В настоящее время блокчейны сталкиваются с тройной дилеммой: масштабируемость, безопасность и отсутствие децентрализации — отсутствие надежной межсетевой связи, отсутствие масштабируемости роллапа, когда количество транзакций становится достаточно большим, и неспособность поддерживать высокий уровень безопасности и децентрализации при стремлении увеличить пропускную способность. Это давняя проблема, суть которой заключается в том, чтобы найти способ безопасного хранения данных в меньшем и более легком контейнере без использования слишком больших или дорогих устройств хранения.

Большинство блокчейнов сегодня монолитны, основные функции блокчейна, включая исполнение и консенсус, происходят одновременно и выполняются одним и тем же набором валидаторов, монолитные архитектуры сложно масштабировать, потому что каждая транзакция должна выполняться полным узлом, что приводит к узким местам, в то время как модульные блокчейны — это блокчейны, которые полностью передают на аутсорсинг хотя бы один из 4 компонентов (консенсус, доступность данных, исполнение, расчеты) во внешнюю цепочку.

Принимая во внимание, что Celestia является первой модульной блокчейн-сетью и сетью облачных вычислений для Web 3, которая представляет собой подключаемый уровень консенсуса и доступности данных, который позволяет любому быстро развернуть децентрализованный блокчейн без накладных расходов на начальную загрузку новой сети консенсуса. В индустрии бытует мнение, что Celestia является самой важной базовой инновацией в блокчейн-индустрии со времен Ethereum. И Ethereum, и Celestia создают безопасный базовый уровень. На TOKEN 2049 BlockBeats встретился с Ником Уайтом, соучредителем и главным операционным директором Celestia, чтобы изучить отношения между Celestia и Ethereum и историю Celestia.

Без Celestia Ethereum не может масштабировать роллапы

Из этих тройных дилемм наибольшее влияние оказывает отсутствие масштабируемости — только повышая масштабируемость блокчейна, сотни миллионов людей также могут открыть окно в цепочку. Это также самая большая дилемма, с которой сталкиваются основные блокчейны, включая Ethereum. В настоящее время у Ethereum уже есть решения для масштабирования, такие как Optimism, ZKsync и Starknet. Однако доступность данных этих решений для масштабирования сильно зависит от самого Ethereum. В то же время плата за газ Ethereum по-прежнему высока.

Ранее основатель Ethereum Виталик набросал то, что он считал окончательной формой блокчейна Ethereum, с большим количеством места, изображающего новый Ethereum, построенный с помощью роллапов и DA. В какой-то степени это, несомненно, указывает на способ, который сломает игру для Ethereum в следующем десятилетии - модульность.

Материалы по теме: Модульность: переломный момент Ethereum на следующее десятилетие

BlockBeats: Не могли бы вы рассказать нам немного о себе и своем опыте?

Ник: Конечно. Меня зовут Ник Уайт. Я главный операционный директор (COO) Celestia Labs. Мы создаем Celestia, которая является первой модульной блокчейн-сетью, а это означает, что Celestia является сторонником новой парадигмы построения блокчейнов, где вместо того, чтобы пытаться делать все в одном протоколе, мы разбиваем протокол на разные уровни, каждый из которых фокусируется на определенной функции, а затем эти уровни могут быть объединены для создания блокчейнов и приложений.

В результате Celestia фокусируется на уровнях консенсуса и доступности данных стека без какого-либо выполнения. Выполнение осуществляется с помощью сверток, одной из схем уровня 2. Люди могут развертывать роллапы поверх Celestia, а Celestia предоставляет масштабируемое, децентрализованное блочное пространство для людей. Таким образом, вы можете думать о нас как о первом уровне будущего дизайна, специально сосредоточенного на роллапах для масштабирования роллапов.

BlockBeats: Когда вы впервые начали задумываться о внедрении модульных блокчейнов?

