ELE:Layer2之后該怎么擴容，深度解讀Celestia的數據可用性模塊_CEL

作者：PAnews

去年下半年，各種Layer2概念受到大家廣泛關注，時至今日，已經有不少項目和概念證明了自己的價值。其中ZkSync和Optimism使用的Rollup方式，更是成了Layer2的標準模板。關于Layer2，相信大家看過的文章已經很多了，很多人看完同時也會有一個疑問，除了計算和執行，我們還可以從公鏈上分解出來哪些任務？如果你也這么想，請先為自己的“區塊鏈原生思維”鼓個掌。

以太坊或者其它公鏈之所以會擁堵，會收如此高的gas費，通俗講就是工作超負荷了。現實世界當中，一個人忙不過來了會去找幫手，一家公司忙不過來了會請外包。但無論用哪種方法，第一步都是厘清任務。

Celestia的出現就是為了填補這一空白，為擴容技術開辟出Layer2以外的新方向——數據可用性與底層公鏈的解耦，團隊目前在官網上顯示有17人，在GitHub上有11人，多數來自以太坊、Harmony和Cosmos。創始人MustafaAl-Bassam更是在GitHub上非常活躍。

Celestia在去年3月進行了一次種子輪融資，融資金額為150萬美元，參與者有Maven11Capital、Interchain、SignatureVenture、CryptiumLabs和DokiaCapital。目前沒有發幣，也沒公布代幣模型，所以本文將先從產品說起，首先補充一點背景知識。

以太坊Layer2上總鎖倉量為87.3億美元:金色財經報道，L2BEAT數據顯示，截至目前，以太坊Layer2上總鎖倉量回落至87.3億美元，近7日漲0.58%。其中鎖倉量最高的為擴容方案ArbitrumOne，約57.3億美元，占比65.66%，其次是Optimism，鎖倉量17.5億美元，占比20.09%。[2023/5/21 15:16:12]

一條公鏈的任務，可以被分成以下三類：

安全層：在一些場景下也被稱為共識層，但也許隨著“隱私”概念的成長，我們在未來可以看到沒有共識的安全層。目前，你可以把它理解成CAP理論中的分區容錯性,因為說到底區塊鏈得是去中心化的，而在一個去中心的系統中，節點彼此不信任，需要一個共識來決定誰來出塊。盡管各大公鏈全部在這上面野心勃勃，但現在看起來還是只有比特幣跟以太坊能承載安全層。未來誰想在共識上超過這兩位是不太可能了，只能寄希望于技術突破，挑戰二者的地位。

數據可用層：當區塊鏈上一筆交易被達成，交易結果會廣播至全鏈進行確認，可有的節點不知道這個被廣播出來的信息中是否包含了假消息，甚至不知道這個出塊的礦工，有沒有把所有出塊需要的信息都發布出來，這個時候數據也就不可用了。節點數量越多，數據驗證起來就越麻煩，所以在過去的公鏈中，鏈上擴容和數據可用性相矛盾。

執行層：最后，交易和智能合約發生在執行層。所有智能合約、dApps和用戶也會在執行層面溝通。執行層應專注于處理盡可能多的計算任務，同時將安全性和數據可用性外包交給公鏈。目前的Layer2，如Arbitrum、Optimism、StarkWare和ZkSync，都在專注于開發更有效的執行層。

Playstudios成立區塊鏈游戲部門和1000萬美元web3基金:金色財經報道，上市手機游戲平臺和開發商Playstudios成立了一個新的區塊鏈部門和投資基金，進軍web3領域。這家擁有俄羅斯方塊(Tetris)等熱門移動應用的游戲公司現在推出了一個新的區塊鏈領域，該領域將使用“獎勵游戲”來利用區塊鏈技術，為其所有游戲組合的用戶提供更有回報的體驗。該公司還宣布投資1000萬美元，名為Future Fund，用于支持建立獎勵游戲期權的公司。（techcrunch）[2022/8/3 2:57:05]

Celestia：解決數據可用性

Celestia首先解決的是數據可用性問題，而這個問題說白了，就是當某條鏈上生產出一個新的塊時，新塊里會包含之前已經被驗證的一部分交易數據，以及其它一些開發者想塞進去的東西。其它的不重要，關鍵這個交易數據，容易被惡意造假。如果沒有這些記錄，其余節點就不能判斷新塊中是否包含了這些假數據。

