Aktualnie na rynku kryptowalut cały czas dominują projekty, które zajmują się wszystkimi zadaniami na głównej warstwie (L1), która zapewnia sieci dane, konsensus i przetwarzanie transakcji. Odbywa się to na jednym łańcuchu, który jest wielozadaniowy, a przez to ograniczony. Skalowalność tych rozwiązań, czyli możliwości przetwarzania dużej liczby transakcji w krótkim czasie przy zachowaniu decentralizacji, brak niezależności i wysokie ograniczenia w projektowaniu aplikacji są według Celestia największym problemem dzisiejszych łańcuchów.
Artykuł nie stanowi porady inwestycyjnej. Zawsze wykonaj własny research i pamiętaj o ryzyku. Artykuł zaktualizowany 12.07.23r.
Czym jest Celestia?
Celestia jest łańcuchem bloków, który działa nieco inaczej niż reszta rynku i skupia się na innych zadaniach niż standardowy blockchain, czy też platforma smart kontraktów.
blog.celestia.org/celestia-raises-55m-to-launch-modular-blockchain-network
Pozwala na budowę wielołańcuchowego, modułowego ekosystemu wykorzystującego Celestia jako swoją warstwę bazową bezpieczeństwa i dostępności danych. Zespoły mogą tworzyć dostosowane do własnych potrzeb, niezależne łańcuchy, z ustalonymi przez siebie zasadami wykonania transakcji.
Modułowe podejście Celestia oznacza rozdzielenie najważniejszych warstw działania blockchainów, dzięki czemu zyskuje się znacznie większą wolność w projektowaniu rozwiązań Web3 oraz szybkość i niskie koszty warstwy konsensusu, która nie jest przeciążona wieloma zadaniami.
Sama w sobie Celestia ma nie obsługiwać smart kontraktów, a delegować ich obsługę do warstw, które będą budowane na jej podstawie, czyli dedykowanych łańcuchów, takich jak np. już opracowywany Cevmos, który powstaje we współpracy z Evmos, projektem ekosystemu Cosmos, do którego Celestia także należy.
Co więcej, Celestia ma w ogóle nie przetwarzać i nie weryfikować poprawności transakcji, które będą trafiać do sieci, co jest bardzo ciekawym pomysłem. To projekty przesyłające swoje transakcje do Celestia będą zajmować się weryfikacją i wyborem tego, jakie zasady będą kierować tym, która transakcja jest poprawna, a która nie.
Celestia doskonale nadaje się do tworzenia rozwiązań L2 Rollups zarówno ZK, jak i Optimistic, które obliczenia wykonują poza łańcuchem a jako warstwę konsensusu i dostępności danych wykorzystują inne blockchainy, takie jak właśnie ten dziś opisywany.
Zrozumienie problemu dostępności danych jest kluczowe dla dalszego poznawania tego projektu, więc zanim będę starał się odpowiedzieć na pytanie czym wyróżnia się i jak działa Celestia, musimy zapoznać się z terminem DA.
Czym jest dostępność danych?
Dostępność danych, z angielskiego Data Availability (DA), jak sama nazwa wskazuje określa to czy… dane są dostępne.
Jak wiemy całe działanie kryptowalut opiera się o blockchain. To niezmienna i zdecentralizowana (przynajmniej w teorii) baza danych, do której dodawane są bloki zweryfikowanych pod kątem poprawności transakcji.
Problem polega na tym, że z upływem czasu, te dane mogą osiągać ogromne rozmiary. Nie tylko cała historia transakcji, ale przede wszystkim aktualny stan sieci. "Stan", czyli wszystkie kluczowe dane o aktualnym momencie w jakim znajduje się blockchain, takie jak stan kont, smart kontraktów, informacje o walidatorach itp.
Powoduje to problemy ze skalowalnością oraz decentralizacją, ponieważ jedynym pewnym sposobem na weryfikację poprawności danego bloku jest pobranie jego pełnej kopii. Większy rozmiar oznacza wyższe koszty przechowywania i synchronizacji (większe dyski, szybszy Internet).
Alternatywą dla pełnego węzła, który przechowuje całą kopię łańcucha jest lekki klient, który synchronizuje tylko nagłówki bloków. Tutaj pojawia się kolejny problem. W wielu wypadkach lekki klient musi zaufać pełnemu węzłowi, że wszystkie dane z nowego bloku są poprawne i zostały fizycznie przesłane i dodane do łańcucha, ponieważ sam nie zweryfikuje tego, o ile nie pobierze pełnej kopii, czego przecież chce uniknąć.
W całym problemie dotyczącym dostępności danych chodzi więc o to, aby w prosty sposób zweryfikować czy wszystkie dane transakcji trafiły jawnie do sieci.
