Celestia Blockchain là gì? Monolithic Blockchain của tương lai

Nội dung chính

• Monolithic chain là các blockchain mà mọi người thực thi tất cả các tx vốn dĩ không thể mở rộng. Do đó, việc hình thành một multi-chain world là không thể tránh khỏi theo cách này hay cách khác. Chúng ta tin rằng các modular blockchain có thể là cách tiếp cận tối ưu cho multi-chain world.
• Celestia là modular blockchain thực sự đầu tiên. “Tầm nhìn của dự án là sự kết hợp giữa các zone có thể tương tác có chủ quyền của Cosmos và một rollup-centric Ethereum với bảo mật được chia sẻ”.
• Celestia mở rộng quy mô bằng cách tách riêng việc thực thi (decoupling execution) khỏi sự đồng thuận và giới thiệu mẫu khả dụng của dữ liệu. Điều này cho phép Celestia có các thuộc tính của BitTorrent (một trong những giao thức có khả năng mở rộng và phi tập trung nhất từng được biết đến).
• Celestia được kỳ vọng sẽ có thể hỗ trợ bất kỳ nhu cầu thực tế nào của người dùng trong tương lai gần trong khi vẫn giữ chi phí xác minh khá ổn định.
• Hình dung lại các blockchain như một modular stack có quan hệ mật thiết ngoài khả năng mở rộng. Những lợi thế độc đáo của Celestia bao gồm các cầu nối giảm thiểu sự tin cậy (trust minimized bridges), chain có chủ quyền (sovereign chain), định giá tài nguyên hiệu quả (efficient resource pricing), quản trị đơn giản hơn, triển khai chain dễ dàng và máy ảo linh hoạt (flexible VMs).
• Các modular blockchain là một bước ngoặt thay đổi mô hình trong thiết kế blockchain và chúng ta hy vọng hiệu ứng mạng mà chúng mang đến sẽ ngày càng rõ ràng hơn trong vài năm tới. Đặc biệt với việc ra mắt mainnet của Celestia dự kiến diễn ra vào năm 2023.

Một monolithic chain nơi mà mọi người thực thi tất cả các tx vốn dĩ không thể mở rộng. Thật vậy, đây là lý do tại sao hầu hết mọi hệ sinh thái lớn đều đang xây dựng theo hướng multi-chain world.

Như đã đề cập trong post trước, các hệ sinh thái khác nhau hình dung một multi-chain world khác nhau. Hai cách tiếp cận thu hút nhiều hoạt động nhất hiện nay là Ethereum và Cosmos.

Tóm lại, Ethereum hình dung ra một tương lai tập trung vào Rollup. Các rollup thường tốn kém và ít linh hoạt hơn so với L1 nhưng có thể chia sẻ bảo mật với nhau. Ngược lại, Cosmos là một hệ sinh thái gồm các L1 có chủ quyền có thể tương tác với nhau được gọi là Zone. Mặc dù Zones có thể rẻ và linh hoạt hơn Rollups, nhưng chúng không thể chia sẻ bảo mật hoàn toàn với nhau.

Celestia kết hợp những gì tốt nhất của hai chain trên. Như một chuyên gia giàu kinh nghiệm đã từng nói, “Tầm nhìn của Celestia là sự kết hợp giữa các zone có thể tương tác có chủ quyền của Cosmos và một Ethereum tập trung vào rollup với bảo mật được chia sẻ.”

Được tài trợ

Nếu nhìn vào biểu đồ trên mà bạn vẫn chưa hiểu cũng đừng lo lắng. Chúng ta sẽ tìm hiểu tất cả các ý trên trong bài viết này khi chúng ta đi sâu vào thiết kế blockchain modular thay đổi mô hình (paradigm-shifting modular) của Celestia Blockchain.

Chúng ta sẽ dành phần đầu của bài viết để trả lời câu hỏi “hows” và nửa sau để giải quyết “whys” của Celestia Blockchain. Nếu bạn đã quen với cách hoạt động của Celestia, bạn nên bỏ qua phần sau của bài báo cáo này, bài báo cáo sẽ liệt kê 8 thuộc tính độc đáo của Celestia. Bạn có thể sẽ ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng Celestia có những ý nghĩa sâu sắc và mạnh mẽ hơn so với bề ngoài.

