TIAの可能性を徹底検証

Author: Can Gurel, delphidigital Compiled by BTCdayu Source: X, @BTCdayu

ハイライト

• 全員がすべての取引を実行するチェーン全体。align: left;">ハイライト

  • 全員がすべてのトランザクションを実行する全体的なチェーンは、本質的にスケーラブルではありません。したがって、何らかの形でのマルチチェーンの世界は避けられません。私たちは、モジュール型ブロックチェーンがマルチチェーンの世界への最良のアプローチかもしれないと考えています。

  • Celestiaは初の真のモジュール型ブロックチェーンです。"そのビジョンは、Cosmosの主権的相互運用性ゾーンと、セキュリティを共有した集約中心のEtherを組み合わせることです。"

  • Celestiaは、コンセンサスから実行を切り離し、データの可用性サンプリングを導入することでスケールします。これによってCelestiaは、これまでで最もスケーラブルで分散化されたプロトコルの1つであるBitTorrentの特性を模倣することができます。当面の間、Celestiaは認証のコストをかなり安定させながら、あらゆる潜在的なユーザーの要求を実質的にサポートすることが期待されています。

  • ブロックチェーンをモジュール式スタックとして再構築することは、スケーラビリティを超えた意味を持っており、Celestiaのユニークな利点には、信頼最小化ブリッジ、主権チェーン、効率的なリソース価格設定、よりシンプルなガバナンス、簡単なチェーン展開、柔軟な仮想マシンなどがあります。

  • モジュラー型ブロックチェーンはブロックチェーン設計におけるパラダイムシフトであり、今後数年でそのネットワーク効果がますます明らかになると予想しています。特に、Celestiaのメインネットは2023年にローンチされると予想されています。

  I.はじめに

  すべての人がすべての取引を実行する全体的なチェーンは、本質的に拡張不可能です。実際、ほとんどすべての主要なエコシステムがマルチチェーンの世界を構築しているのはそのためです。

  前回の投稿で述べたように、エコシステムはマルチチェーンの世界をどのように構想しているかで異なります。

  一言で言えば、イーサは、L1よりも高価で柔軟性に欠ける傾向があるが、互いにセキュリティを共有できるロールアップを中心とした未来を構想している。

  対照的に、コスモスはゾーンと呼ばれる相互運用可能で主権を持つL1のエコシステムです。ゾーンはロールアップよりも安価で柔軟ですが、互いに完全なセキュリティを共有することはできません。

  Celestiaは、両方の長所を兼ね備えています。ある賢者が言ったように、"Celestiaのビジョンは、Cosmosの主権的な相互運用性ゾーンと、セキュリティを共有したRollup中心のEtherを組み合わせることだ"。

  

  上の図を完全に理解できなくても、心配しないでください。心配しないでください。この記事では、セレスティアのパラダイムシフトのモジュール型ブロックチェーン設計に飛び込みながら、そのすべてを紐解いていきます。記事の前半はCelestiaの「どのように」に答え、後半はCelestiaの「なぜ」を取り上げます。セレスティアがどのように機能するのかをご存知の方は、この記事の後半、セレスティアの8つのユニークな特徴をリストアップしていますので、そちらにお進みください。セレスティアが表面的に見える以上に深く、強烈であることに驚くかもしれない。

  Two: How Celestia Works - Decoupled Execution

  セレスティアの「原則」を理解するために。セレスティアの「原理」を理解するには、まずその問題提起を定義しなければなりません。Celestiaは、"ブロックチェーンが他のブロックチェーンに共有セキュリティを提供するために最低限できることは何か（すなわち、集約ロールアップ）"という問いに対する答えを探すことから生まれました。

  多くの場合、コンセンサスと有効性は同じものです。しかし、これらの概念は別物だと考えたくなります。有効性のルールは、どのトランザクションが有効とみなされるかを決定し、コンセンサスはノードが有効なトランザクションの順序に合意することを可能にします。

  他のL1ブロックチェーンと同様に、Celestiaはトランザクションを順序付けるためにコンセンサスプロトコル（Tendermint）を実装している。しかし、一般的なブロックチェーンとは異なり、Celestiaはこれらのトランザクションの有効性について推論することはなく、トランザクションを実行する責任も負わない。Celestiaはすべてのトランザクションを平等に扱う。必要な手数料を支払えば、トランザクションを受け入れ、注文し、複製する。

