本文專訪了 Celestia 的共同創辦人兼 COO Nick White,探討 Celestia 與以太坊的關係,以及 Celestia 背後的故事。
(前情提要:
再質押協議EigenLayer旗艦産品EigenDA是什麼?
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(背景補充:
拆解「數據可用性層」:模塊化未來中被忽視的樂高積木
)
本文目錄
沒有 Celestia,以太坊就無法擴容 Rollup
DAS 比 DAC 更值得信任
未來或將使用 KZG 承諾
當前,區塊鏈面臨著三重困境:擴容性、安全性和去中心化的缺乏 —— 缺乏無信任的跨鏈通訊、缺少當交易數量增長到足夠大時的 Rollup擴容性、無法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。這是一個長期存在的問題,而問題的本質在於找到一種方法,能夠讓資料在不使用太大或太貴的儲存裝置的情況下,安全地儲存在一個更小、更輕的容器中。
今天的大多數區塊鏈都是單片的,區塊鏈的核心功能,包括執行和共識,同時發生並由同一組驗證器執行,單體架構難以擴容,因為每個事務都必須由全節點執行,從而導致出現瓶頸;而模組化區塊鏈是將 4 個元件(共識、資料可用性、執行、結算)中的至少一個完全外包給外部鏈的區塊鏈。
而 Celestia 是第一個模組化區塊鏈網路,也是一種用於 Web 3 的雲端計算網路,它是一個可插拔的共識和資料可用性層,使任何人都可以快速部署去中心化的區塊鏈,而無需引導新的共識網路的開銷。業界有觀點認為,Celestia 是自以太坊以來,區塊鏈行業最重要的底層創新。而無論是以太坊還是 Celestia,都在構建安全的基礎層。本次 BlockBeats 在 TOKEN 2049 大會上獨家專訪了 Celestia 的共同創辦人兼 COO Nick White,探究 Celestia 與以太坊的關係,以及 Celestia 背後的故事。
在這三重困境中,缺乏擴容性的影響最大 —— 只有增強區塊鏈的擴容性,才能讓數億人也開啟上鏈的視窗。這也是當下包括以太坊在內的主流區塊鏈所面臨的最大困境。目前以太坊已經有 Optimism、ZKsync 和 Starknet 等擴容解決方案。然而,這些擴容解決方案的資料可用性嚴重依賴以太坊本身。同時,以太坊的 Gas 費用仍然很貴。
此前,以太坊創辦人 Vitalik 曾描繪了他認為的以太坊區塊鏈的終極形態,其中花費大量篇幅描繪了一個由 Rollup 和 DA 構建起來的新以太坊。這無疑在某種程度上,指明瞭以太坊未來十年的破局之路 —— 模組化。
BlockBeats:能介紹一下你和你的背景嗎?
Nick:當然。我是尼克・懷特(Nick White)。我是 Celestia Labs 的營運長(COO)。我們正在構建 Celestia,這是第一個模組化的區塊鏈網路,這意味著 Celestia 是構建區塊鏈的一種新正規化的支援者,我們不再嘗試在一個協議中完成所有功能,而是將協議分成不同的層級,每個層級專注於特定的功能,然後可以重新組合這些層級來構建區塊鏈和應用程式。
因此,Celestia 專注於堆疊的共識和資料可用性層,而不進行任何執行。執行通過 Rollup(Layer2 方案之一)來實現。人們可以在 Celestia 之上部署 Rollup,並且 Celestia 提供了一個可擴容的去中心化區塊空間供人們構建。所以你可以把我們看作是一個專門以 Rollup 為中心的未來設計的第一層,以擴容 Rollup。
BlockBeats:最早你們是從什麼時候開始,希望採用模組化區塊鏈的?
Nick:這一切源於 2018 年和 2019 年出現的兩篇白皮書。第一篇白皮書是由 Celestia 的共同創辦人穆斯塔法・阿爾巴桑(Mustafa Albasan)與 Vitalik 共同撰寫的,名為《資料可用性抽樣和欺詐證明》(《Data Availability Sampling and Fraud Proofs》)。在這篇論文中,他展示了可以構建一個能夠隨著網路中節點數量擴容鎖空間的區塊鏈,從而解決了擴容性問題。
然後,他在之前的工作基礎上撰寫了另一篇名為《懶人帳本》(《Lazy Ledger》)的白皮書。《懶人帳本》是對資料可用性擴容概念的延續和拓展,他在其中提出了一個新的想法 —— 構建一個只負責資料可用性而不執行任何事務的區塊鏈。當時,他將其稱為「客戶端智慧合約」。
區塊鏈的客戶端將獨立於第一層執行交易,也就是現在的 Rollup。Rollup 實際上就是智慧合約和應用程式的離鏈執行。因此,《懶人帳本》確實是引入了模組化區塊鏈的概念。隨後,當 Rollup 出現時,他進一步展示了整個系統如何運作,因為 Rollup 可以使執行層與資料可用性抽樣一樣具備擴容性。
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以太坊的正統Layer2,唯有Rollup擴容方案?