Tìm hiểu về Celestia Blockchain và cách thức hoạt động – Decoupling Execution (Thực thi tách rời khỏi đồng thuận)

Để hiểu được “hows” của Celestia, trước tiên chúng ta phải xác định vấn đề của mà dự án sẽ giải quyết. Celestia được sinh ra để tìm kiếm câu trả lời cho câu hỏi: “Điều tối thiểu mà một blockchain có thể thực hiện để cung cấp bảo mật được chia sẻ cho các blockchain khác là gì (ví dụ: rollup)?”

Thông thường, sự đồng thuận và tính xác thực được xem là một và giống nhau. Tuy nhiên, hai khái niệm này có thể được xem là riêng biệt; quy tắc xác thực xác định giao dịch nào được xem là hợp lệ trong khi sự đồng thuận cho phép các node thống nhất về thứ tự giao dịch hợp lệ.

Cũng giống như bất kỳ blockchain L1 nào, Celestia triển khai giao thức đồng thuận (Tendermint) để đặt lệnh các giao dịch. Tuy nhiên, không giống như các blockchain điển hình, Celestia không lý giải về tính xác thực của các giao dịch này cũng như không chịu trách nhiệm thực thi chúng. Celestia hành xử bình đẳng với tất cả các giao dịch; nếu một giao dịch đang trả các khoản phí cần thiết, nó sẽ chấp nhận, đặt lệnh và sao chép nó.

Tất cả các quy tắc xác thực của giao dịch được thực thi ở client-side bằng các rollup node. Các rollup node giám sát Celestia để xác định và download các giao dịch thuộc về chúng. Sau đó, các rollup  node thực thi để tính toán trạng thái của chúng (ví dụ: để xác định số dư tài khoản của người dùng). Nếu có bất kỳ giao dịch nào mà các node rollup cho là không hợp lệ, thì các giao dịch này sẽ bị bỏ qua.

Như bạn có thể thấy, miễn là lịch sử của Celestia không thay đổi, các rollup node chạy phần mềm có cùng quy tắc xác thực có thể tính toán cùng trạng thái.

Điều này đưa chúng ta đến một kết quả quan trọng. Các rollup không cần một chain khác để thực hiện bất kỳ quá trình thực thi nào nhằm chia sẻ bảo mật. Thay vào đó, tất cả những gì rollup cần là đồng ý về lịch sử được chia sẻ của các giao dịch đã đặt lệnh.

Cách Celestia Blockchain mở rộng?

Mặc dù việc thực thi được tách riêng khỏi đồng thuận là nền tảng cho các khả năng độc đáo của Celestia, nhưng mức độ mở rộng mà Celestia Blockchain có được không đến từ việc thực thi tách rời.

Ưu điểm rõ ràng của việc thực thi tách rời là thay vì tất cả giao dịch được thực thi theo mặc định, các node có quyền tự do thực hiện các giao dịch liên quan đến (các) ứng dụng mà họ quan tâm. Ví dụ: các node của ứng dụng game (rollup dành riêng cho ứng dụng) không phải quan tâm đến việc thực thi các tx của ứng dụng DeFi.

Điều này cho thấy lợi ích về khả năng mở rộng của việc thực thi tách rời vẫn bị hạn chế vì phải đánh đổi bằng khả năng kết hợp.

Hãy tưởng tượng một trường hợp trong đó hai ứng dụng muốn trao đổi một số token với nhau. Trong trường hợp đó, trạng thái của mỗi ứng dụng sẽ phụ thuộc vào nhau; để tính toán trạng thái của một ứng dụng, một node sẽ phải thực thi các tx liên quan đến cả hai.

Thật vậy, số lượng giao dịch được thực hiện sẽ phải tăng lên khi mỗi ứng dụng mới tham gia vào các tương tác này. Về cơ bản, nếu tất cả các ứng dụng muốn tương tác với nhau, nó sẽ trở lại thành một monolithic chain, khi mọi tx được download và thực thi.

Vậy làm cách nào Celestia Blockchain đạt được khả năng mở rộng không giới hạn và việc thực thi tách rời khỏi sự đồng thuận liên quan như thế nào?

