rollup 在 Celestia 上发布交易数据时，需要提供数据可用性证明。这些加密证明在不披露实际数据的情况下，证明某个数据集是真实且可访问的。连接到 Celestia 的所有第二层区块链和 Rollup 都可以相互验证数据可用性证明。这为这些链打开了一个间接通信的渠道。

Celestia 的缺点

未经实战检验

Celestia 尚处于早期阶段。根据官方文档，Celestia 是一项“雄心勃勃的新技术”。此外，用户被警告要预期“偶尔的不稳定或性能下降”。

即使没有重大的技术问题，现在也为时过早，无法确定该项目的长期可行性和采用前景。虽然 Solana 和其他整体式区块链已经成熟且经济高效，但 Celestia 的模块化区块链为区块链扩展问题提供了一种新颖的解决方案。换句话说，Celestia 已经面临激烈的竞争。

Celestia 网络的前景

Celestia 有宏伟的目标。其首要目标是将区块大小从启动时的 2MB 扩展到 1GB。它还旨在拥有十亿个轻节点和足够的数据吞吐量以支持一百万个 Rollup。它还打算支持这些轻节点在智能手机上运行。

尽管面临竞争，Celestia 已经在加密货币市场中取得了显著的成就。Celestia 已经被集成到许多 Rollups-as-a-Service (RaaS) 企业的生态系统中。其中，AltLayer、Caldera、Vistara、Gateway 和 Snapchain 是最知名的项目。

当然，您需要一些 TIA 才能访问 Celestia 生态系统的其余部分。幸运的是，Ledger 的 Celestia 钱包使管理您的 TIA 变得简单。如果您正在尝试第二层区块链和 Rollup，Ledger 支持无限数量的链，并允许您创建多个账户。此外，您可以使用一个设备来管理所有这些。