  すべてのトランザクションの有効性ルールは、アグリゲーションノードによってクライアント側で実施されます。ロールアップノードはCelestiaを監視し、それらに属するトランザクションを特定してダウンロードします。ロールアップ・ノードはCelestiaを監視し、自分に属するトランザクションを特定してダウンロードし、それらを実行してステータスを計算する（例えば、各個人の口座残高を決定する）。集約ノードによって無効とみなされたトランザクションがあれば、それらは無視される。

  

  おわかりのように、セレスティアの履歴が残っている限り、その取引は無視されます。Celestiaの履歴が同じである限り、同じ有効性ルールを持つソフトウェアを実行している集約ノードは、同じ状態を計算することができます。

  これにより、重要な結果が得られます。Rollupは、セキュリティを共有するために、実行を行う別のチェーンを必要としません。その代わりに必要なのは、注文されたトランザクションの共有履歴に合意することだけである。 Celestiaはどのようにスケールするのか？

  コンセンサスから実行を切り離すことは、Celestiaのユニークな機能の基礎を提供しますが、Celestiaが達成したスケーラビリティのレベルは、実行を切り離すことだけでは説明できません。

  分離された実行の明らかな利点は、ノードが、デフォルトで誰もがすべてを実行するのではなく、関心のあるアプリケーションに関連するトランザクションを自由に実行できることです。たとえば、ゲームアプリケーション（アプリケーション固有の集約）のノードは、DeFiアプリケーションのトランザクションの実行に関心を持つ必要はありません。

  つまり、分離実行のスケーラビリティの利点は、コンポーザビリティを犠牲にするため、まだ限定的です。

  2つのアプリが互いにトークンを交換したい状況を想像してみましょう。この場合、各アプリの状態は互いに依存します。1つのアプリの状態を計算するために、ノードは両方のアプリに関連するトランザクションを実行しなければなりません。

  実際、実行されるトランザクションの数は、これらの相互作用に参加する新しいアプリごとに増加しなければなりません。極端な例では、すべてのアプリが相互に作用することを望んだ場合、各パーティが各トランザクションをダウンロードして実行する、単一のチェーンに戻ることになります。

  では、Celestiaがどのように比類のないスケーラビリティを達成し、コンセンサスから実行を切り離すかが重要なのでしょうか？

  3つのスケーラビリティのボトルネック

  スケーラビリティとは、検証チェーンのコストを増やさずにトランザクション数を増やすことだとよく言われます。スケーラビリティのボトルネックがどこにあるのかを理解するために、ブロックチェーンがどのように検証されるのかを簡単におさらいしましょう。

  典型的なブロックチェーンでは、コンセンサスノード（検証者、マイナーなど）がブロックを生成し、それがフルノードとライトノードからなるネットワークの残りの部分に分散されます。

  利用可能なリソースが多いフルノードは、ブロック内のすべてのトランザクションをダウンロードして実行することで、受け取ったブロックの内容を完全に検証する。対照的に、リソースが限られているため、ライトノード（99％のユーザー）はブロックの内容を検証することができず、ブロックヘッダ（ブロックデータの要約）をトレースすることしかできない。その結果、ライトノードはフルノードよりもはるかに安全性が低くなります。ライトノードは常にコンセンサスが正直であると仮定します。

  フルノードはこの仮定をしないことに注意してください。悪意のあるコンセンサスは、フルノードを騙して無効なブロックを受け入れることはできません。なぜなら、フルノードは無効なトランザクション（例えば、ダブルフラッシュ・トランザクションや無効なミント）に気づき、チェーンに注意を払うのをやめてしまうからです。

  ブロックチェーン分野で最も悪名高いスケーラビリティのボトルネックは、状態の膨張として知られています。トランザクションが増えるにつれ、ブロックチェーンの状態（トランザクションの実行に必要な情報）は増加し、フルノードを稼働させるコストが高くなります。これは、フルノードの数が減り始め、ライトノードの数が増え始め、コンセンサスノードの周りにネットワークが集中するという望ましくない状況につながる可能性がある。

