簡單了解模塊化區塊鏈的潛力項目 — Celestia | Polygon Avail

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簡單了解模塊化區塊鏈的潛力項目 — Celestia | Polygon Avail | Danksharding

FoxBling

・2022/12/30

快速重溫模塊化區塊鏈

先重溫一下，模塊化的方案就是將本來單體區塊鏈的功能分開實現，解決原本單體區塊鏈無法打破的不可能三角問題。區塊鏈目前可以分為三個層級：

1. 執行層（Execution Layer）：交易、計算以及鏈上的狀態更新
2. 共識層（Consensus Layer）：共識層提供排序和最終性，例如可以驗證執行層狀態並解決爭議、負責資產跨鏈的橋樑；確保節點就交易達成一致
3. 數據可用層（Data Availability Layer）：提供數據的存儲和數據可行性的驗證，例如確保 rollup 後的交易數據已經公佈並是可用的

目前的單體體區塊鏈是所有節點都運行這三層，所帶來的問題就是鏈上處理交易的速度緩慢並且昂貴。上圖可見，模塊化下則將區塊鏈的各個層級拆開，在允許中心化計算的同時保證對計算去中心化的驗證。

想要重溫內容可以參考：模塊化區塊鏈 Modular Chain 是什麼？如何解決區塊鏈的不可能三角？｜簡單理解區塊鏈原理

模塊化中也有不同的賽道

目前區塊鏈的每個層級都有相應的模塊化區塊鏈項目正在發展，例如以前介紹過的 Rollup 文章的項目大多都是在執行層上。這次就會大家簡單介紹更多潛力明星項目，分別是 Celestia 、Polygon Avail、Danksharding。

理解什麼是數據可用性 DA

由於接下來要介紹的項目主要集中於解決「數據可用性 (DA)」的問題，所以有必要先令大家認識何為數據可用性。

「區塊鏈中的數據可用性」是許多區塊鏈擴展方案面臨的特定問題，這功能主要檢查區塊鏈節點如何生成新塊，以及這些新塊包含的所有數據是否都廣播到網絡。困難在於，如果區塊生產者不發佈區塊中包含的所有數據，則沒有人能夠發現該區塊中是否隱藏了惡意交易。

筆者找了一個簡單易懂的例子向大家說明。

你往 Google Drive 上傳了一張照片，第二天，你想把這張照片給朋友看。

你問 Google：「你能給我看看我昨天上傳的照片嗎？」

如果 Google 回答說：「我可以使用它，我可以給你看那張照片。」

然後只是給你發送一張從照片上剪下來的臉作為證明。你一定會覺得很困惑，你想要下載你的照片，而不是從 Google 那裡證明他們有你的照片。

這個奇怪的 Google 恰恰可以生動地闡釋數據可用性層執行的核心功能。我們只是想要看到那張臉作為證明，證明鏈上數據是可用的，並不想從 DA 層那裡下載所有的數據。

Credit：https://foresightnews.pro/article/detail/15497

聰明的讀者可能發現，早前介紹過的 Rollup 技術，就是目前主要利用的「欺詐證明」來解決區塊驗證性問題。有興趣讀者可查看：https://cryptowesearch.com/blog/all/zkrollup-zkevm-layer2-defi

Celestia

第一個為大家介紹的是 Celestia，其願景是將 Cosmos 和以 Rollup 為中心的以太坊結合起來，共享安全性。

Celestia 是首個模塊化區塊鏈，它通過將執行與共識分開，並引入數據可用性採樣（data availability sampling）來進行擴展。它是一個可插入的共識和數據可用性層，使任何人都可以快速部署去中心化區塊鏈，而無需引導新的共識網絡的開銷。

Celestia 在2022年10月時籌集了由 Bain Capital Crypto 和 Polychain Capital 牽頭的 5500 萬美元資金，用於構建用於部署和擴展區塊鏈的模塊化架構，可見其 VC 對此項目的信心。

工作原理

Celestia 採用模塊化架構，將原先區塊鏈的一體三層拆分成不同的層。

模塊化架構將共識和執行分成不同的層。執行層存在於自己的區塊鏈上，允許針對特定用例進行優化和專業化。任何基於此架構構建去中心化應用程序的開發人員都將享有更好的靈活性、安全性和可擴展性。