Ник: Все это связано с двумя белыми документами, которые вышли в 2018 и 2019 годах. Первый технический документ был написан в соавторстве с Виталиком соучредителем Celestia Мустафой Албасаном и называется Data Availability Sampling and Fraud Proofs. В этой работе он решает проблему масштабируемости, показывая, что можно построить блокчейн, который может расширять пространство замков с количеством узлов в сети.

Затем он написал еще один технический документ под названием «Ленивая бухгалтерская книга», основанный на его предыдущей работе. «Ленивый реестр» является продолжением и расширением концепции масштабирования доступности данных, в котором он предлагает новую идею — построить блокчейн, который отвечает только за доступность данных и не выполняет никаких транзакций. В то время он называл это «смарт-контрактом на стороне клиента».

Материалы по теме: Понимание Celestia и топлива, модульные блокчейны, на которые стоит обратить внимание в 2023 году

Блокчейн-клиенты будут выполнять транзакции независимо от первого уровня, который теперь известен как Rollup. Роллапы на самом деле являются оффчейн-исполнением смарт-контрактов и приложений. Таким образом, Lazy Ledger вводит концепцию модульного блокчейна. Позже, когда появились Rollups, он показал, как работает вся система, поскольку Rollups может сделать уровень выполнения таким же масштабируемым, как выборка доступности данных.

MetaStone: Снижает ли запуск шардинга проекта Ethereum стоимость Layer 2, влияет ли это на Celestia?

Ник: Шарды ETH, также известные как Ethereum, на самом деле перешли к тому, чтобы имитировать то, как Celestia строит дорожную карту. До этого они создавали ETH 2.0, то есть технологию шардинга, но в конце 2020 года решили двигаться и следовать за тем, как была построена Celestia. Со временем они постепенно все больше и больше приводили свою архитектуру в соответствие с моделью Селестии. Таким образом, Danksharding в основном реализует различные реализации идей, похожих на Celestia.

Однако есть несколько отличий, первое из которых – время. Celestia будет запущена через несколько месяцев, а Danksharding все еще находится на стадии проектирования и исследований, трудно сказать, когда он будет запущен, и мне кажется, что они еще даже не установили дату, но у них есть Proto-Danksharding, то есть EIP-4844, но это будет только разовое небольшое увеличение пространства блоков Ethereum.

Исходя из спроса, который мы наблюдаем на развертывание уровня 2, я не думаю, что этого достаточно для обеспечения требуемой пропускной способности. В результате, Celestia будет запущена в то время, когда люди хотят развертывать роллапы в больших количествах. Я не думаю, что Ethereum смог бы масштабировать роллапы без Celestia. И в долгосрочной перспективе, когда Danksharding был запущен, проблема заключалась в том, что он был похож на уровень доступности данных, прикрепленный к одному уровню, которым была оригинальная цепочка Ethereum.

В результате у Ethereum много технического долга и багажа, который нужно разработать поверх него, а у Celestia есть возможность начать с нуля, чтобы не было такого раздувания штата. Нам не нужно выполнять, наша сеть очень легкая, упрощенная, и Ethereum не может позволить себе такую роскошь, им все равно нужно нести бремя Ethereum Layer 1, и это некоторые из различий, которые я вижу.

DAS заслуживает большего доверия, чем ЦАП

Предоставление пользователям возможности безопасно владеть своими данными и активами, которые они представляют, а также развеять опасения обычных пользователей по поводу безопасности активов, может помочь направить следующий миллиард пользователей в Web3. Поэтому независимый уровень доступности данных будет неотъемлемой частью Web3. Доступность данных (DA) по сути означает, что легким узлам не нужно хранить все данные и своевременно поддерживать состояние всей сети, не участвуя в консенсусе.

Текущие DAS (выборка доступности данных) и DAC (совет по доступности данных) являются двумя основными способами проверки данных. Первый проверяет, что блок был опубликован, загружая несколько случайно выбранных блоков, в то время как второй подтверждает, что он получил данные, подписывая каждое обновление состояния своим кворумом.