那解決這件事的主流辦法是什么呢？首先，節點被分成了輕節點和全節點：

全節點——需要下載并驗證新塊被生成前的所有交易。屬于用性能換安全。哪怕“51%”攻擊來了，也別想糊弄過去。

輕節點——也就是“不完整的節點”，只驗證區塊頭，不驗證區塊里面的數據。因為它們假設其余節點沒有作惡，所以是拿安全換性能。

那么問題來了，輕節點這個“大多數人都是善良的”的假設這么不靠譜，如果被騙了怎么辦？于是以太坊又提出了欺詐證明。

Osasion跨鏈NS-Relays Bridge已完成開發進入部署階段:據Osasion歐賽消息，截止香港時間2021年9月1日，MPOS激勵礦池累計額度首次觸及小于當日應激勵休眠節點UORA總量，后續將自動轉化為按照激勵礦池累計總量觸及大于當日應激勵休眠節點UORA總量時于第二日凌晨5:00判定出礦。現階段，Osasion?NS-Relays Bridge已完成開發，功能驗證進入部署階段，實現Troy主網數據的跨鏈，其NS-Relays Bridge驗證集中繼鏈跨鏈橋以解決現階段實驗數據并行跨鏈NUT-2912最大值判定，對于新階段的出礦判定和數據區塊做出合理優化。Osasion跨鏈服務的底層架構已完成構建，協議層并行部署在推進中，預計將在14天內完成功能測試。[2021/9/2 22:54:36]

欺詐證明——說起來也和Celestia的創始人MustafaAl-Bassam有些淵源，最早提到這個概念的論文作者便是Mustafa、Vitalik及AlbertoSonnino。作用是可以針對特定某筆交易，先讓全節點來判斷下真假，再把結果發給輕節點，由于欺詐證明很小，輕節點收到了之后便不用再花精力了解整條鏈的狀態，不會犧牲太多性能，所以算是給輕節點打了個補丁。

可如果新塊的數據不可用，讓全節點也無法篩選無效交易了呢？那即便是全節點，也無法發出來欺詐證明。這就是數據可用性需要面對的問題了。

現在以太坊在處理這個問題的時候，仍然是讓自己來驗證，可眾所周知以太坊這條“貴族鏈”備受詬病，于是DataAvailabilitySampling(DAS)出現了，它能把一個新塊里的數據切分出若干樣本，通過抽樣，實現了數據可用性。

Celer擴容方案Layer2.finance v1.0測試網已上線:官方消息，以太坊二層擴容項目Celer Network發文宣布其最新擴容方案Layer2.finance v1.0（L2F v1.0）測試網現已上線（testnet.l2.finance），增加流動性挖礦功能。Celer表示，L2F v1.0主網上線時將同時支持和部署在其他區塊鏈例如BSC以及其他Layer2 rollup鏈，接入各類鏈上DeFi協議。[2021/7/7 0:32:54]

這樣做的好處首先是解決了擴容問題。有了DAS，每次做數據可用性耗費的性能差不多，和區塊本身的大小也沒有關系，就和早年間的BT下載一樣，Celestia甚至聲稱它的節點性能只要做到手機即可支持的程度就可以。如此一來，數據可用性問題就變成了一個只需要“無腦”增加節點就能解決的問題。打個比方，我是一個游泳愛好者，如果在游泳時拼命增加劃水頻率，會導致換氣頻率一起增加，到頭來換氣的阻力剛好抵消了劃水的推力，我累得不行，卻沒能游的更快，區塊鏈擴容也是一個類似的系統問題，單一調整其中一個變量，會按下葫蘆起來瓢，妄想解決問題。除非能把系統分解開，就像Celestia所做的工作。

DeFi資產管理平臺Zapper.fi宣布將支持Layer 1、Layer 2以及側鏈:據官方消息，DeFi資產管理平臺Zapper.fi宣布，將支持Layer 1、Layer 2以及側鏈等等，成為多鏈平臺。目前Zapper已支持追蹤Polygon上代幣的投資組合以及QuickSwap；支持Optimism并追蹤Synthetix協議；追蹤BSC上代幣的投資組合；目前已有跨鏈橋至Polygon，未來幾周將支持更多網絡；zap合約已部署至多鏈，并將發布新功能，可在Quickswap和PancakeSwap添加和移除流動性；此外，Zapper將集成optimismPBC、Arbitrum、XDai Stake和Fantom Finance等Layer 2。[2021/3/18 18:56:00]

由于Celestia的節點既不運行智能合約，也不去驗證區塊內的數據，它只負責做數據可用證明。所以Celestia的形態就像是一個插件，即插即用，可以和現有的各種Rollup方案結合，讓Layer2安心做好執行層。

Celestia是如何和Rollup們合作的

Celestia把Rollup分成了自己原生的，和以太坊原生的。前者非常簡單，Rollup可以直接和Celestia打交道，先上傳數據，然后讓Celestia查看數據可用性，最后Rollup在看到新狀態之后再去自己做驗證，整個過程里Celestia可以說十分清閑，它甚至連Rollup上傳的數據代表了什么都不知道，而Rollup找它來做數據可用性，也只是因為它更便宜，性能壓榨地夠狠。

