Celestia 是第一个真正的模块化区块链。“它的愿景是将 Cosmos 的主权互操作区与具有共享安全性的以汇总为中心的以太坊结合起来”。

Celestia 通过将执行与共识解耦并引入数据可用性采样来进行扩展。这使得 Celestia 能够模仿 BitTorrent 的特性，BitTorrent 是迄今为止最具扩展性和去中心化的协议之一。在可预见的未来，Celestia 有望切实支持任何潜在的用户需求，同时保持验证成本相当稳定。

将区块链重新想象为模块化堆栈具有超出可扩展性的影响。Celestia 的独特优势包括信任最小化桥梁、主权链、高效的资源定价、更简单的治理、轻松的链部署和灵活的虚拟机。

模块化区块链是区块链设计的范式转变，我们预计它们的网络效应在未来几年内将变得越来越明显。特别是 Celestia 的主网预计将于 2023 年推出。

Celestia 的工作原理

Celestia 的诞生是为了寻找以下问题的答案：“区块链至少可以做些什么来为其他区块链（即汇总rollup）提供共享安全性？”

通常，共识和有效性是同一回事。然而，很可能将这些概念视为独立的。有效性规则决定哪些交易被认为是有效的，而共识允许节点就有效交易的顺序达成一致。

就像任何 L1 区块链一样，Celestia 实施共识协议 (Tendermint) 来排序交易。然而，与典型的区块链不同，Celestia 不会推理这些交易的有效性，也不负责执行它们。Celestia 平等对待所有交易；如果交易支付了必要的费用，它就会接受、订购并复制它。

所有交易有效性规则均由汇总节点在客户端强制执行。Rollup 节点监控 Celestia 以识别并下载属于它们的交易。然后，他们执行它们来计算其状态（例如确定每个人的帐户余额）。如果有任何交易被汇总节点认为无效，它们就会忽略它们。

Celestia 解决了数据可用性问题

Celestia 具有极高的可扩展性，因为该可用性规则可以由资源有限的轻节点自主执行。这是通过称为数据可用性采样的新颖过程来完成的。

数据可用性采样 (DAS)

DAS 依赖于一种长期存在的数据保护技术，称为纠删码。虽然 Celestia 实现纠删码的方式超出了本报告的范围，但了解其基本原理非常重要。

将纠删码应用于一段数据可以以一种可以从扩展数据的固定部分恢复原始数据的方式对其进行扩展。例如，一段数据可以被擦除编码以使其大小加倍，并且可以从*任何*50% 的扩展数据中完全恢复。通过以特定方式对块进行纠删码，Celestia 使资源有限的轻节点能够从块中随机采样一些固定的小尺寸数据块，并具有高概率保证所有其他块已可供网络使用。这种概率保证归功于参与采样过程的节点数量。

将 DAS 视为一种游戏，其中恶意区块生产者试图将数据隐藏在区块中而不被轻节点注意到。区块生产者发布标头。根据标头中提交的数据根，每个轻节点开始从块中请求随机块（以及证明块中包含数据的相应 Merkle 证明）。

游戏有两种结果：

1. 数据已可用 ->恶意区块生产者根据轻节点请求从区块中释放区块。释放的块通过网络传播。虽然每个采样轻节点仅采样少量块，但考虑到它们共同采样的块超过纠删码块的 25%，网络中任何诚实的全节点都将能够从广播块中恢复原始块。随着完整的块现在可供网络使用，所有轻节点最终将看到它们的采样测试成功，并确信标头后面的完整数据确实已可供全节点使用。

通过自主验证数据是否可用，轻节点现在可以完全依赖欺诈/有效性证明，因为它们知道任何单个诚实的完整节点都可以为它们生成这些证明。

2. 数据被扣留 ->恶意区块生产者不释放请求的区块。轻节点注意到它们的采样测试失败。

请注意，这不再对安全构成严重威胁，因为恶意共识无法再欺骗轻节点接受全节点拒绝的链。因此，丢失数据的块将显示为完整和数据采样轻节点的活性故障。在这种情况下，可以通过所有区块链的终极安全机制 — — 社会共识来安全地恢复链。

总而言之，在任何一种情况下，完整的数据采样轻节点最终都将遵循相同的链，因此在几乎相同的安全保证下运行。

模块化 Celestia Stack 的特性

现在我们已经介绍了 Celestia 的工作原理，让我们来看看模块化区块链的好处。将区块链重新想象为模块化堆栈的意义超出了纯粹的 DA 可扩展性。下面我们介绍了模块化 Celestia 堆栈的 8 个独特设计属性，这些属性可能不会立即显而易见。

自我主权

如今 Rollups 作为以太坊的婴儿链运行。这是因为他们将标头发布在以太坊上，并且他们的欺诈/有效性证明在链上执行。因此，它们的规范状态是由以太坊上的一系列智能合约决定的。

认识到这一点很重要，因为这意味着汇总必须默认具有链上治理机制。然而，链上治理存在选民参与度较低、买票、中心化等风险。由于这些复杂性，链上治理尚未被大多数区块链采用作为首选治理方法。