  ほとんどのチェーンは分散化を重視しているため、フルノードを消費者向けハードウェアで動作させたいと考えています。これが、ブロック/ガスのサイズ制限を強制することで、状態の成長速度を制限する理由です。

  不正と有効性の証明

  不正と有効性の証明の発明は、このボトルネックを効果的に取り除きます。これらは、ライトノードが効果的に実行できる簡潔な証明であり、ブロック内のトランザクションを実行することなく、ブロックのコンテンツが有効であることを検証します。このソリューションの強みは、完全なチェーンステートを持つノードであれば、誰でもこの証明を生成できることだ。これは、ライトノードがフルノードとほぼ同じセキュリティ保証で動作できる一方で、消費するリソースが桁違いに少ないことを意味するため、非常に強力です。

  ここで、詐欺防止の単純化した例を示します。不正防止では、フルノードはライトノードに、無効なトランザクションを自律的に識別するのに十分なデータを提供します。この証明の最初のステップでは、フルノードがライトノードに対して、特定のデータ片（例えば、無効であると主張するtx）がブロック本体に属することを示す必要がある。

  これは、Merkle木を使用することができるので、かなり簡単です。Merkleツリーを使用することで、フルノードはブロック全体をダウンロードすることなく、特定のトランザクションがブロックに含まれていることをライトノードに効果的に証明することができます。

  しかし、トランザクションが含まれていることを証明するのは簡単ですが、トランザクションがないことを証明するのは簡単ではありません。次のセクションで見るように、トランザクションが存在しないことを証明することは、含まれているトランザクションを証明することと同じくらい重要であるため、これは問題である。

  データ可用性の問題

  そもそもフルノードが詐欺/有効性証明を生成するためには、状態-口座残高、契約コードなど-を計算できなければなりません。- 口座残高や契約コードなどです。

  そのためには、フルノードが「すべての」トランザクションをダウンロードして実行する必要があります。しかし、悪意のあるコンセンサスがブロックヘッダを解放し、ブロックボディの一部のトランザクションを保持する場合はどうでしょうか？

  

  この攻撃シナリオでは、フルノードがボディのデータ消失に気づくのは簡単でしょう。この攻撃シナリオでは、完全なノードは本体のデータ消失に気づきやすく、そのためチェーンに従うことを拒否しやすい。しかし、ヘッダーのみをダウンロードする軽いノードは、何の違いにも気づかないため、それに従い続けるでしょう。

  不正行為と有効性の証明の前提条件としてのデータの可用性

  この問題は、不正行為と有効性の証明に基づくソリューションに適用されることに注意してください。完全なデータにアクセスできない場合、正直な完全なノードは不正や有効性の証明を生成できないからです。データ保留攻撃が発生した場合

  不正防止システムでは、ライトノードは潜在的に無効なチェーンのヘッダーを追跡します。その結果、正直なノードはブロックを検証できなくなります。

  Proof-of-validityベースのシステムでは、ライトノードは有効だが未知の状態を持つチェーンのヘッダーを追跡します。その結果、正直なノードはブロックを生成できなくなる。つまり、攻撃者の同意がなければチェーンを進めることができなくなる。これは、攻撃者がみんなのお金を預かることに似ている。

  どちらの場合も、ライトノードは問題に気づかず、うっかりフルノードからフォークしてしまいます。

  データの可用性の問題は本質的に非常に微妙なものです。トランザクションがないことを証明する唯一の方法は、すべてのトランザクションをダウンロードすることですが、これはまさにリソースの制約のためにライトノードが避けたいことです。

  Celestiaはデータ可用性の問題を解決する

  さて、問題を特定したので、Celestiaがどのようにそれを解決するのか見てみましょう。先に、有効性とコンセンサスを区別したときに、Celestiaはトランザクションの有効性を気にしないと述べた。しかし、Celestiaが本当に気にしているのは、ブロック生産者がヘッダーの背後にあるデータを完全に公開しているかどうかです。

  Celestiaが非常にスケーラブルなのは、可用性ルールを限られたリソースの軽いノードで自律的に実施できるからです。これは、データ可用性サンプリングと呼ばれる新しいプロセスによって行われます。

  データ可用性サンプリング（DAS）

  DASは、Deletion Adjustment Codesと呼ばれる長年のデータ保護技術に依存しています。Celestiaが削除調整コードを実装する方法はこのレポートの範囲外ですが、基本を理解することは重要です。