Nút thắt về khả năng mở rộng

Khả năng mở rộng thường được mô tả là việc tăng số lượng giao dịch mà không tăng chi phí để xác thực trên chain. Để hiểu rõ vấn đề nan giải về khả năng mở rộng chúng ta sẽ điểm sơ lại cách xác thực trên các blockchain.

Trong một blockchain điển hình, các node đồng thuận (validator, miner,…) tạo ra các khối mà sau đó được phân tán đến phần còn lại của mạng bao gồm các full node và light node.

Các full node với nguồn tài nguyên cao sẵn có, xác thực đầy đủ nội dung của các khối đã nhận bằng cách download và thực thi tất cả các giao dịch trong đó. Ngược lại, với việc bị hạn chế về tài nguyên, các light node (99% người dùng) không thể xác thực nội dung của các khối này mà chỉ theo dõi các tiêu đề khối hay block headers (tóm tắt dữ liệu khối).

Do đó, các light node hoạt động dưới sự đảm bảo an ninh thấp hơn nhiều so với các full node; nơi mà sự đồng thuận luôn được xem là trung thực.

Lưu ý rằng các full node không đưa ra giả định này. Trái với suy nghĩ thông thường, một sự đồng thuận tiêu cực (malicious consensus) không bao giờ có thể lừa các full node chấp nhận một khối không hợp lệ vì chúng sẽ biết được tx đó không hợp lệ (ví dụ: tx cho double-spend hoặc một khối không hợp lệ) và ngừng following chain.

Vấn đề nan giải nổi cộm nhất về khả năng mở rộng trong blockchain được gọi là state bloat. Khi càng nhiều giao dịch được thực hiện hơn, trạng thái của blockchain (thông tin cần thiết để thực thi txs) tăng và việc chạy một full node sẽ tốn kém hơn. Điều này dẫn đến một hệ quả không mong muốn khi số lượng các full node bắt đầu giảm và các light node bắt đầu tăng lên, gây nên tập trung hóa mạng xung quanh các node đồng thuận.

Vì hầu hết các chain đều có đặc tính phi tập trung, các chain đều muốn các full node được chạy trên phần cứng của người dùng. Đây là lý do tại sao các chain phải giới hạn tốc độ phát triển trạng thái của mình bằng cách giới hạn kích thước khối/gas.

Bằng chứng gian lận và hợp lệ

Việc phát minh ra các bằng chứng về gian lận/hợp lệ có thể loại bỏ vấn đề nan giải trên. Đây là những bằng chứng xác đáng cho thấy các light node có thể thực thi hiệu quả để xác minh rằng nội dung của các khối là hợp lệ nếu phải thực hiện các giao dịch trong khối.

Giải pháp này thành công nhờ thực tế là bất kỳ node đơn lẻ nào có trạng thái đầy đủ của chain đều có thể tạo ra các bằng chứng này. Điều này có tác động cực kỳ lớn vì nó có nghĩa là các light node có thể hoạt động dưới sự đảm bảo bảo mật gần giống các full node trong khi tiêu thụ ít tài nguyên hơn.

Dưới đây là một ví dụ đơn giản về chống gian lận (fraud-proof). Trong một sự kiện chống gian lận, các full node cung cấp cho các light node vừa đủ dữ liệu để chúng tự động xác định một tx là không hợp lệ.

Bước đầu tiên của việc chứng minh này là các full node sẽ cho các light node thấy một phần dữ liệu cụ thể (ví dụ: tx được tuyên bố là không hợp lệ) thuộc về  block body.

Điều này có thể được thực hiện khá đơn giản bằng cách sử dụng Merkle Trees. Với Merkle Tree, các full node có thể chứng minh một cách hiệu quả với các light node rằng một giao dịch cụ thể đã được đưa vào khối mà không cần phải download toàn bộ khối.

Tuy nhiên, trong khi việc chứng minh sự có mặt của tx không quá khó khăn, thì việc chứng minh sự vắng mặt của tx lại không đơn giản như vậy. Đây là một vấn đề cần giải quyết vì như chúng ta sẽ thấy trong phần tiếp theo, việc chứng minh sự vắng mặt của tx cũng quan trọng không kém việc chứng minh sự có mặt của tx làm bằng chứng gian lận/hợp lệ để hoạt động hiệu quả.

