一文了解Celestia和Fuel，2023 應該關注的模塊化區塊鏈

可擴展性一直是行業關注的重點，恰好目前區塊鏈面臨着「可擴展性三重困境」的問題，而始於 Celestia 的模塊化區塊鏈正在圍繞其可擴展性、高水平安全性和去中心化提出了解決方案，模塊化區塊鏈正在成為一種主流敘事，加密KOL Thor Hartvigsen 撰寫了一篇關於「模塊化區塊鏈和其內在價值」的文章，BlockBeats 編譯如下：

PART 1 ：始於基礎概念

今天需要改進的問題：

-無信任的跨鏈通信

-當交易數量增長到足夠大時的 Rollup 擴展性

-在以提高吞吐量為目標時保持高水平的安全性和去中心化（區塊鏈三重困境）

首先，為了確保徹底理解這些概念，我們得建立一些術語，如下圖：

區塊

區塊是區塊鏈的組成部分，單個塊由兩個組件組成：block headre block body，header 包含前一個區塊的哈希、timestamp 等數據，body 包含該區塊中的所有交易。

市面上很受歡迎的擴展的策略是擁有更大的區塊（Solana）。

更大的區塊=增加吞吐量，但在去中心化層面存在一些問題。

更大的區塊=節點所需的數據更龐大，很少有人能負擔得可以承載龐大數據的更昂貴的硬體。

節點

一個完整的節點需要儲存整個區塊鏈以及從第一個區塊開始進行過的所有交易，為了在區塊鏈上交易，需要確保共識、確保數據可用且區塊有效。

輕節點（輕客戶端）

輕節點用於 Rollup，並將大部分工作外包給完整節點，它們不驗證交易，而是檢查每個區塊是否具有共識，以及區塊數據是否可用於網路，大多數輕節點依賴於「多數誠實假設」，假設大多數參與者（如驗證者）是誠實的，輕節點需要更少的硬體，更多的節點，但總體安全性較弱（有時）。

Rollup（Ethereum 上）

Rollup/L 2 是建立在以太坊之上的鏈，使用以太坊主網作為結算層，Rollup 可以被認為是一個單獨的執行層，並將交易包返回主網進行驗證。

目前有兩種 Rollup：Optimistic Rollup 和 ZK Rollup。

區塊鏈層：

區塊鏈可分為 4 層： -執行層，為 Dapp 提供環境並在其中處理交易；

-數據可用性層：節點從區塊生成器接收區塊，並檢查數據（交易）是否公開可用

-共識層：確定交易順序

-結算層：決定區塊鏈的實際狀態（最終）

整體式與模塊化

整體式區塊鏈是由所有以上 4 層組成的鏈，因此，整體式需要處理以上的所有部分，以太坊和你知道的大多數其他區塊鏈都是這樣的。

模塊化區塊鏈是將這 4 層中的一個或多個外包給外部鏈的鏈，由於模塊化區塊鏈可以專注於特定元素，因此可以達到新的可擴展性水平。

以上解釋了一些基礎概念，總結為表格化如下：

當前以太坊上的 Rollup（例如 Arbitrum、Optimism）充當執行層，並通過以太坊主網實現數據可用性層、共識層和結算層，這些 Rollup 在將使用「鏈上數據可用性」將數據發布到指定的 L 1（以太坊）上。

相反：具有「鏈外數據可用性」的 Rollup 將其數據發布到指定的 L 1 以外的其他位置，Rollup 仍然可以使用以太坊作為結算層，但 Celestia 通過這樣發布數據（鏈外數據可用性）就會作為數據可用性層。

以下是以太坊上不同類型的 Rollup 結構：

-Monolith=以太坊主網

-Rollup=例如 Arbitrum、Optimism（充當執行層，並將以太坊用於其他）

-Validium=「鏈外數據可用性 Rollup」，例如 Celestia

PART 2：深入了解 Celestia

Celestia 是一個模塊化區塊鏈網路，區塊鏈和所有 VM 的 Rollup（不僅僅是 EVM）可以使用 Celestia 作為數據可用性層和共識層，如下圖，Celestia 為模塊化擴展提供了不同的解決方案，如「Sovereign rollups、Celestium 等」。