MetaStone:以太坊的專案分片的推出會降低 Layer2 的成本,它是否對 Celestia 產生了影響?
Nick:ETH 分片,也就是以太坊,實際上在路線圖上轉向了模仿 Celestia 正在構建的方式。在此之前,他們正在構建 ETH 2.0,也就是分片技術,但在 2020 年末,他們決定轉向並追隨 Celestia 的構建方式。隨著時間的推移,他們逐漸將架構與 Celestia 的模型越來越保持一致。所以,Danksharding 基本上是在實現 Celestia 相似想法的不同實現方式。
然而,這其中有幾個不同之處,首先是時間。Celestia 將在幾個月內推出,而 Danksharding 仍在設計和研究階段,很難知道它何時會推出,我覺得他們甚至還沒有設定日期,但是他們確實有 Proto-Danksharding,即 EIP-4844,但這只會對以太坊的區塊空間產生一次性的微小增加。
根據我們看到的部署 Layer2 的需求,我認為這遠遠不足以提供所需的吞吐量。因此,Celestia 將在人們希望大量部署 Rollup 的時候推出。我認為如果沒有 Celestia,以太坊就無法擴容 Rollup。而在長期來看,當 Danksharding 推出時,問題是它類似於一個附加到單一的第一層的資料可用性層,也就是原始的以太坊鏈。
因此,以太坊存在著大量技術債務和包袱,需要在其之上進行開發,而 Celestia 有機會從零開始,這樣就不會有這麼多狀態膨脹。我們不需要執行,我們的網路非常輕量化、簡化,而以太坊沒有這種奢侈,他們仍然需要攜帶以太坊 Layer1 的負擔,這些是我看到的一些不同之處。
讓使用者安全地擁有資料以及資料所代表的資產,打消普通使用者對於資產安全性的各種擔憂,有助於引導下一個 10 億使用者進入 Web3。因此,獨立的資料可用性層將是 Web3 不可缺少的一個環節。資料可用性 DA(Data Availability)本質上就是輕節點在不參與共識的情況下,不需要儲存全部資料,也不需要及時地維護全網的狀態。
當前存在的 DAS(資料可用性取樣)和 DAC(資料可用性委員會)是主流的兩種對資料進行驗證的方式。前者通過下載一些隨機選擇的塊來驗證一個塊是否已釋出,後者則通過其法定人數對狀態的每次更新進行簽名來確認它已收到資料。
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Proof of Validator:以太坊擴容路上的關鍵拼圖
業界普遍認為,當一個獨立的資料可用層是一條公鏈時,優於由一群有主觀意識的人們組成的可用性委員會。因為如果竊取了足夠的委員會成員的私鑰,使得鏈下資料可用性不可用,那麼使用者的資金及資料安全就會受到極大威脅。Nick 指出,Celestia 當前所做的就是使資料可用性層更加去中心化 —— 相當於提供了獨立的 DA 公鏈,擁有一系列的驗證節點、區塊生產者和共識機制,以此提升安全等級。
MetaStone:在 DA 市場中,所有的 DA 層主要接受來自第 2 層和第 3 層的資料,但我們知道,大多數第 3 層由於資料質押無法將其資料傳送到 DA 層中,但 Polygon 將使用橋接來接收這些資料。我想知道你對此有何看法,以及 Celestia 將使用什麼方法來接收來自第 3 層的資料?
Nick:它的作用是要確保該橋接驗證了資料在 Celestia 上的可用性。因此,第三方可以將其資料釋出到 Celestia,但將其狀態更新發布到另一條鏈上,比如以太坊 Layer1、Optimism、Polygon 等。那些鏈上的聚合合約可以通過該橋接方式驗證資料在 Celestia 上的可用性。因此,我們能夠幫助擴容這一點。
MetaStone:在當前的 DA 市場上,EigenLabs 也推出了一個 EigenDA。同時,EigenLabs 借用了以太坊的原始分散式節點,以保護其他網路的安全並減少節點操作。那麼,你對此有什麼看法?