Vấn đề dữ liệu sẵn có – Data Availability Problem

Để các full node tạo bằng chứng gian lận/hợp lệ ngay từ đầu, chúng phải có khả năng tính toán trạng thái (số dư tài khoản, contract code,…).

Điều này yêu cầu các full node phải download và thực thi tất cả các giao dịch. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu đồng thuận tiêu cực phát hành các tiêu đề khối nhưng giữ lại/từ chối một số tx trong block body?

Theo một kịch bản tấn công như vậy, các full node sẽ dễ dàng nhận thấy rằng dữ liệu trong phần body bị thiếu và do đó từ chối following chain. Tuy nhiên, các light node chỉ download header sẽ tiếp tục follow nó vì không nhận thấy bất kỳ sự khác biệt nào.

Data Availability là điều kiện cần có trước tiên cho cả bằng chứng gian lận và hợp lệ

Lưu ý rằng vấn đề này áp dụng cho cả các giải pháp dựa trên bằng chứng gian lận và hợp lệ vì nếu không có quyền truy cập vào dữ liệu đầy đủ, các honest full node không thể tạo bằng chứng gian lận/hợp lệ. Trong trường hợp xảy ra cuộc tấn công giữ lại dữ liệu (data withholding attack)

• Trong một hệ thống bằng chứng gian lận, các light node sẽ theo dõi các header của một chain có khả năng không hợp lệ. Do đó, các khối không còn có thể được xác minh bởi các honest node.
• Trong một hệ thống dựa trên bằng chứng hợp lệ, các light node sẽ theo dõi các header của một chain có trạng thái hợp lệ nhưng không xác định trạng thái đó. Do đó, các khối không còn có thể được tạo ra bởi các honest node. Điều này có nghĩa là chain không còn có thể tiếp tục nếu không có sự đồng ý của những kẻ tấn công. Điều này tương tự như những kẻ tấn công đang quản lý tài sản ký quỹ của người dùng.

Trong cả hai trường hợp, các light node sẽ không phát hiện sự cố và sẽ vô tình tách khỏi các full node.

Về bản chất, vấn đề về tính khả dụng của dữ liệu là một vấn đề rất phức tạp vì cách duy nhất để chứng minh sự vắng mặt của tx là download tất cả các tx, đây chính là điều mà các light node muốn tránh làm do hạn chế về tài nguyên.

Cách Celestia giải quyết vấn đề dữ liệu sẵn có

Chúng ta đã xác định được vấn đề và giờ hãy xem cách Celestia giải quyết nó. Trước đó, khi chúng ta phân biệt giữa tính hợp lệ và sự đồng thuận, chúng ta đã đề cập rằng Celestia không quan tâm đến tính hợp lệ của các giao dịch. Tuy nhiên, điều Celestia quan tâm là liệu các nhà sản xuất khối (block producer) đã công bố đầy đủ dữ liệu phía sau header hay chưa.

Điều làm cho Celestia có khả năng mở rộng cực kỳ cao là quy tắc về tính khả dụng này có thể được thực thi một cách tự động bởi các resource-limited light node. Điều này được thực hiện thông qua một quy trình mới được gọi là data availability sampling.

Data Availability Sampling hay DAS

DAS dựa trên một kỹ thuật bảo vệ dữ liệu tồn tại lâu dài (long-existing data protection technique) được gọi là erasure coding. Mặc dù cách Celestia triển khai erasure coding nằm ngoài phạm vi của báo cáo này, nhưng việc hiểu các nguyên tắc cơ bản trong quá trình thực hiện khá quan trọng.

Việc áp dụng erasure coding cho một phần dữ liệu sẽ mở rộng nó theo cách mà dữ liệu gốc có thể được khôi phục từ một phần cố định của dữ liệu mở rộng. Ví dụ: một phần dữ liệu có thể được erasure code để tăng kích thước lên gấp đôi và có thể được khôi phục hoàn toàn từ bất kỳ 50% phần dữ liệu mở rộng nào.