首先需要深入了解「數據可用性層」

數據可用性：作為一個節點，可以從區塊生成器那裡接收到一個區塊，需要驗證數據是否公開（已發布），以便將其添加為區塊鏈中的下一個鏈接。

數據可用性問題：發生在保留數據時。

具體而言，區塊生成器不會透露新區塊的數據（數據隱藏攻擊時），節點突然無法批准該區塊，因為它無法讀取數據，着是 Rollup 中常見的問題。

數據可用性抽樣（DAS）簡介：

輕客戶端（我之前介紹過）可以驗證數據可用性，而無需下載所有數據，輕客戶端運行數據的小樣本，每次都能獲得 50% 的數據實際發布的確定性。

許多情況下，輕節點只需下載少於 1% 的數據，即可確保 99% 的數據都已發布，這是一個很大的進步！

詳情了解

再回到輕客戶端身上，我此前說過，就硬體要求而言，輕節點的成本要低得多，但由於它們靠着「多數誠實假設」，安全性會降低。

那麼，「少數誠實假設」的輕客戶端又如何呢？

比如，Celestia 的輕節點通過下載一小部分數據來使用數據可用性抽樣，他們依賴「少數誠實假設」（假設少數區塊鏈交易者誠實並遵守協議規則），這就會大大提高安全性。

下圖為不同節點和客戶端的對比

現在來看看 Celestia 不同的解決方案：

-Sovereign Rollup

-Sovereign Rollup 本身處理執行層和結算層，而不是像 Arbitrum 和 Optimism 那樣使用以太坊作為結算層。

Sovereign Rollup 的優勢：

-對執行環境有更大的自由度

-不共享計算資源

-出現問題後可以進行硬分叉

Sovereign Rollup 與 L 1 更相似，可以橋接到其他 Sovereign Rollup 和結算層。

Cluster

區塊鏈 Cluster 是一組區塊鏈和 Rollup，可以以「信任最小化方式」進行相互通信，信任最小化橋是兩條鏈之間的橋，不需要中間人或多數誠實假設來確保資金安全。

Cluster 的一個例子是以太坊及其 Rollup（L2）或 Cosmos 生態中的不同鏈，它們能夠進行 Cluster 內通信（信任最小化橋而不是受信任的橋）。

以下是所有與 Celestia 結合的內容：

信任最小化通信（Cluster 內通信）需要「少數誠實假設」，這正是 Celestia 所利用的，輕節點可以使用數據可用性採樣。信任最小化橋要要安全得多，形成鏈的「Cluster」和「Cluster 內通信」，因此，Celestia 為 Rollup 提供了關鍵部分以形成 Cluster，並以無信任的方式進行通信。

Celestia Quantum Gravity Bridge 和 Celestium

Celestia Quantum Gravity Bridge 是以太坊和 Celestia 之間的數據可用性橋，它允許以太坊上 L 2 的「鏈外數據可用性」（使用 Celestia 作為數據可用性層的以太坊 Rollup）。

Celestium 是建立在以太坊之上的 L 2 Rollup，使用 Celestia 而不是以太坊作為數據可用性層，且仍然使用以太坊主網進行結算和共識，其他 L2 也可以效仿以提高其可擴展性。

總結：

Celestia 作為一個獨立的數據可用性層，在某些情況下也可以是共識層，由於數據可用性抽樣和「少數誠實」輕節點的固有技術，Rollup 可以使用 Celestia 來提高可擴展性。

PART 3：止於 Fuel Labs

接下來通過談論 Fuel Labs 來結束這個話題，Fuel Labs 正在構建一個可與以太坊和 Celestia 實現的執行層，保持高安全性和去中心化的前提來擴展吞吐量。

深入了解 Fuel Labs：

-Fuel Labs 的一款產品是他們為擴展以太坊而構建的 Optimistic Rollup。包括：

-Fuel 和 Ethereum 之間的信任最小化橋

-FuelVM——通過使用「UTXO」（未消耗交易輸出）運行智能合約進行並行驗證

-Sway 編程語言

簡而言之，FuelVM 可以同時運行多個進程（並行驗證），因為 Celestia 與所有 VM 一起工作，Fuel 還可以使用 Celestia 作為數據可用性層和/或共識層來啟動 Rollup。

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