  データの一部にデデュープを適用すると、拡張されたデータの一定部分から元のデータを復元できるように拡張されます。例えば、データの一部を2倍のサイズに消去符号化し、拡張されたデータの*任意の*50%から完全に復元することができます。特定の方法でブロックを正しく消去符号化することにより、Celestiaは、リソースが限られたライトノードが、他のすべてのチャンクがすでにネットワークで利用可能であることを高確率で保証しながら、ブロックから一定数の小さなサイズのデータチャンクをランダムにサンプリングすることを可能にします。この確率保証は、サンプリング・プロセスに関与するノードの数に起因します。

  DASを、悪意のあるブロック生産者が軽いノードに気づかれずにブロック内のデータを隠そうとするゲームだと考えてください。ブロック・プロデューサーはヘッダーを公開する。ヘッダーで提出されたデータのルートに基づいて、各ライトノードはブロックからランダムなブロックを要求し始めます（ブロックにデータが含まれているという対応するMerkle証明とともに）。

  

  ゲームには2つの結果があります。

  1.データが利用可能 -> 悪意のあるブロック生産者は、ライトノードの要求に基づいてブロックからブロックを解放します。リリースされたブロックはネットワークを通じて伝播されます。各サンプリングライトノードは少数のブロックしかサンプリングしませんが、ネットワーク内の正直なフルノードであれば、ブロードキャストブロックから元のブロックを復元することができます。完全なブロックがネットワークで利用可能になったことで、すべてのライトノードは最終的にサンプリングテストが成功し、ヘッダーの背後にある完全なデータが本当にフルノードで利用可能であることが保証されます。

  データが利用可能であることを自律的に検証することで、ライトノードは、任意の1つの正直なフルノードが自分たちのために生成できることを知っているため、詐欺/有効性の証明のみに頼ることができます。

  2.データの保留 - >悪意のあるブロック生成者は、要求されたブロックを解放しません。ライトノードは、サンプリングテストが失敗することに気づきます。

  悪意のあるコンセンサスはもはやライトノードを騙してノード全体の拒否の連鎖を受け入れることができないため、これはもはやセキュリティに深刻な脅威をもたらさないことに注意してください。その結果、データが欠落したブロックは、完全なライトノードとデータサンプリングのライトノードのアクティブな失敗として表示されます。この場合、すべてのブロックチェーンの究極のセキュリティメカニズムである社会的合意によって、チェーンを安全に復元することができる。

  まとめると、どちらの場合でも、フルノードとデータサンプリングライトノードは最終的に同じチェーンに従うため、ほぼ同じセキュリティ保証の下で動作します。

  Celestiaはどのくらいのスケールを提供できますか？

  DASの重要な特性の1つは、集団的にサンプリングされるデータが多ければ多いほど、より大量のデータに対して同じ確率的可用性保証を提供できるということです。Celestiaのコンテキストでは、これは、サンプリングプロセスに多くのノードを関与させることによって、ブロックのサイズを安全に増加させることができる（すなわち、より高いtpsをサポートする）ことを意味します。

  しかし、DASには固有のトレードオフがあります。技術的な理由（ここでは説明しませんが）により、データサンプリングするライトノードのブロックヘッダは、ブロックサイズの平方根に比例して大きくなります。その結果、フルノードとほぼ同じセキュリティを望むライトノードは、O(√n)の帯域幅コストを経験することになります。

  スケーラビリティに関しては、2つの支配的な要因があります。align: left;">ライトノードのターゲットブロックヘッダーサイズ

これらのいずれかが、CelestiaのDAスループットに制限を設けます。

以下では、最初のインパクトファクターを考慮した、Celestiaチームの研究による現在の推定値を共有します。



重要なことは、DASはここに示されているよりもはるかに大きくなる可能性があるということです。DASは限られたリソースで多くの観客によって実行されるためです。スマートフォンでもサンプリング・プロセスに参加でき、Celestiaのセキュリティとスループットに貢献できる。実際、これはスマートフォンがCelestiaのセキュリティに貢献している例です！