Bằng cách erasure coding các khối theo một cách cụ thể, Celestia cho phép một resource-limited light node lấy mẫu ngẫu nhiên một số phần của dữ liệu có kích thước nhỏ cố định từ khối và đảm bảo xác suất cao rằng tất cả các phần khác đã được cung cấp cho mạng. Việc đảm bảo xác suất này nhờ sự đảm bảo về số lượng các node tham gia vào quá trình lấy mẫu.

Một cách để hình dung về DAS là xem nó như một game trong đó một malicious block producer cố gắng giấu dữ liệu trong khối để các light node chú ý đến. Các block producer tạo header. Dựa trên gốc dữ liệu được cam kết trong header, mỗi light node bắt đầu yêu cầu các phần ngẫu nhiên từ khối (cùng với các bằng chứng Merkle tương ứng của chúng chứng thực việc đưa dữ liệu vào khối).

Dẫn đến 2 kết quả dưới đây:

1. Dữ liệu đã được tạo sẵn -> malicious block producer phát hành các phần từ khối khi các light node yêu cầu. Các khối được phát hành lan truyền trong mạng. Mặc dù mỗi light node lấy mẫu chỉ lấy mẫu một số lượng nhỏ các phần của khối, với điều kiện là chúng lấy mẫu chung các phần của khối vượt quá 25% khối được erasure-code, bất kỳ honest full node nào trong mạng sẽ có thể khôi phục khối ban đầu từ các phần của khối đã phát hành.
   • Với toàn bộ khối hiện có sẵn cho mạng, tất cả các light node cuối cùng sẽ thấy rằng thử nghiệm lấy mẫu thành công và tin chắc rằng toàn bộ dữ liệu sau header đã thực sự được cung cấp cho các full node.
   • Bằng cách tự động xác minh rằng dữ liệu đã có sẵn, các light node hiện có thể hoàn toàn dựa vào các bằng chứng gian lận/hợp lệ vì chúng biết rằng bất kỳ honest full node đơn lẻ nào cũng có thể tạo ra các bằng chứng này cho chúng.
2. Dữ liệu đã bị giữ lại -> Malicious block producer không phát hành các phần được yêu cầu. Các light node nhận thấy rằng thử nghiệm lấy mẫu không thành công.

Lưu ý rằng điều này không còn là mối đe dọa nghiêm trọng đối với việc bảo mật vì sự đồng thuận tiêu cực không còn có thể đánh lừa các light node chấp nhận một chain mà các full node đã từ chối. Do đó, một khối có dữ liệu bị thiếu sẽ xuất hiện như một lỗi liveness cho các full và data sampling light node.

Trong trường hợp này, chain có thể được khôi phục một cách an toàn thông qua cơ chế bảo mật cuối cùng của tất cả các blockchain; ví dụ như sự đồng thuận của mạng (social consensus).

Tóm lại, trong cả hai trường hợp, sau cùng các full and data sampling light node sẽ follow cùng một chain và do đó có thể hoạt động trên thực tế với các đảm bảo bảo mật giống nhau.

Celestia Blockchain có thể mở rộng đến mức nào?

Một đặc tính quan trọng của DAS là càng nhiều dữ liệu được lấy mẫu chung, thì các đảm bảo về tính khả dụng theo xác suất giống nhau có thể được cung cấp cho lượng dữ liệu lớn hơn. Trong trường hợp của Celestia Blockchain, điều này có nghĩa là các khối có thể được tạo ra lớn hơn một cách an toàn (tức là hỗ trợ tps cao hơn) với nhiều node hơn tham gia vào quá trình lấy mẫu.

Tuy nhiên, có một sự đánh đổi vốn có trong DAS. Vì các lý do kỹ thuật mà chúng ta sẽ không đề cập ở đây, các tiêu đề khối của các data sampling light node phát triển tương ứng với căn bậc hai của kích thước khối. Do đó, các light node muốn có mức độ bảo mật tương tự như full node sẽ chịu chi phí băng thông/lưu lượng O(√n) trong đó n là kích thước khối.

Có hai yếu tố chính liên quan đến khả năng mở rộng;

1. Có thể lấy mẫu chung bao nhiêu dữ liệu
2. Kích thước tiêu đề khối mục tiêu của một light node

Một trong hai điều này có thể tạo ra giới hạn về thông lượng DA của Celestia.

