Одним из основных моментов Devcon 5 в этом году были optimistic rollups , новое решение для масштабирования, которое использует базовую цепочку Ethereum для доступности данных и обеспечения двустороннего моста активов, при этом выполнение происходит вне цепочки на втором уровне. В дополнение к увеличению пропускной способности и снижению затрат на смарт-контракты общего назначения, это первый способ устойчивого масштабирования первого уровня, избегая раздувания состояния.
Недавно Fuel Labs объявила о том , что внедрение оптимистичных накопительных пакетов близится к завершению в ожидании аудита безопасности. Их сайдчейн позволит увеличить пропускную способность транзакций примерно в 50 раз. Однако даже при таком впечатляющем росте его узким местом является доступность данных в его базовой цепочке Ethereum. Если бы такие системы, как Fuel, были построены на основе цепочки, специально спроектированной с нуля для обеспечения доступности данных, они могли бы легко достигать десятков или даже сотен тысяч транзакций в секунду.
С этой целью мы создаем первый в истории масштабируемый блокчейн, ориентированный на доступность данных: Celestia . В его центре находится основной математический примитив, который делает сегментирование безопасным: доказательства доступности данных с использованием кодов стирания. Использование этого примитива напрямую, а не через сегментирование, позволяет уровню доступности данных Celestia масштабировать сегментированные блокчейны для проверки блоков.
Наше долгосрочное видение состоит в том, чтобы помочь построить экосистему блокчейна с модульными уровнями доступности данных и исполнительными механизмами, которые можно интегрировать вместе. Мы считаем, что это следующее поколение масштабируемых архитектур блокчейна.
Хотя разработчики смогут напрямую создавать приложения на Celestia, в будущем можно будет, например, создавать сайдчейны Fuel , используя Celestia в качестве уровня доступности данных. Или зоны Cosmos и сети Tendermint могут использовать Celestia в качестве уровня доступности данных, чтобы позволить этим зонам свести к минимуму доверие за счет использования доказательств мошенничества, что потенциально дает экосистеме Cosmos более унифицированный уровень безопасности с меньшей зависимостью от социального управления для борьбы с плохими данными.
Помимо увеличения пропускной способности транзакций, еще одним преимуществом этой архитектуры является снижение затрат на приложения, которым требуется большой объем данных в сети. Например, рассмотрим частный контракт на голосование , в котором открытые ключи тысяч участников должны быть размещены в сети.
Первым в команду Celestia вступил Мустафа Аль-Бассам , который ранее был соучредителем Chainspace , платформы смарт-контрактов, которая была приобретена Facebook . Он написал ряд основополагающих статей , чьи вклады лежат в основе безопасности сегментированных систем блокчейна, в частности формальной схемы доказательства мошенничества и доступности данных .
Также в команду входит Джон Адлер , исследователь масштабируемости второго уровня в ConsenSys, работающий над второй фазой Ethereum 2.0. Он создал первую спецификацию для оптимистичных роллапов, вдохновившись более ранними работами Мустафы по доступности данных.
К ним присоединяется Исмаил Хоффи , старший инженер-исследователь, который имеет многолетний опыт работы, начиная от создания прототипов для академических исследований и заканчивая внедрением в производство как блокчейнов, так и неблокчейн-систем, в том числе в Tendermint , Google UK и EPFL .
Дизайн Celestia
Основная идея Celestia состоит в том, чтобы отделить выполнение транзакций (и достоверность) от уровня консенсуса, чтобы консенсус отвечал только за а) упорядочивание транзакций и б) гарантию доступности их данных. Это абсолютный минимум того, что должен сделать консенсусный уровень блокчейна, чтобы включить полезные приложения. (Однако в случае протоколов Proof-of-Stake необходим минимальный уровень выполнения, критически важный для консенсуса, чтобы определить набор валидаторов, хотя это также может быть реализовано как оптимистическая сводка.)
Например, можно представить себе версию Bitcoin, в которой недействительные транзакции могут размещаться в цепочке, но клиенты просто отбрасывают их при чтении цепочки блоков для определения ее состояния. В этой модели блокчейн просто используется как упорядоченный протокол обмена сообщениями, а не как протокол репликации конечного автомата. Такие конструкции, как оптимистичные rollups и zk rollups , развивают эту идею, используя доказательства мошенничества или достоверности, чтобы клиенты могли гарантировать достоверность опубликованных транзакций или переходов состояний, не выполняя непосредственно каждую транзакцию самостоятельно.
Это похоже на сокращение консенсуса до атомарного вещания , возможность которого впервые была показана в 1996 году . Это отход от парадигмы репликации конечного автомата для консенсуса, которая была популярна в исследованиях распределенных систем в течение последних нескольких десятилетий, которой также следует Сатоши Накамото в официальном документе Bitcoin.
В Celestia блок с консенсусом считается действительным только в том случае, если данные, лежащие в основе этого блока, доступны. Это делается для того, чтобы производители блоков не выпускали заголовки блоков без выпуска данных за ними, что помешало бы клиентам читать транзакции, необходимые для вычисления состояния их приложений.
Celestia сводит проблему верификации блоков к верификации доступности данных, которую мы знаем, как эффективно делать с сублинейной стоимостью, используя доказательства доступности данных . Эти доказательства используют примитив, называемый кодами стирания , которые используются в потребительских технологиях, начиная от DVD и заканчивая QR-кодами и спутниковой связью.
Доказательства требуют, чтобы каждый клиент сэмплировал очень небольшое количество случайных фрагментов из каждого блока в цепочке, и работают только в том случае, если в сети достаточно клиентов, чтобы они коллективно сэмплировали всю цепочку. Это похоже на одноранговые сети обмена файлами, такие как BitTorrent, где разные узлы могут иметь разные части файла.
Это приводит к интересному следствию: чем больше у вас клиентов в сети, тем больший размер блока (и, следовательно, пропускная способность) вы можете безопасно использовать. Обратите внимание, что в отличие от существующих горизонтально масштабируемых проектов, таких как сегментирование, в Celestia пропускная способность данных основной цепи увеличивается с неконсенсусными узлами . Это уникальное и интересное свойство, поскольку оно означает, что узлы, которые не производят блоки, могут способствовать пропускной способности и безопасности сети.
Текущие проекты масштабируемости первого уровня, такие как сегментирование, в первую очередь ориентированы на масштабирование производства блоков, а не на проверку блоков. Первое бесполезно без второго, и мы считаем, что последнее гораздо важнее, поскольку стимулированные производители блоков обычно имеют значительно больше ресурсов, чем обычные узлы, которые просто хотят проверить цепочку.
Дополнительная информация
Дополнительные сведения о Celestia см. в следующих ресурсах:
Мы невероятно взволнованы этим видением. Если вы тоже, вы можете быть в курсе событий, касающихся Celestia, подписавшись на информационный бюллетень на нашем веб- сайте , присоединившись к нашей группе Telegram или подписавшись на нашу ленту в Twitter .