EST:Layer2之后該怎么擴容，深度解讀Celestia的數據可用性模塊_Restart Energy MWAT

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。

ConsenSys Layer 2網絡Linea擬于本周上線主網:金色財經報道，ConsenSys計劃將于本周將Layer2網絡Linea上線以太坊主網，應用開發人員將能夠在周五將他們的項目部署到Linea Alpha網絡，用戶可以從下周開始訪問。Linea是一個Layer 2網絡，利用ZK-Rollups進行擴展，并與以太坊應用程序兼容。[2023/7/11 10:48:26]

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。

Aave V3將引入支持以太坊Layer 2以及跨鏈等功能:11月5日消息， Aave發布了一個更新，描述了其協議的V3以及更新中包含的新功能。V3更新準備創建下一代Layer-0 DeFi協議”，并指出這將改善用戶體驗、資本效率、去中心化和安全性。該更新將引入幾個值得注意的功能，包括對以太坊上各種第2層網絡的支持；還將包括一個名為Portal的跨鏈功能，允許資產在不同網絡上的Aave部署之間移動，包括Ethereum、Solana、Polygon、Fantom等。另一個即將推出的功能是高效模式。這將幫助用戶獲得最高的借貸利率和收益率，自動優化用戶的投資，而無需他們尋找最佳機會。該更新還將去中心化新資產的上市，允許Aave治理授予各種實體通過鏈上投票在平臺上列出資產的權利。最后，升級將帶來風險管理改進，例如引入債務上限的隔離模式。它還將引入供應上限、借款上限以及治理成員和管理員可以設置的各種其他限制。Aave尚未宣布V3何時上線。（Crypto Briefing）[2021/11/5 6:32:19]

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：

Google Play商店出現偽造的UniSwap應用程序:Google Play商店出現偽造的UniSwap應用程序。據悉，這個名為uniswap的應用程序大約在一周前出現，且已經被下載了500多次（編輯時，已超1000次），且在熱門付費中排名第一。該網友稱，此APP除了有uniswap網站外，其他什么也不提供。（Reddit）[2021/4/21 20:42:14]

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。

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。

Argent將推出Layer 2版本錢包:金色財經報道，據官方博客文章消息，智能合約錢包Argent正在引入Layer 2。隨著時間的推移，Argent很可能會支持多個L2，目前首先從zk rollups開始。Argent的L2錢包將從針對大眾的最重要的用例開始。隨著L2在未來幾個月變得更加可互操作，這些用例將不斷擴展。根據博客文章，Argent將首先發布升級的L1錢包。然后，將在今年夏天推出一個利用zk rollups功能的L2錢包。[2021/3/13 18:40:51]

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。

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。

開發人員在BSV上發布基于UTXO的Layer 1代幣:開發人員“sinoTrinity”發文稱，可擴展的Layer 1代幣協議對BSV非常有用，因此我剛剛在Bitcoin SV上發布了基于UTXO的Layer 1代幣。

對此推特網友“u/888”回應稱，BSV已經支持基于OP_RETURN的代幣協議，但sinoTrinity發布的這個協議完全存在于比特幣腳本中。它們不需要外部驗證，也不會像SimpleLedger那樣使用錯誤的錢包或地址格式被意外花費。sinoTrinity的貢獻是非常重要的。[2020/7/13]

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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