Dưới đây, chúng ta sẽ xem những ước tính hiện tại do team Celestia nghiên cứu dựa trên yếu tố đầu tiên bên trên.

Quan trọng là, kích thước khối có thể cao hơn nhiều so với những gì được hiển thị ở đây vì DAS có thể được thực hiện bởi một lượng lớn người dùng với tài nguyên hạn chế. Ngay cả một chiếc smartphone cũng có thể tham gia vào quá trình lấy mẫu và đóng góp vào bảo mật và thông lượng của Celestia. Trên thực tế, đây là một ví dụ về việc smartphone góp phần bảo mật cho Celestia!

Trên thực tế, chúng ta mong đợi số lượng node lấy mẫu tương quan gần với nhu cầu của người dùng. Điều này sẽ rất thú vị vì nó xem nguồn cung không gian khối của Celestia là một hàm của nhu cầu. Điều này có nghĩa là, không giống như các monolithic chain, Celestia có thể cung cấp mức phí ổn định thấp khi nhu cầu của người dùng tăng lên.

Bây giờ chúng ta hãy làm rõ yếu tố thứ hai; kích thước của tiêu dề khối light node tăng tương ứng với căn bậc hai của kích thước khối. Mặc dù điều này có thể xem như một yếu tố hạn chế nhưng các yêu cầu về tài nguyên tăng lên có thể được bù đắp bằng những cải tiến về băng thông mạng theo thời gian.

Cũng cần lưu ý rằng DAS cung cấp tác động nhiều lần đối với việc cải thiện băng thông. Nếu dung lượng băng thông của light node trung bình tăng thêm X, thì thông lượng DA của Celestia có thể tăng thêm X^2 một cách an toàn!

Cuối cùng, không giống như Law of Computation của Moore được ước tính sẽ kết thúc vào khoảng những năm 2020, Law of Internet Bandwidth của Nielsen có vẻ sẽ tiếp tục đúng trong vài thập kỷ tới. Do đó, bằng cách giữ cho việc tính toán hoàn toàn off-chain, Celestia có thể tận dụng đầy đủ những cải tiến theo cấp số nhân trong băng thông mạng.

Khi tất cả đã được giải quyết, Celestia có thể được mong đợi sẽ hỗ trợ bất kỳ nhu cầu thực tế nào của người dùng tiềm năng trong tương lai gần trong khi vẫn giữ chi phí xác thực khá ổn định. Bằng cách loại bỏ việc thực thi và cung cấp DAS, Celestia Blockchain có thể bắt chước các thuộc tính về khả năng mở rộng của BitTorrent – giao thức phi tập trung có thể mở rộng nhất từng được biết đến trên Internet.

Thuộc tính của Modular Celestia Stack

Sau khi hiểu về cách hoạt động của Celestia, bây giờ hãy cùng xem xét những lợi ích của modular blockchain. Hình dung lại các blockchain như một modular stack có quan hệ mật thiết ngoài khả năng mở rộng DA thuần túy. Dưới đây là 8 đặc tính thiết kế độc đáo của modular Celestia stack không dễ nhận thấy ngay từ đầu.

Self-sovereignty – có chủ quyền

Các rollup hiện tại hoạt động như một baby chain đối với Ethereum. Điều này là do chúng post header của mình trên Ethereum và các bằng chứng gian lận/hợp lệ của chúng được thực thi on-chain. Do đó, trạng thái chuẩn (canonical state) của chúng được quy định bởi một loạt các smart contract trên Ethereum.

Việc nhận ra điều này rất quan trọng vì nó có nghĩa là các rollup theo mặc định phải có cơ chế quản trị on-chain. Tuy nhiên, quản trị on-chain bao gồm các rủi ro như sự tham gia vào việc bỏ phiếu thấp hơn, mua phiếu bầu, mang tính tập trung hóa,… Do những rắc rối này, quản trị on-chain đã không được xem như một phương pháp quản trị ưa thích cho hầu hết các blockchain.