実際、サンプリングされるノードの数は、ユーザーのニーズにかなり関連すると予想しています。これは非常にエキサイティングなことで、Celestiaのブロックスペースのプロビジョニングが需要の関数として定義されるからです。これは、モノリシックチェーンとは異なり、Celestiaはユーザーの需要が高まるにつれて、より低い安定した手数料を提供できることを意味します。

さて、2つ目の要因にズームインしてみましょう。ライトノードのブロックヘッダのサイズは、ブロックサイズの2乗に比例して大きくなります。これは制限要因のように見えるかもしれませんが、時間の経過とともに、リソース要件の増加はネットワーク帯域幅の改善によって相殺されるかもしれません。

また、DASは帯域幅の改善に乗数効果をもたらすことに注意してください。平均的なライトノードの帯域幅容量がX成長する場合、CelestiaのDAスループットは安全にX²成長できます！

最後に、2020年代に終わると予測されているコンピューティングのムーアの法則とは異なり、インターネットの帯域幅に関するニールセンの法則は、今後数十年間は真実であり続けると思われます。 したがって、コンピューティングを完全にチェーンから外すことで、Celestiaはネットワーク帯域幅の指数関数的な成長を利用することができます。

あらゆることを考慮すると、Celestiaは検証コストをかなり安定させながら、予見可能な将来にわたって、あらゆる潜在的なユーザーの需要を実際にサポートすることが期待されます。エンフォースメントをやめてDASを導入することで、Celestiaはインターネット上で知られている最もスケーラブルな分散プロトコルであるBitTorrentのスケーラビリティ特性を模倣することができます。

モジュール型Celestiaスタックの4つの特徴

さて、Celestiaがどのように機能するのかを説明したところで、次の点を見てみましょう。モジュール型ブロックチェーンの利点ブロックチェーンをモジュール式スタックとして再構築することは、純粋なDAのスケーラビリティを超えた意味を持つ。以下では、モジュール式Celestiaスタックの8つのユニークな設計属性について説明します。

自己主権

今日、ロールアップはイーサのベビーチェーンとして稼働しています。これは、ロールアップがヘッダをイーサ上で公開し、不正や有効性の証明がチェーン上で実行されるためです。そのため、正規の状態はイーサ上の一連のスマートコントラクトによって決定されます。

このことを認識することは、アグリゲーションがデフォルトでオンチェーンガバナンスメカニズムを持たなければならないことを意味するため、重要です。しかし、オンチェーンガバナンスには、投票者の参加率の低さ、票の買収、中央集権化などのリスクがつきまといます。こうした複雑さのため、オンチェーンガバナンスはまだほとんどのブロックチェーンで望ましいガバナンス方法として採用されていません。

Celestia上のロールアップの仕組みは大きく異なります。先に見たように、Celestiaは保存するデータの意味を持たず、すべての解釈を集約ノードに委ねる。その結果、Celestia上のアグリゲーションの標準的な状態は、特定のクライアントソフトウェアを実行することを選択したノードによって独自に決定される。実際、これはL1ブロックチェーンが今日一般的に機能している方法とまったく同じです。

このように、Celestia上のRollupは本質的に自己主権型のブロックチェーンです。ソフトウェアをアップグレードし、基礎となるデータを異なる方法で理解することを選択することで、ノードはハードフォーク/ソフトフォークを自由に行うことができます。例えば、アグリゲーションコミュニティがブロックサイズやトークン供給の変更について論争を繰り広げている場合、反対派は異なる有効性ルールに従うようにソフトウェアをアップデートすることができる。その深い意味を考えると、この機能が見た目以上にエキサイティングであることに気づくだろう。

ティア1ブロックチェーンの分野では、物議を醸すハードフォークがしばしば危険視されます。その結果、フォークは全力で避けられることが多く、実験が阻害されます。

ブロックチェーンの歴史上初めて、Celestiaはセキュリティの希薄化を恐れることなくブロックチェーンをフォークする能力をもたらします。すべてのフォークは、セレスティアのコンセンサスレイヤーのセキュリティ上の利点を放棄することなく、最終的に同じDAレイヤーを使用することになるからだ。もしブロックチェーンが最初からこのように機能していたら、ビットコインのブロックサイズの議論やイーサDAOのフォークがどれほどスムーズに解決できたか想像してみてほしい。

私たちはこれにより、ブロックチェーン領域における実験とイノベーションが、現在のインフラでは想像もつかないレベルまで加速することを期待しています。以下のビジュアライゼーションは、これを完璧に示しているスレッドからのものです。strong>