Celestia 上的 Rollups 的运作方式截然不同。正如我们之前看到的，Celestia 对其存储的数据没有任何意义，并将所有解释留给汇总节点。因此，Celestia 上汇总的规范状态是由选择运行特定客户端软件的节点独立确定的。事实上，这正是当今 L1 区块链的普遍运作方式。

因此，Celestia 上的 Rollup 本质上是自我主权的区块链。通过升级软件并选择以不同的方式理解底层数据，节点可以自由地进行硬/软分叉。例如，如果汇总社区正在就区块大小或代币供应的变化进行有争议的争论，反对派可以更新他们的软件以遵循不同的有效性规则。当我们思考其更深层次的含义时，您会注意到这个功能比看起来更令人兴奋。

在一级区块链领域，有争议的硬分叉通常被认为风险很大，因为分叉链最终会削弱其安全性。因此，人们常常不惜一切代价避免分叉，从而抑制实验。

在区块链历史上，Celestia 首次为区块链带来了分叉的能力，而无需担心安全性稀释。这是因为所有分叉最终都将使用相同的 DA 层，而不会放弃Celestia 共识层的安全优势。想象一下，如果区块链从一开始就这样运作，那么比特币区块大小的争论或以太坊 DAO 分叉的问题可以得到多么顺利的解决。

灵活性

另一种将特别加快虚拟机领域创新步伐的力量是 Celestia 与执行无关的性质。

与以太坊 rollups 不同，Celestia 上的 rollups 不一定要设计用于 EVM 可解释的欺诈/有效性证明。这为更大的开发者社区开放了 Celestia 上的 VM 设计空间，并使其面临激烈的竞争。

如今，随着 Starkware、LLVM、MoveVM、CosmWasm、FuelVM 等产品的出现，我们已经见证了替代虚拟机的出现并获得了关注。定制虚拟机可以在执行的各个方面进行创新；支持的操作、数据库结构、事务格式、软件语言等，以在解决特定用例的同时实现最佳性能。

虽然 Celestia 本身并不直接扩展执行，但我们预计其与执行无关的性质将为寻求高功能、可扩展执行的高度竞争的 VM 市场奠定基础。

轻松部署

如果加密货币领域有一个趋势多年来没有改变，那就是区块链部署变得多么容易。

早期，如果没有 PoW 硬件，去中心化网络就无法启动；最终通过 PoS 的引入消除了这个瓶颈。与 PoS 一样，Cosmos SDK 等成熟的开发人员工具使得发布新区块链变得更加容易。然而，尽管取得了进步，引导 PoS 共识的开销仍然远非理想。开发人员必须寻找新的验证器集，确保他们拥有广泛分布的代币并处理共识的复杂性等。

虽然 Polkadot 平行链和以太坊 Rollup 消除了这一瓶颈，但前者的部署成本仍然很高，而后者的运营成本仍然很高。

Celestia 似乎是这一趋势的下一个演变。Celestia 团队正在使用称为Optimint的 Cosmos SDK 实施 ORU 规范。该工具与其他工具一起解决了未来的需求，即可以部署任何链，而开发人员不必担心共识的开销或昂贵的部署/运营费用。新链可以在几秒钟内部署，并让用户从第一天起就可以安全地与其交互。

高效的资源定价

以太坊计划在未来几年内分阶段推出其分片计划。据此，它将具有纯数据分片，汇总只能用于发布数据。随着基础层数据容量的增加，这自然会导致更便宜的汇总费用。然而，这并不意味着以太坊放弃其 L1 上的有状态执行环境。

以太坊有一个神圣的执行力。要在以太坊上运行完全验证的汇总节点，还必须对执行以太坊的 L1 状态感兴趣。然而，以太坊已经拥有一个巨大的状态，在这个状态上执行绝不是一项廉价的任务。这个庞大的国家为汇总施加了不断增长的技术债务。

更糟糕的是，用于限制 L1 状态大小的同一单元（即 L1 Gas）也用于计量汇总的历史数据。因此，每当 L1 上的活动激增时，所有汇总费用都会随之上涨。

在 Celestia 的模块化区块链堆栈中，活跃状态增长和历史数据按照应有的方式完全分开处理。Celestia 的块空间仅存储以字节为单位计量和支付的历史汇总数据，并且所有状态执行均通过其自己的独立单元中的汇总来计量。由于活动受到不同费用市场的影响，因此一个执行环境中的活动激增不会损害另一执行环境中的用户体验。

信任最小化桥梁

理解整个 L1 与 L2 争论的一种方法是将它们视为一些链条和桥梁。

一般来说，桥梁有两种形式：信任和信任最小化。可信桥依赖于交易对手链的共识，而信任最小化桥可以由任何单个完整节点保证安全。

为了让区块链形成信任最小化的桥梁，他们需要两件事：(i) 相同的 DA 保证 (ii) 解释彼此欺诈/有效性证明的方式。

由于 L1 不满足共享 DA 的前一个条件，因此它们无法相互形成信任最小化的桥梁。他们能做的最好的事情就是依靠彼此的共识来进行通信，这必然意味着安全性的降低。

另一方面，rollups 以信任最小化的方式与以太坊进行通信。以太坊可以访问 rollup 的数据并在链上执行其欺诈/有效性证明。这就是为什么 Rollup 可以拥有与以太坊的信任最小化桥梁，并且可以由任何单个 Rollup 节点保护。