Các rollup trên Celestia hoạt động khá khác nhau. Như chúng ta đã thấy trước đó, Celestia không hiểu gì về dữ liệu mà nó lưu trữ và để lại toàn bộ việc giải thích cho các rollup node. Do đó, trạng thái chuẩn của một rollup trên Celestia được xác định một cách độc lập bởi các node chọn chạy một phần mềm máy khách cụ thể (particular client software). Thật vậy, đây chính xác là cách các blockchains L1 thường được vận hành hiện tại.

Do đó, các rollup trên Celestia về cơ bản là các blockchain tự chủ (self-sovereign blockchain). Các node có thể tự do chuyển sang hard fork/soft fork bằng cách nâng cấp phần mềm của họ và chọn hiểu dữ liệu cơ bản theo một cách khác.

Ví dụ: nếu một cộng đồng rollup đang tranh luận gay gắt về việc thay đổi kích thước khối hoặc nguồn cung token, các bên có ý kiến khác nhau có thể cập nhật phần mềm của họ để tuân theo các quy tắc hợp lệ khác nhau. Đây là tính năng thậm chí còn thú vị hơn những gì chúng ta có thể tưởng tượng, khi chúng ta phản ánh những ý nghĩa sâu sắc hơn của Celestia.

Lần đầu tiên trong lịch sử blockchain, Celestia Blockchain mang đến khả năng các chain có thể fork mà không cần quá lo lắng về việc giảm bảo mật. Điều này là do tất cả các fork sau cùng sẽ cùng sử dụng cùng một DA layer và sẽ không làm mất đi lợi ích bảo mật của sự đồng thuận Celestia.

Hãy tưởng tượng các cuộc tranh luận về kích thước khối Bitcoin hoặc Ethereum DAO fork sẽ được giải quyết dễ dàng hơn như thế nào nếu các blockchain được vận hành theo cách này ngay từ đầu.

Chúng tôi hy vọng điều này sẽ đẩy nhanh quá trình thử nghiệm và đổi mới trong blockchain lên một cấp độ xa hơn những gì có thể tưởng tượng trên cơ sở hạ tầng hiện nay. Hình ảnh dưới đây được lấy từ một thread minh họa hoàn hảo cho quan điểm này.

Flexibility – linh hoạt

Một đặc tính khác sẽ đặc biệt đẩy nhanh tốc độ đổi mới trong lĩnh vực VM là bản chất bất khả tri thực thi (execution-agnostic) của Celestia.

Không giống như các Ethereum rollup, các rollup trên Celestia không nhất thiết phải được thiết kế cho các bằng chứng gian lận/hợp lệ có thể hiểu được bằng EVM. Điều này mở ra không gian thiết kế VM trên Celestia cho một cộng đồng nhà phát triển lớn hơn nhiều và khiến nó có tính cạnh tranh cao.

Hiện nay, với những cái tên như Starkware, LLVM, MoveVM, CosmWasm, FuelVM, chúng ta đã chứng kiến sự xuất hiện của các máy ảo thay thế đang thu hút được sự chú ý. Máy ảo tùy chỉnh (custom VMs) có thể đổi mới trên tất cả các khía cạnh của quá trình thực thi; các hoạt động được hỗ trợ, cấu trúc cơ sở dữ liệu, định dạng giao dịch, ngôn ngữ phần mềm,… để đạt được hiệu suất tối ưu trong khi giải quyết các trường hợp sử dụng cụ thể.

Mặc dù Celestia không mở rộng quy mô thực thi một cách trực tiếp, chúng ta vẫn hy vọng với bản chất bất khả tri về thực thi của mình Celestia sẽ tạo nền tảng cho một thị trường VM cạnh tranh cao nhằm tìm việc thực thi có khả năng mở rộng và có chức năng cao.

Effortless Deployment – Triển khai một cách dễ dàng

Nếu có một xu hướng không thay đổi trong crypto qua nhiều năm thì đó chính là việc triển khai blockchain đang trở nên dễ dàng hơn.

Ban đầu, một mạng phi tập trung không thể được khởi động nếu không có phần cứng PoW; một vấn đề nan giải cuối cùng đã được gỡ bỏ nhờ sự ra đời của PoS. Cùng với PoS, các công cụ dành cho các nhà phát triển hoàn thiện như Cosmos SDK đã giúp việc vận chuyển các blockchains mới dễ dàng hơn nhiều. Tuy nhiên, bất chấp những tiến bộ, chi phí khởi động của sự đồng thuận PoS vẫn còn xa so với lý tưởng mong đợi.