VM空間におけるイノベーションのペースを特に加速させるもう1つの力は、Celestiaの実行に依存しない性質です。

イーサリアムのロールアップとは異なり、Celestia上のロールアップは必ずしもEVM解釈可能な不正/妥当性証明に使用されるようには設計されていません。これは、Celestia上のVM設計空間をより大きな開発者コミュニティに開放し、厳しい競争にさらすことになります。

今日、Starkware、LLVM、MoveVM、CosmWasm、FuelVMなどの製品により、代替VMの出現を目の当たりにし、牽引力を得ています。カスタムVMは、特定のユースケースに対応しながら最適なパフォーマンスを達成するために、サポートされるオペレーション、データベース構造、トランザクション形式、ソフトウェア言語など、実行のあらゆる面で革新的であり得ます。

Celestia自体は実行を直接スケールするわけではありませんが、その実行にとらわれない性質が、高機能でスケーラブルな実行を求める、競争の激しいVM市場の舞台を整えるだろうと予想しています。

容易なデプロイメント

暗号通貨分野で長年変わらないトレンドがあるとすれば、それはブロックチェーンのデプロイがいかに容易になったかということです。



初期には、PoWハードウェアがなければ、分散型ネットワークは立ち上がりませんでした。このボトルネックは、最終的にPoSの導入によって取り除かれた。PoSと同様に、Cosmos SDKのような洗練された開発者ツールによって、新しいブロックチェーンの立ち上げが容易になった。しかし、進歩とは裏腹に、PoSのコンセンサスをブートストラップするためのオーバーヘッドは、まだ理想的とは言い難い。開発者は、新しいバリデータのセットを見つけ、広く分散されたトークンを確保し、とりわけコンセンサスの複雑さに対処しなければならない。

ポルカドット・パラレルチェーンとイーサ・ロールアップはこのボトルネックを解消したが、前者はまだ導入コストが高く、後者はまだ運用コストが高い。

Celestiaはこのトレンドの次の進化であるように見え、CelestiaチームはOptimintと呼ばれるCosmos SDKを使用してORU仕様を実装しています。このツールは、他のツールとともに、開発者がコンセンサスのオーバーヘッドや高価なデプロイ/運用コストを心配することなく、あらゆるチェーンをデプロイできるという将来のニーズに対応している。新しいチェーンは数秒でデプロイすることができ、ユーザーはその日から安全にチェーンとやり取りすることができます。

効率的なリソース価格

イーサリアムは、今後数年間でシャーディングプログラムを段階的に展開する予定です。それに伴い、アグリゲーションはデータの公開にのみ使用できる純粋なデータシャーディングが行われる予定です。これにより、ベース層のデータ容量が増えるにつれて、アグリゲーションは当然安くなる。しかし、これはイーサネットがL1上のステートフルな実行環境を放棄することを意味するものではない。

イーサには神聖な実行環境があります。イーサ上で完全に検証されたアグリゲートノードを実行するには、イーサのL1状態の実行にも興味がなければなりません。しかし、イーサはすでに巨大なステートを抱えており、その実行は決して安いタスクではない。この巨大な状態は、アグリゲーションの技術的負債を増大させます。

さらに悪いことに、L1ステートのサイズを制限するために使用される同じユニット（つまりL1ガス）は、集計された履歴データを測定するためにも使用されます。その結果、L1上のアクティビティが急増するときはいつでも、すべての集計されたコストも一緒に上昇します。



セレスティアのモジュラーブロックチェーンスタックでは、アクティブ状態の成長と履歴データCelestiaのブロックスペースには、バイト単位で測定され、対価が支払われる集約された履歴データのみが保存され、すべての状態の実行は、それぞれ独立したセルの集約を通じて測定されます。アクティビティは異なるコスト市場の影響を受けるため、ある実行環境でのアクティビティ・スパイクは、別の実行環境でのユーザーエクスペリエンスに害を与えることはありません。

信頼最小化ブリッジ

L1対L2の議論全体を理解する1つの方法は、それらを多数のチェーンとブリッジとして考えることです。

一般的に、ブリッジには信頼と信頼の最小化という2つの形態がある。信頼されたブリッジは、取引相手のチェーンのコンセンサスに依存し、一方、信頼最小化ブリッジは、単一の無傷のノードによって確保することができます。