Nick:重新抵押是一個有趣的想法,它允許你使用現有的資金,如抵押品,來抵押一個新的協議。但是它並不能本質上擴容區塊鏈,它只是一種方式,讓你在啟動新的協議時不必發行新的代幣。關於 EigenDA,問題在於他們的設計實際上並不是關於資料可用性的。這裡的資料可用性是指當你想到以太坊、Danksharding 或 Celestia 時所想到的那種概念。因為 EigenDA 只是一個數據可用性委員會,也就是一個多簽名帳戶,有人告訴你資料可用,但你無法自行驗證。因此,EigenDA 實際上無法與 Celestia 進行比較,它們並不是完全相同的產品。
另一個問題是,如果他們使用重新抵押的 ETH 或任何非 EigenDA 代幣來保護 EigenDA,就無法對資料保留攻擊進行懲罰。資料保留攻擊是一種不可歸因的故障,意味著你無法向以太坊 Layer1 上的智慧合約或任何其他實體證明資料被保留。因此,如果有人實際上進行了資料保留,他們將無法對重新抵押的 ETH 進行懲罰。這樣,你實際上可以零成本地對 EigenDA 進行攻擊。所以,我認為這是設計上的一個深層次問題。這就是我對 EigenDA 的看法。
MetaStone:在驗證資料的過程中,一些離鏈資料可用性層選擇使用 DAC 來保護他們的資料,而其他一些資料層選擇使用 DAS。你對 DAC 和 DAS 有什麼看法?
Nick:區塊鏈實際上是可驗證的電腦。因此,你不需要信任其他人,比如一個委員會。因為去中心化的目的就是通過讓終端使用者驗證鏈條來實現的。因此,資料可用性委員會實際上並不是一個區塊鏈,因為在使用 DAC 時,按照定義,你必須信任一個委員會。相比之下,資料可用性取樣是一種通過進行取樣直接驗證鏈條的方法。因此,從可驗證性的角度來看,它是真正的區塊鏈。你不需要信任 Celestia 的驗證者,你可以自行驗證。即使他們試圖欺騙你或串通作案,也無法愚弄你。這是一個根本性的區別,非常重要,人們應該意識到這一點。這也是我之前所說的,EigenDA 因為是 DAC,所以與 Celestia 不是同一回事,你無法真正進行比較。
BlockBeats:對於網路中增加或減少節點,DAS 是否也有更多的好處?
Nick:當然。Celestia 這樣的網路的一個超級能力就是由於採用了資料可用性取樣,這意味著你可以隨著網路中節點的增多而增加區塊的大小,這非常強大。因為在一個單體鏈中,無論有多少人執行節點,你都只能使用相同的區塊大小。而在 Celestia 中,隨著更多節點的加入和取樣的開始,你實際上可以增加區塊的大小。
我們希望建立一種文化,讓使用者在其錢包或瀏覽器上執行節點。這意味著隨著更多使用者加入網路,節點數量增加,因此區塊可以變得更大,為新使用者和新應用程式提供更多的區塊空間。因此,這裡存在著一種積極的回饋迴圈,使用者實際上為自己的應用程式提供了擴容的規模。
量子引力橋(Quantum Gravity Bridge,後文簡稱 QGB),是一個 Celestia 和以太坊之間的資料可用性橋樑,被 Celestia 部署在以太坊上,然後以太坊 Layer2 的運營商們可以將他們的傳送資料釋出到 Celestia 網路,由 Celestia 的權益證明 (PoS) 驗證器將其放入區塊中。然後,這些資料就被以資料可用性證明的形式從 Celestia 轉發到以太坊。該證明是由 Celestia 驗證者簽署的 L2 資料的默克爾根 (Merkle root),證明資料在 Celestia 上可用。
QGB 合約驗證來自 Celestia 的 DA 證明上的簽名。因此,當以太坊上的 Layer2 合約更新其狀態時,它不依賴釋出到以太坊的傳送資料,而是通過查詢 DA bridge 合約來檢查是否在 Celestia 上提供了正確的資料。該合約將對之前轉發給它的任何有效證明回饋給出肯定響應,否則它將返Nick指出，Celestia将为以太坊的Layer2提供高吞吐量的数据可用性，比其他链下数据可用性方案更安全，同时费用更便宜。
BlockBeats：您认为相对于EigenDA的成本而言，量子引力桥是更昂贵还是更便宜？