具有信任最小化桥的链可以被视为集群。Celestia 为链之间形成集群奠定了基础。然而，这并不强迫他们这样做。Celestia 之上的链可以自由独立，也可以在广阔的桥接设计空间中相互信任和信任最小化的桥梁。

与普遍看法相反，欺诈和有效性证明不必在链上执行即可生效。它们还可以分布在 p2p 层并在客户端执行。

最低限度的治理

区块链治理进展缓慢。改进建议通常需要数年的社会协调才能实施。虽然这是出于安全考虑，但它大大减慢了区块链领域积极开发的步伐。

模块化区块链为区块链治理提供了一种优越的方式，其中执行层可以独立快速行动并打破事物，而共识层可以保持弹性和稳健。

如果您查看EIP 的历史，您会发现提案的很大一部分与执行功能和性能相关。它们通常涉及操作定价、添加新操作码、定义代币标准等。

在模块化区块链堆栈中，这些讨论将仅涉及相应执行层的参与者，而不会渗透到共识层。这反过来意味着，在堆栈底部需要解决的问题会少得多，而由于社会协调的门槛很高，进展必然很慢。

去中心化区块验证，而不是生产

去中心化对于不同的团队有不同的含义是很常见的。

许多项目重视高度去中心化的区块生产，并模仿 PoW 在 PoS 设置中进行去中心化区块生产的能力。Algorand 的随机领导者选举、Avalanche 的二次抽样投票和以太坊的共识分片都是这方面的著名例子。这些设计选择假设对区块生产者的资源要求较低，以实现高度去中心化的区块生产。

虽然这些都是有价值的技术，但很难说它们实际上是否能带来比其他技术更有意义的去中心化。

这是因为，由于协议外部的规模经济，资源池和跨链 MEV 等因素是重要的催化剂，区块生产有中心化的趋势。根据经验，尽管有技术，权益/哈希最终还是遵循帕累托分布。

除了这些之外，关于这个主题还有一个更重要的点经常被忽视。去中心化最重要的因素是区块验证而不是生产。

只要一小群共识节点的行为可以被大量参与者审核，区块链将继续作为我们喜爱的信任机器运行。

这是 Vitalik 最近发表的残局文章的核心论点，Vitalik 表示“那么结果是什么？区块生产是中心化的，区块验证是去信任的且高度去中心化的，并且审查制度仍然受到阻止。”

同样，虽然 Celestia 对区块生产者的资源要求较高，但对验证者的资源要求较低，从而实现了高度去中心化、抗审查的网络。

简单

清楚地识别区块链的可扩展性瓶颈有助于 Celestia 团队做出最简单的设计选择。

虽然以太坊在其分片路线图的最后实现了 DAS，但 Celestia 优先考虑它并明确选择不走过于复杂的共识分片路线。

同样，Celestia 没有实施新的花哨的共识协议，而是选择使用普通的旧 Tendermint，具有成熟的工具和广泛的开发者/验证者支持。

我们认为，随着时间的推移，这些设计选择将使 Celestia 脱颖而出，并且当 Celestia 在 Rollup 越来越寻求廉价的数据可用性解决方案之际进入市场时，会受到更多的赞赏。

代币经济学

Celestia 是一个基于 CometBFT 和 Cosmos SDK 的 POS 区块链。它支持协议内委托，并且将从 100 个初始验证者集开始。

TIA 通胀率从每年 8% 开始，每年下降 10%，直到达到 1.5% 的长期发行率。

Celestia 在创世时的总供应量为 10亿枚 $TIA，分为五个类别。代币将有不同的解锁时间表，但可以进行质押。质押奖励在收到后解锁并增加流通供应量。

当前供应统计：

循环供应量：1.459亿枚

总供应量：10亿枚

最大供应量： 无穷大

市值：17.9亿美元

FDV：123.6亿美元

市值/FDV：0.15

金库

Celestia金库（研发和生态系统）分配了代币总供应量的 26.8%。按当前价格计算：

· 2.68 亿枚 TIA = 31.3亿美元

目前有 25% 已解锁（7.84 亿美元）。剩余的 75% 从第 1 年到第 4 年连续解锁。

治理

Celestia 实行去中心化治理。TIA 持有者可以参与治理的关键方面，例如通过治理提案对网络参数进行投票。此外，TIA 质押者管理社区池，该池获得 2% 的区块奖励。

竞争对手

Celestia 的主要竞争是与其他构建数据可用性的模块化区块链的竞争：

@eigen_da

@AvailProject

@arbitrum - AnyTrust

@intmaxIO

模块化区块链目前非常流行，而 Celestia 是该领域最成熟、最强大的项目之一。

总结

总的来说，我非常看好 Celestia，因为它为区块链的兼容性和可扩展性提供了创新的解决方案。