В отрасли принято считать, что когда независимый уровень доступности данных является публичным блокчейном, он превосходит комитет по доступности, состоящий из группы субъективно сознательных людей. Потому что, если будет украдено достаточное количество закрытых ключей членов комитета, чтобы сделать доступ к данным вне сети недоступным, то безопасность средств и данных пользователей окажется под большой угрозой. Ник отметил, что в настоящее время Celestia делает уровень доступности данных более децентрализованным, что эквивалентно предоставлению независимой публичной цепочки DA с рядом валидаторов, производителей блоков и механизмов консенсуса для повышения уровня безопасности.

** MetaStone: На рынке DA все уровни DA в основном принимают данные с уровней 2 и 3, но мы знаем, что большинство уровней 3 не могут отправлять свои данные на уровень DA из-за стейкинга данных, но Polygon будет использовать мост для получения этих данных. Мне было интересно, что вы думаете по этому поводу, и какой метод будет использовать Celestia для получения данных со уровня 3?**

Ник: Он следит за тем, чтобы мост проверял доступность данных на Селестии. В результате третьи лица могут публиковать свои данные в Celestia, но публиковать обновления своего статуса в другой цепочке, такой как Ethereum Layer 1, Optimism, Polygon и т. д. Эти контракты агрегации могут использовать этот мост для проверки доступности данных на Celestia. Таким образом, мы можем помочь масштабировать это.

** MetaStone: На нынешнем рынке DA EigenLabs также запустила EigenDA. В то же время EigenLabs позаимствовала оригинальные распределенные узлы Ethereum для защиты других сетей и сокращения операций узлов. Что вы думаете по этому поводу?**

Ник: Рестейкинг — это интересная идея, которая позволяет использовать существующие средства, такие как залог, для стейкинга нового протокола. Но это, по сути, не масштабирует блокчейн, это просто способ для вас запустить новый протокол без необходимости выпускать новые токены. Проблема с EigenDA заключается в том, что их дизайн на самом деле не связан с доступностью данных. Доступность данных здесь относится к концепции, которая приходит на ум, когда вы думаете об Ethereum, Danksharding или Celestia. Поскольку EigenDA — это просто комитет по доступности данных, т.е. учетная запись с мультиподписью, кто-то говорит вам, что данные доступны, но вы не можете проверить их самостоятельно. В результате, EigenDA нельзя сравнивать с Celestia, и это не совсем один и тот же продукт.

Еще одна проблема заключается в том, что для защиты EigenDA не предусмотрен штраф за атаки с удержанием данных, если они используют ETH в стейкинге или любые токены, отличные от EigenDA. Атака на хранение данных — это необъяснимый сбой, который означает, что вы не можете доказать смарт-контракту или любой другой организации на Ethereum Layer 1, что данные сохранены. В результате, если кто-то действительно заблокирует данные, он не сможет оштрафовать ETH, переделанный в стейкинг. Таким образом, вы можете проводить атаки на EigenDA без каких-либо затрат. Поэтому я думаю, что это глубокая проблема в дизайне. Вот как я думаю о EigenDA.

MetaStone: Некоторые уровни доступности данных вне сети предпочитают использовать DAC для защиты своих данных в процессе проверки данных, в то время как другие предпочитают использовать DAS. Что вы думаете о ЦАПах и DAS?**

Ник: Блокчейны на самом деле являются проверяемыми компьютерами. Поэтому не нужно доверять кому-то еще, например, комитету. Потому что цель децентрализации состоит в том, чтобы достичь этого, позволив конечному пользователю проверить цепочку. Таким образом, совет по доступности данных на самом деле не является блокчейном, потому что при использовании DAC вы должны доверять совету по определению. В отличие от этого, выборка доступности данных — это метод прямой проверки цепочки путем выборки. Таким образом, с точки зрения проверяемости, это настоящий блокчейн. Вам не нужно доверять валидаторам Celestia, вы можете проверить их самостоятельно. Даже если они пытаются обмануть вас или вступить в сговор с целью совершения преступлений, они не смогут вас обмануть. Это принципиальная разница, очень важная, и люди должны это осознавать. Это также то, о чем я говорил ранее, EigenDA - это не то же самое, что Celestia, потому что это ЦАП, вы не можете сравнивать его.