ブロックチェーンが信頼最小化ブリッジを形成するためには、2つのことが必要です：(i) 同じDA保証 (ii) お互いの不正/有効性証明を説明する方法。

L1はDAを共有するという前の条件を満たしていないため、互いに信頼最小化ブリッジを形成することはできません。彼らができる最善のことは、通信するために互いのコンセンサスに依存することであり、これは必然的にセキュリティが低いことを意味する。

一方、ロールアップはイーサと信頼を最小化する方法で通信します。イーサはロールアップのデータにアクセスし、チェーン上で不正や有効性の証明を行うことができます。これが、ロールアップがイーサとの信頼最小化ブリッジを持つことができ、任意の単一のロールアップノードによって保護されることができる理由です。

信頼最小化ブリッジを持つチェーンはクラスターとして扱うことができ、Celestiaはチェーン同士がクラスターを形成するための土台を作ります。セレスティア上のチェーンは、独立することも、互いに信頼しあうことも、広大なブリッジの設計空間の中で信頼最小化ブリッジを信頼しあうことも自由である。



一般に信じられていることに反して、詐欺や有効性の証明は、チェーン上で実行される必要はありません。詐称や有効性の証明は、オンチェーンで実行されなくても効果がある。これらはp2pレイヤー（上に示したCosmosクラスタの下）で配布され、クライアント側で実行することもできます。

最小限のガバナンス

ブロックチェーンのガバナンスには時間がかかる。改善のための勧告を実施するには、通常、何年もの社会的調整が必要です。これはセキュリティ上の理由によるものですが、ブロックチェーン領域における活発な開発のペースを著しく遅らせています。

モジュール型ブロックチェーンは、実行層が独立して迅速に行動し、物事を壊すことができる一方で、コンセンサス層は弾力性と堅牢性を保つことができる、ブロックチェーンガバナンスに対する優れたアプローチを提供します。

EIPの歴史を見ると、提案の大部分が実行機能とパフォーマンスに関連していることがわかります。それらは通常、運用価格、新しいオペコードの追加、トークン標準の定義などに関連しています。

モジュール式のブロックチェーンスタックでは、こうした議論は対応する実行レイヤーの参加者だけが関与し、コンセンサスレイヤーには浸透しない。このことは、スタックの最下層で解決すべき問題がはるかに少なくなることを意味し、社会的協調の閾値が高いため、進歩は必然的に遅くなる。

分散化されたブロック検証、生産ではない

分散化がチームによって異なることを意味するのは珍しいことではありません。

多くのプロジェクトは、高度に分散化されたブロック生産を重視し、PoSセットアップで分散化されたブロック生産を行うPoWの能力を模倣しています。Algorandのランダムリーダー選挙、Avalancheの二次サンプリング投票、イーサリアムのコンセンサススライシングは、このよく知られた例です。これらの設計上の選択は、高度に分散化されたブロック生産を可能にするために、ブロック生産者に必要なリソースを低く想定しています。

これらは価値のある技術ですが、実際に他の技術よりも意味のある分散化につながるかどうかを言うのは困難です。

これは、プロトコル外部のスケールメリット、リソースプーリング、クロスチェーンMEVが重要な触媒であるなどの要因により、ブロック生産が集中化する傾向があるためです。経験則として、技術にもかかわらず、株式/ハッシュは最終的にパレート分布に従います。

これらに加えて、このトピックには見落とされがちなもっと重要なポイントがあります。分散化の最も重要な要素は、生産よりもブロックの検証です。

少人数のコンセンサスノードの行動が多数の参加者によって吟味される限り、ブロックチェーンは私たちのお気に入りの信頼マシンとして作動し続けるだろう。

これが、ブロックチェーンの残骸に関するヴィタリック氏の最近の投稿の中心的なテーゼだった。ブロック生成は中央集権化され、ブロック検証は非信頼化され、高度に分散化され、検閲は依然としてブロックされている。"