Lekkie węzły Celestia weryfikują dane, ale bez wymogu pobrania całego bloku, a jedynie niewielkich części, które stanowią dowód na ich dostępność.
Dostępność danych, to nie przechowywanie danych
Dostępność danych polega na sprawdzeniu, czy dane transakcji nowego bloku zostały udostępnione publicznie. Przechowywanie danych pozwala na dostęp do nich i pobranie ich.
Celestia nie nagradza przechowywania danych, a wychodzi z założenia, że istnieją “naturalne” zachęty oraz użytkownicy, którzy będą te dane przechowywać (a po uzyskaniu weryfikacji wymagana jest tylko jedna pełna, poprawnie zapisana kopia). Dane mają przechowywać np. eksploratory, dostawcy API, węzły, itp.
Celestia nie gwarantuje więc przechowywania danych, a jedynie dowód na to, że poprawnie zostały “kiedyś” przesłane i zapewne “gdzieś tam są”. Np. w odpowiednich węzłach Celestia, sieci Filecoin, Arweave, czy na scentralizowanych serwerach.
Jak działa Celestia i co ją wyróżnia?
Czymś, co wyróżnia Celestia od innych projektów jest to, że nie weryfikuje ona poprawności transakcji. Opisywany dziś projekt co prawda posiada konsensus Proof of Stake, ale wykorzystuje go do uszeregowania transakcji w odpowiedniej kolejności, a nie do sprawdzenia i osiągnięcia zgody co do ich poprawności.
Celestia wychodzi z założenia, że to projekty, które przesyłają swoje dane do warstwy DA mają weryfikować, które transakcje są poprawne, a które należy ignorować i to właśnie na nich spoczywa to zadanie.
Można więc powiedzieć, że tego projektu nie obchodzi poprawność transakcji, a jedynie to, czy producenci bloków przesłali wszystkie dane, które za nimi stoją.
W przypadku działających dziś L1, to łańcuch platformy weryfikuje poprawność wszystkich transakcji, uporządkowuje je i aktualizuje swój stan jednocześnie zajmując się przechowywaniem dużej liczby danych i konsensusem. Celestia jedynie porządkuje transakcje i rozwiązuje problem dostępności danych. Reszta spoczywa na innych warstwach.
grafika: celestia.org
Głównym założeniem tego projektu jest rozdzielenie konsensusu i dostępności danych od pozostałych warstw, takich jak smart kontrakty, którymi zajmują się już projekty działające w tej sieci. To sprawia też, że stan Celestia będzie w założeniach mniejszy niż w innych rozwiązaniach, ponieważ największym obciążeniem są dane smart kontraktów, których Celestia nie obsługuje.
Pewna egzekucja i weryfikacja transakcji nadal występuje, ale jest związana z tokenem Celestia, opłatami w sieci, czy mechanizmem POS i delegacjami, więc podstawowymi funkcjami.
Celestia ma stanowić główną bazę zapewniającą dostępność danych oraz konsensus zajmujący się uszeregowaniem, a nie weryfikacją poprawności transakcji dla wszystkich warstw korzystających z tej sieci.
Jako projekt ekosystemu Cosmos, Celestia wykorzystuje konsensus Tendermint Proof of Stake oraz zapewne będzie połączona z siecią poprzez IBC.
Jak Celestia podchodzi do problemu opisanej wcześniej dostępności danych?
Data Availability Sampling (DAS), choć opcjonalne, umożliwia lekkim węzłom weryfikację dostępności danych bez konieczności pobierania całego bloku. Jest to możliwe dzięki schematowi kodowania o nazwie 2-Dimensional Reed-Solomon. Pozwala to na weryfikację bloku poprzez sprawdzenie kilku próbek, dzięki którym zyskuje się 99.999% pewność, że dane są dostępne.
Te próbki, choć małe, są sprawdzane przez wiele lekkich węzłów i rozsyłane po sieci, a dzięki połączeniu wystarczającej części oryginalnych danych bloku z zebranych fragmentów, uczciwy węzeł może odzyskać pełny blok.
Co więcej, dzięki temu wraz z rosnącą liczbą lekkich węzłów rośnie bezpieczeństwo i możliwości sieci, której bloki dzięki temu mogą zwiększać swoje rozmiary nie wpływając negatywnie na możliwości skalowania.
Wyjaśnienie tego systemu na przykładzie rzutu monetą przedstawił Nick White na X:
Data Availability Sampling is a major breakthrough in blockchain scaling, but many struggle to understand it.