BlockBeats: Имеет ли DAS больше преимуществ при добавлении или удалении узлов из сети?**

Ник: Конечно. Одной из суперспособностей такой сети, как Celestia, является использование выборки доступности данных, что означает, что вы можете увеличивать размер блока по мере увеличения количества узлов в сети, что очень мощно. Потому что в монолитной цепочке можно использовать только один и тот же размер блока, независимо от того, сколько человек запускают узлы. В то время как в Celestia вы можете увеличивать размер блока по мере добавления новых узлов и начала выборки.

Мы хотим создать культуру, в которой пользователи смогут запускать узлы на своих кошельках или в браузерах. Это означает, что по мере того, как все больше пользователей присоединяются к сети, количество узлов увеличивается, поэтому блоки могут становиться больше, обеспечивая больше места для новых пользователей и новых приложений. Таким образом, здесь существует петля положительной обратной связи, когда пользователи фактически дают своим приложениям масштаб для масштабирования.

Обязательства KZG могут быть использованы в будущем

Quantum Gravity Bridge (QGB) — это мост доступности данных между Celestia и Ethereum, который развертывается Celestia на Ethereum, а затем операторы Ethereum Layer 2 могут публиковать свои передаваемые данные в сети Celestia, а валидатор Celestia proof-of-stake (PoS) поместит их в блок. Затем эти данные пересылаются из Celestia в Ethereum в виде доказательств доступности данных. Аттестация представляет собой корень Меркла данных L2, подписанный валидатором Celestia, подтверждающий, что данные доступны на Celestia.

Контракт QGB проверяет подпись на доказательстве DA от Celestia. Поэтому, когда контракт уровня 2 в Ethereum обновляет свое состояние, он не полагается на данные о доставке, опубликованные в Ethereum, а вместо этого проверяет, предоставляются ли правильные данные в Celestia, запрашивая контракт моста DA. Контракт даст положительный ответ на любой действительный отзыв о подтверждении, который был ранее направлен ему, или он вернет отрицательный ответ. Ник отметил, что Celestia обеспечит Ethereum Layer 2 высокую пропускную способность, доступность данных, которая более безопасна, чем другие решения для обеспечения доступности данных вне сети, и имеет более низкие комиссии.

BlockBeats: Как вы думаете, квантовый гравитационный мост дороже или дешевле по сравнению со стоимостью EigenDA?

Ник: Одна из проблем с EigenDA заключается в том, что они не опубликовали никакой информации о том, как они на самом деле ее создали. Таким образом, трудно понять, как это будет выглядеть без кода. Я думаю, что для EigenDA, в зависимости от того, как они построены, могут быть высокие затраты на доказательство, потому что вы должны генерировать обязательства KZG (Кейт-Заверуха-Голдберг, схемы полиномиальных обязательств) и проверять подписи в Ethereum, как вы должны проверять кучу подписей для каждого пакета. Таким образом, на самом деле это может потреблять много газа. Преимущество QGB заключается в том, что мы спроектировали его таким образом, чтобы минимизировать затраты на газ.

Во-первых, у нас пакетная обработка. Это похоже на то, как если бы у вас было несколько блоков Celestia, все они объединяются в один блок, а затем обязательство генерируется, подписывается, а затем публикуется в Ethereum. Таким образом, вместо того, чтобы передавать и проверять каждый блок, вам нужно сделать это только один раз в пакете, что значительно снижает затраты газа на проверку обязательств.