Celestia 的獨特優勢

1. 自主權（Self Sovereignty）

目前的主流 rollups 就像以太坊的分支般，他們將區塊驗證發佈在以太坊上，欺詐或有效性證明會在鏈上執行，因此，它們的狀態由以太坊上的一系列智能合約決定，以以太坊的巨大生態系統以及眾多節點維持安全性。而 Celestia 上的 rollups 本質上是擁有自己主權的區塊鏈，帶來可以為 rollups 進行分叉的能力而無需擔心安全性減弱，因為所有分叉最終都將使用相同的數據層，不會放棄 Celestia 共識層的安全優勢。

讀者可能會疑惑分叉（hard folk）有什麼特別，事實上某部份智能合約若然不透過分叉並不能大更新，但一般的分叉鏈最終會削弱主網的安全性，而 Celestia 則解決了這問題。

2. 區塊鏈更易部署

在擁有 Proof-of-Stake 技術的現在，消除了Proof-of-Work 的硬件要求。但現時的 PoS 共識的成本仍然很高。而其他的創新鏈例如 Polkadot 平行鏈的部署成本很高，以太坊 rollups 的運營成本很高。 Celestia 團隊正在使用 Optimint 的 Cosmos SDK，該工具支持部署任何鏈，無需開發人員擔心共識的開銷或昂貴的部署 / 運營費用，可以在幾秒鐘內部署新的鏈。

3. 高效定價模式

雖然以太坊上的 Rollups 用的分片會隨著基礎層的數據容量增加，而有更便宜的 rollups 費用，但由於以太坊上有設計上的限制，只要 Layer 1 上出現大量活動，所有 rollups 的費用都會隨之增加。而 Celestia 高效的收費模式，使不同交易活動會有不同的費用市場。簡單而言，例如 NFT 的交易活動暴增導致交易費用非常高，並不會提高 DeFi 相關的 rollups 費用。

Celestia 發展路線圖及結語

目前預計在 2023年就會部署主網，讀者們記得留意會否有空投的機會。值得留意的是，由於在 Celestia 上沒有執行層，因此與其他整體 L1 相比，Token 的功能價值（Token Utility）可能會較低。最終 Celestia 將作為 DA 層與以太坊競爭，並且由於便利性和安全性，執行層可能會堅持使用以太坊。

Polygon Avail

Polygon Avail 是一個獨立的共識和 DA 層，就像上面介紹的 Celestia。重溫一下區塊鏈網絡中的節點需要一種方法來確保新提議區塊的所有數據隨時可用，而 Avail 可以提供可證明的、高級別的數據可用性保證。

使用 Avail 鏈被要求將所有交易數據發佈到 Avail 而不是以太坊。然後，Avail 能夠比其他鏈更有效地存儲和證明該數據的可用性，執行層可以向以太坊發布證明表明已確認相關數據的可用性。通過用少量數據證明代替將所有交易數據發佈到以太坊的需要，執行環境可以大大降低成本。

Polygon Avail 與 Celestia 的比較

與 Celestia 一樣，Polygon Avail 也是一個通用的數據可用性解決方案。不同的是，Celestia 採用欺詐證明技術，而 Polygon Avail 則採用 KZG 多項式承諾（KZG commitments) 的技術。 Celestia 實現起來比較簡單，但由於其採樣數據的規模較大，因此需要的通信帶寬略高。 Avail 涉及相對複雜的加密技術，難度稍大。它的優點是帶寬要求低。

詳情： https://polygon.technology/blog/understanding-polygon-avail-modular-blockchains-through-metaphors

擴容解決方案 - Danksharding

增加區塊鏈吞吐量的一種方法是將區塊鏈拆分為多個稱為分片(Sharding)的子鏈。這些分片有自己的區塊生產者，並且可以相互通信以在分片之間轉移代幣。而 Danksharding 則是一種技術，把以太坊變成了一個統一的結算（settlement）和數據可用性（Data Availability）層，而把真正的計算功能交給了L2。