— Nick White (@nickwh8te) August 17, 2022
Don't worry, it's actually pretty simple. You can think of it like tossing a coin ???????? pic.twitter.com/m9DzjYm0sO
Drugim z ważnych terminów w tej kwestii są Namespaced Merkle Trees (NMT), które umożliwiają wyższym warstwom działającym na Celestia pobieranie tylko tych transakcji, które ich interesują. Oznacza to, że jakieś rozwiązanie będące giełdą X może ignorować transakcje giełdy NFT Y. Mimo to współpraca nadal jest możliwa, a dodatkowo nie wymaga zaufanych mostów, gdyż wszystkie transakcje zostały przesłane do jednego miejsca - Celestia.
Na Celestia działa kilka typów węzłów. Dla warstwy DA są to:
- Bridge Node: łączy sieć Data Availability z siecią konsensusu.
- Full Storage Node: przechowuje wszystkie dane
- Light Node: Lekki klient wykonujący opisane wyżej DAS
Celestia pozwala lekkim węzłom weryfikować poprawność bloków samodzielnie co znacznie zwiększa decentralizację sieci.
Łańcuch Celestia App
Częścią warstwy DA jest łańcuch PoS nazwany Celestia App zbudowany przy użyciu Cosmos SDK.
Celestia App jest zbudowana na Celestia Core, zmodyfikowanej wersji konsensusu Tendermint. Jest to niezbędny element potrzebny do wykonania logiki PoS i umożliwienia zarządzania warstwą DA.
Tutaj wyróżniamy dwa typy węzłów:
- Węzeł walidatora, który uczestniczy w konsensusie, tworząc bloki i głosując na nie.
- Pełny węzeł konsensusu: węzeł Celestia App z całą historią łańcucha bloków.
Kryptowaluta Celestia?
Już wiemy, że łańcuch Proof of Stake - co dość oczywiste - będzie posiadał własny token.
Niestety aktualnie nie znamy szczegółów tokenomii, ani sposobu dystrybucji (nie wiadomo czy będzie airdrop).
Aktualizacja. Airdrop tokenów TIA miał już miejsce!
Wiemy natomiast, że token ma mieć mechanizm podobny do EIP-1559, czyli spalanie opłat działające podobnie do Ethereum, będzie inflacyjny, a jego głównym wykorzystaniem będzie pokrywanie opłat i zapewnienie bezpieczeństwa konsensusu w stakingu.
Cevmos i Quantum Gravity Bridge
Choć nadal nie wiemy, kiedy wystartuje mainnet, wiemy, że opracowywane są już projekty, które będą wykorzystywać możliwości Celestia. Jednym z nich jest Cevmos.
Łańcuch Cevmos będzie dostosowany specjalnie do obsługi rozwiązań rollup i sam działać jako rollup na Celestia. Zostanie stworzony przy współpracy z Evmos oraz połączony z natywną siecią tokena EVMOS poprzez IBC oraz wykorzystywać ten właśnie token do zapewniania bezpieczeństwa i opłat.
Drugim wykorzystaniem Celestia może być zapewnianie np. warstwy dostępności danych dla projektów L2 Ethereum dzięki Quantum Gravity Bridge i Celestium.
Celestium to łańcuch Ethereum L2, który wykorzystuje Celestia dla dostępności danych, ale Ethereum jako warstwę rozliczeniową i rozstrzygania sporów.
blog.celestia.org/celestiums
L2 będą mogły publikować swoje dane transakcyjne w sieci Celestia, gdzie są one umieszczane w blokach przez walidatorów.
Dane te są następnie przekazywane w formie zaświadczeń o dostępności do smart kontraktu, który będzie działać na Ethereum. Dzięki stosowaniu POS na Celestia niepoprawne zaświadczenia mogą zostać ukarane slashingiem.
Dla projektów L2 Ethereum jest to rozwiązanie dostępności danych off-chain, które może stanowić kompromis dla kosztów, bezpieczeństwa i skalowalności.
Podsumowanie
Celestia jest projektem bardzo ciekawym, który w październiku zdobył finansowanie na poziomie 55 mln USD od wielu znanych i (nie)lubianych inwestorów.
Jako projekt ekosystemu Cosmos znów doda wartość tej sieci (co nie znaczy, że wszystkim tokenom w tej sieci) i zapewni zainteresowanym projektom swoje usługi.
Oczywiście jak każdy projekt na rynku nie jest idealna. Ma swoje wady i ograniczenia. Jest niesprawdzona, nadal nie działa, a token może nie być najlepszą inwestycją (inwestycje VC mogą osłabić tokonomie).
Start mainnetu jest planowany na rok 2023 i zdecydowanie warto obserwować rozwój tego projektu, czy chociażby polować na możliwy airdrop zgodnie z opisywanymi na Twitterze, czy innych mediach strategiami.