Во-вторых, мы также создаем QGB с нулевым разглашением, который еще больше снизит затраты на проверку обязательств на Ethereum Layer 1 за счет проверки всех этих подписей с помощью доказательств с нулевым разглашением. Потому что затраты на газ для проверки обязательств на Ethereum Layer 1 являются большими накладными расходами для любого DA вне сети. Кроме того, существует реальная стоимость DA для таких вещей, как оплата данных на Celestia и EigenDA, и трудно сказать, сколько это будет стоить прямо сейчас. Я думаю, что стоимость будет очень, очень низкой, в любом случае, настолько низкой, что я подозреваю, что это не будет другим фактором, если только Селестия внезапно не будет перегружена или что-то еще, что сделает стоимость очень высокой.

BlockBeats: Вы упомянули KZG, но почему Celestia до сих пор не использовала KZG, и что за этим стоит?

Ник: Да, проблема с обещаниями KZG заключается в том, что они все еще довольно новые и очень медленно вычисляются. В результате, создание блоков было бы дороже, если бы использовались обязательства KZG. Кроме того, по мере увеличения размера блока приходится вычислять все больше и больше открытых значений, что приводит к снижению скорости. В результате, Селестия приняла очень практичное решение использовать простое дерево Меркла (хеш-дерево) с доказательствами мошенничества.

Но проблема в том, что если это станет практичным, мы легко сможем заменить его обещанием KZG. Интересно, что несколько недель назад на SBC (Blockchain Science Conference) исследователь Ethereum Foundation Данкрад Фейст поделился некоторыми многообещающими исследованиями по аппаратному ускорению KZG, и мы следим за этим и полностью рассмотрим возможность его замены, если будут какие-либо изменения и улучшения. Но KZG добавляет много сложностей, так что это вызов.

BlockBeats: Я хотел бы задать несколько вопросов о Rollkit, модульном фреймворке для роллапа, как вы думаете, какую роль Rollkit будет играть в будущем?

Ник: Первое, что люди должны знать, это то, что Селестия полностью нейтральна. На самом деле, в настоящее время мы работаем почти с каждым SDK для объединения, чтобы интегрировать Celestia в качестве варианта DA. Мы запустили Rollkit, когда еще не было фреймворка с открытым исходным кодом, потому что в то время существовали Layer 2, но все они пытались создать что-то свое, а не пытались создать программный SDK, чтобы каждый мог создать свой собственный роллап, поэтому мы создали Rollkit.

Я думаю, что одна из уникальных особенностей Rollkit заключается в том, что он был первым, который был разработан в соответствии с концепцией, что он не привязан к Ethereum и не предполагает расчетов с помощью смарт-контрактов. В результате он лучше подходит для запуска накопительного пакета Sovereign. Еще один важный аспект заключается в том, что Sovereign Rollkit совместим с ABCI (Application BlockChain Interface), поэтому любое приложение Cosmos SDK или среда выполнения, совместимая с ABCI, может быть совместима с ним. Люди использовали множество различных виртуальных машин и сделали их совместимыми с ABCI, а затем смогли запустить их на Rollkit. Это очень важно, потому что открывает еще одну экосистему проектов для создания роллапов, и еще одна замечательная вещь заключается в том, что команда Rollkit построила систему защиты от мошенничества для приложений Cosmos SDK. Таким образом, на самом деле можно создать оптимистичный роллап поверх Rollkit, что очень интересно.

BlockBeats: Есть ли что-нибудь, что бы вы хотели сказать разработчикам или практикам в Китае?**

Ник: Мы очень рады, что у нас больше присутствия в Китае, и мы знаем, что Китай играл такую важную роль в происхождении блокчейна и криптовалют с самого начала. В Китае так много талантливых инженеров и пользователей, и китайское сообщество полно энтузиазма. Я живу в Гонконге полтора года, много раз путешествовал по Китаю, люблю китайскую культуру, очень ценю менталитет китайцев, они полны желания, у них менталитет строителей и менталитет стремящихся, что мне очень нравится.