Nick：EigenDA的一个问题是他们没有公开关于他们如何实际构建它的信息。所以，没有代码的话很难知道它会是什么样子。我认为，对EigenDA来说，根据他们的构建方式，可能会产生昂贵的证明成本，因为你必须生成KZG承诺（Kate-Zaverucha-Goldberg，多项式承诺方案），并在以太坊上验证签名，比如每个批次你都必须验证一堆签名。所以这实际上可能会消耗大量的Gas。QGB的好处是我们设计它的方式是专门为了将Gas成本最小化。
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首先，我们有批量处理。就像有多个Celestia区块，它们都被批处理到一个区块中，然后生成一个承诺，并将其签名，然后释放到以太坊。所以，不必传递和验证每个区块，你只需在一个批次中进行一次操作，这显著降低了验证承诺的Gas成本。
其次，我们还在建设一个零知识QGB，这将通过零知识证明来验证所有这些签名，从而进一步降低在以太坊Layer1上验证承诺的Gas成本。因为验证以太坊Layer1上的承诺的gas成本，对于任何离链DA来说都是一个很大的开销。然后还有像在Celestia和EigenDA上支付数据的实际DA成本，现在很难知道那将会花费多少。我认为成本会非常非常低，无论哪种情况，都很低，以至于我怀疑它不会成为一个不同的因素，除非Celestia突然拥堵或者其他情况导致成本非常高。
BlockBeats：你刚才提到了KZG，但为什么Celestia还没有使用KZG，背后有怎样的思考？
Nick：是的，KZG承诺的问题在于它们仍然相当新，并且计算速度非常慢。因此，如果使用KZG承诺，建立区块会更加昂贵。而且，随着区块大小的扩大，你必须计算越来越多的开启值，这会导致速度变慢。因此，Celestia做出了非常实际的决定，即使用普通的Merkle树（hash树）并配合欺诈证明。
但问题是，如果变得实际可行，我们很容易将其替换为KZG承诺。令人兴奋的是，几周前在SBC（区块链科学大会）上，以太坊基金会研究员Dankrad Feist分享了一项我们非常关注与KZG硬件加速相关的有希望的研究。如果有任何变化和改进，我们完全会考虑进行替换。不过，KZG会增加很多复杂性，所以这是一种挑战。
BlockBeats:我想问一些关于Rollkit（一种模块化的rollup框架）的问题，你认为Rollkit在未来会扮演什么角色？
Nick:首先人们应该知道的是，Celestia完全是中立的。事实上，我们目前正在与几乎每个rollup SDK合作，将Celestia作为DA选项整合进去。我们在没有开源rollup框架的时候就开始了Rollkit，因为当时有Layer2，但它们都在试图构建自己的单一事物，而不是试图构建一个供任何人能够构建自己的rollup的软件SDK，这就是我们孵化Rollkit的原因。
我认为Rollkit的独特之处之一在于，它是第一个在不与以太坊绑定、不涉及与智能合约结算的概念下设计的。因此，它更适合执行Sovereign rollup。另一个重要的方面是，Sovereign Rollkit与ABCI（Application BlockChain Interface，区块链应用接口）兼容，因此任何与ABCI兼容的Cosmos SDK应用程序或执行环境，都可以与之兼容。人们已经使用了许多不同的虚拟机器，并使其与ABCI兼容，然后能够在Rollkit上启动它们。这是非常重要的，因为它为构建rollup打开了另一个生态系统的项目。另一个很棒的事情是Rollkit团队为Cosmos SDK应用程序构建了一个欺诈证明系统。因此，实际上可以在Rollkit上构建一个乐观的rollup，这非常令人兴奋。
BlockBeats:你有什么想对中国的开发者或者从业者说的吗？
Nick:我们非常兴奋地希望在中国有更多的存在，并且我们知道从非常早期开始，中国在区块链和加密货币的起源中发挥了如此重要的作用。中国有如此多有才华的工程师和使用者，中国社群充满了热情。所以，我们非常期待能够与之接触和参与，我曾经在香港生活过一年半，也在中国各地旅行过很多次，我喜欢中国文化，我真的很欣赏中国人的心态，他们充满了渴望，有着建设者的心态和奋斗者的心态，这一点我非常喜欢。