同様に、Celestiaはブロック生産者のリソース要件が高い一方で、検証者のリソース要件は低く、高度に分散化された検閲に強いネットワークを実現している。

シンプル

ブロックチェーンのスケーラビリティのボトルネックを明確に特定することで、Celestiaチームは可能な限りシンプルな設計を選択することができました。

イーサがシャーディングのロードマップの最後にDASを実装したのに対し、セレスティアはそれを優先し、過度に複雑なコンセンサスシャーディングのルートを通らないことを明確に選択しました。

同様に、Celestiaは派手な新しいコンセンサスプロトコルを実装せず、代わりに実績のあるツールと広範な開発者/検証者のサポートを備えた、古くからのTendermintを使用することを選択しました。

私たちは、このような設計上の選択が、時間とともにCelestiaを際立たせ、Rollupが安価なデータ可用性ソリューションをますます求めている時期にCelestiaが市場に参入することで、さらに高く評価されるだろうと考えています。

V.将来の課題/限界

Celestiaは、まったく新しいブロックチェーンの設計を開拓しています。これは既存のソリューションよりも優れたモデルだと信じていますが、まだ未解明の課題もあります。

私たちが予見している最初の課題は、適切なブロックサイズの決定に関するものです。この投稿で探ったように、Celestiaのブロックサイズは、ネットワーク内のデータサンプリングノードの数に応じて安全に増やすことができます。しかし、データサンプリングは魔女攻撃に対して耐性のあるプロセスではない。したがって、ネットワーク内のノード数を決定する検証可能な方法はない。さらに、サンプリングに参加するノードはプロトコルによって明示的に報酬を得られないため、サンプリングに関する仮定は暗黙のインセンティブに頼らざるを得ない。ターゲットブロックサイズの決定と更新のプロセスは社会的コンセンサスに従うことになり、これはコンセンサス・ガバナンスの新たな課題である。

将来のもう一つの課題は、Celestiaのブートストラップネットワーク効果に関するものです。明らかに、エンフォースメントを伴わない専用のDAレイヤーは、大したことはできない。したがって、他のブロックチェーンとは異なり、Celestiaはユーザーの活動を開始するために他の実行チェーンに依存することになる。この目的のために、Celestiaの最初のユースケースの1つは、Celestiaブロックスペースの開始活動で達成するのが最も簡単なターゲットであるイーサ上のバリディウム（すなわち、セレスティウム）のためのオフチェーンDAソリューションになります。

現在進行中のもう1つのプロジェクトはCevmosです。Cevmos上のロールアップはCevmosにデータを公開し、CevmosはそれをCelestiaに公開します。Cevmosは、現在Etherが行っているのと同様に、決済レイヤーとしてプルーフ・オブ・アグリゲーションを行います。Cevmosの目標は、コードベースを変更することなく、EtherのロールアップをCelestia上でローカルに開始できるようにすることです。



最後に、Celestiaに関連するネイティブトークンユーティリティが、Celestiaのネイティブトークンユーティリティに関連することを期待しています。のネイティブ・トークン・ユーティリティです。他のチェーンと同様に、Celestiaは手数料市場を持ち、そのネイティブトークンはCelestiaのブロックスペースに対する需要から価値を生むでしょう。しかし、Celestiaはステートフルな実行を行わないため（PoS関連のごく小規模なステートフルな実行を除く）、ほとんどのチェーンとは異なり、DeFiやその他の垂直的な流動性の源泉としてのトークンの有用性はやや限定的となる。例えば、信頼を最小限に抑えた方法でロールアップとイーサの間を自由に移動できるイーサとは異なり、Celestiaのネイティブトークンは、他のチェーンに移植するために信頼できるブリッジに依存しなければなりません。

VI.結論

私たちは、モジュール型ブロックチェーンがブロックチェーン設計のパラダイムシフトを象徴していると考えており、そのネットワーク効果が今後数年でますます明らかになると予想しています。特に、Celestiaのメインネットワークは2023年にローンチされる予定です。

コンセンサスから実行を切り離すことで、CelestiaはBittorrentスタイルのスケーリングと分散化を可能にするだけでなく、トラストを最小化するブリッジ、主権チェーン、効率的なリソース価格設定、よりシンプルなガバナンス、容易なチェーン展開、柔軟な仮想マシンなどの独自のメリットも提供します。

初の専用DAレイヤーとして、Celestiaはより少ない作業で済みます。より少ない作業で、より多くの結果を得ることができます。