而在以太坊當中，情況就復雜了一些，首先以太坊目前還沒有分片和DAS，但Rollup們即便承受不住鏈上處理成本，也可以轉戰鏈下，讓業內名氣最大的第三方審計機構做數據可用性，這成本甚至可以低到忽略不計。事實上，ZK2.0已經在這么做了，StarkEx和Plasma這類更不用提。當然在Celestia看來，鏈下驗證畢竟是中心化的，不能排除作惡的可能。可即便是這些機構作惡，這些鏈下驗證者能做的也僅僅是把交易凍結住一段時間。

ZK2.0的計劃是為用戶提供更多選擇，如果用戶能忍受高成本，就是還是把數據可用性放到以太坊上做，如果用戶能接受交易在最壞情況下被凍結的假設，那ZK2.0可以給一個超低gas出來。

而用戶如果對這兩個方案都不滿意，Celestia就該閃亮登場了，它能作為一個插件，插到以太坊自己的驗證器中，以太坊可以用Celestia發布的簽名和默克爾樹確認某個特定Rollup的數據已經在Celestia上可以用了，然后這個Rollup就可以從以太坊上讀到自己的狀態，接著做執行去。這樣一來，數據可用性仍然是在以太坊上完成的，但Rollup卻不必將與交易相關的完整數據上傳到以太坊，同樣可以實現極低成本。

盡管以太坊還不支持鏈下數據驗證，但Celestia通過以太坊的Validium，還是能做到更低的成本，和更好的安全性。

關于未來會出現的結算層，以及它的競爭者Layer3

Celestia本身是采用Cosmos的SDK開發的，這項開發工具雖然具有天然跨鏈的屬性，卻也天然不能兼容任意種類的Rollup。另外得益于Cosmos的極簡“哲學”，其生態中的應用需要獨自對自己的安全性負責。于是Celestia迎來的第一個挑戰，也是第一項用例，就是幫助Cosmos生態同時解決以上兩個問題。

于是乎，Celestia終于迎來了與Cosmos以及Evmos合作的機會，它們將合作打造一個Cevmos環境，在這個環境中，所有應用是有選擇自己執行環境的能力的，也就是“逃離”CosmosSDK，同時Celestia自己也在尋找更好的默認執行環境，比如ArbitrumVM。

另外Cevmos還能解決一個在以太坊上有些難纏的問題，就是以太坊上的Rollup要和其它應用競爭，導致Rollup的成本價并不那么優秀。而Cevmos就相當于Celestia的L1，替Celestia擋住一些和它無關的業務，把Rollup傳過來的數據再Rollup一遍，并且只允許Rollup的智能合約，以及不同Rollup之間的一些簡單交互存在。Polynya曾經質疑過這種受限的L1，但據Celestia創始人解釋，L1受限并不會導致L2受限，依然可以運行dAMM或是DeFiPooling。由于每一個為Rollup服務的層都可以是單獨的一條鏈，Celestia在這個場景下可以提供由安全層提供的服務，結合Cevmos也就是人們所說的結算層了。Cermos作為L1的Rollup，被稱為結算Rollup。由于Cevmos和Celestia的天然信任關系，日后這個層也可以朝隱私方向發展。

現在看起來是不是很像Rollup套娃，像Layer3？然而自稱Layer3的另有其人，大家有興趣可以關注一下StarkNet，以及它在隱私方面計劃開發的Layer4，PANews會在之后的文章中再介紹。

最后來總結一下Celestia的優勢：

可擴展性——通過將執行層與安全層和數據可用性解耦，Celestia讓數據可用的擴容變得非常簡單，從一個系統問題，變成了簡單的加減法。性能不夠了？加機器。

簡潔——Celestia畢竟只是一個插件，功能簡單且足夠接近底層。就像云服務一樣，人人都能用得到，人人所獲得的的服務也都差不多。這點上Celestia配得上所有web3.0基礎設施的榜樣。

共享安全性——對于應用來說，大家現在有一個現成的安全層和數據可用層了，而且能跨鏈，能兼容EVM，還比那些鏈下委員會更安全。

自主性——原先被部署在以太坊或者其它公鏈上的應用，是沒有獨立選擇硬分叉的能力的，每一次迭代都要跟著大環境走。因為這些應用要依賴L1做數據可用性和驗證，所以要在以太坊上做智能合約橋。但Celestia這種擴容方式，雖然能確認數據可用性，卻還是讓Rollup自己做驗證，智能合約就沒必要在部署到L1上了。你可以理解成這是Cosmos和以太坊的優點集成，安全又自由。

模塊化是我去年看到最激動人心的敘事，Celestia的測試網預計今年上半年上線，主網下半年，目前還沒有一個有力的競爭對手。對公鏈功能的拆解不是一種哲學情懷，而是計算機發展的必要環節，模塊化是將優秀應用從公鏈束縛中解救出來的必經之路。比起“改變公鏈敘事”的說法，我認為這更像是對公鏈敘事的延續，它們也許不像過去那么重要了，但它們所締造的未來會變得更加精彩。

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Luna