Các nhà phát triển phải tạo một bộ trình xác thực mới, đảm bảo rằng token của họ được phân phối rộng rãi và có thể ứng phó với mức độ phức tạp của sự đồng thuận,…

Trong khi Polkadot parachains và Ethereum rollups loại bỏ vấn đề nan giải này, để triển khai theo phiên bản cũ khá tốn kém trong khi phiên bản sau lại tốn kém trong quá trình vận hành.

Celestia ra đời như một bước tiến tiếp theo của xu hướng này. Team Celestia đang triển khai tính năng kỹ thuật cho các ORU bằng cách sử dụng Cosmos SDK được gọi là Optimint. Công cụ này cùng với những công cụ khác, sẽ giải quyết nhu cầu trong tương lai nơi bất kỳ chain nào cũng có thể được triển khai mà các nhà phát triển không phải lo lắng về chi phí đồng thuận hoặc phí triển khai/vận hành đắt đỏ.

Chain mới có thể được triển khai trong vài giây và người dùng tương tác với họ một cách an toàn ngay từ ngày đầu tiên.

Efficient Resource Pricing – Định giá tài nguyên hiệu quả

Ethereum có kế hoạch unroll sharding theo từng giai đoạn trong vài năm tới. Theo đó, nó sẽ có các shard chỉ chứa dữ liệu mà các rollup chỉ có thể sử dụng để post dữ liệu. Điều này đương nhiên sẽ dẫn đến phí rollup rẻ hơn vì dung lượng dữ liệu của lớp cơ sở sẽ được tăng lên. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là Ethereum từ bỏ môi trường thực thi trạng thái của mình trên L1.

Ethereum có một đợt thực thi được bảo mật. Để chạy một node rollup được xác minh đầy đủ trên Ethereum, người ta cũng phải quan tâm đến việc thực thi trạng thái L1 của Ethereum. Tuy nhiên, Ethereum đã có một trạng thái khổng lồ (gigantic state) và việc thực thi trên trạng thái này khá tốn kém. Trạng thái khổng lồ này tạo ra một khoản nợ kỹ thuật ngày càng tăng.

Tồi tệ hơn là khi, cùng một đơn vị (tức là L1 phí gas) được sử dụng để điều chỉnh kích thước trạng thái của L1 cũng được sử dụng để đo dữ liệu lịch sử của các rollup. Do đó, bất cứ khi nào có sự gia tăng đột biến các hoạt động trên L1, tất cả các khoản phí tổng hợp sẽ tăng theo sau đó.

Trong modular blockchain stack của Celestia, dữ liệu lịch sử và tăng trưởng trạng thái đang hoạt động được xử lý hoàn toàn riêng biệt như thường lệ. Không gian khối của Celestia chỉ lưu trữ dữ liệu rollup lịch sử được đo lường và thanh toán bằng byte và tất cả việc thực thi trạng thái đều được đo lường bằng các rollup trong các đơn vị độc lập của riêng mình.

Bởi vì các hoạt động phụ thuộc vào các thị trường phí khác nhau, sự gia tăng đột biến của hoạt động trong một môi trường thực thi không thể làm xấu đi trải nghiệm người dùng đối với môi trường khác.

Trust minimized bridges – các cầu nối cần sự tin cậy tối thiểu

Một cách để hiểu toàn bộ cuộc tranh cãi xung quanh L1 và L2 là xem tất cả chúng như một số chain và bridge.

Nói rộng ra, bridge có hai dạng; trusted bridge và trust minimized bridge. Các trusted bridge dựa trên sự đồng thuận của chain đối tác trong khi các trust minimized bridge có thể được bảo đảm bằng bất kỳ full node đơn lẻ nào.

Để các chain hình thành các bridge, chúng cần 2 điều; (i) cùng một đảm bảo DA (ii) một cách để diễn giải các bằng chứng gian lận/hợp lệ của nhau.

Bởi vì L1 không đáp ứng điều kiện cũ của DA được chia sẻ, chúng không thể xây dựng các trust minimized bridge với nhau. Điều tốt nhất các chain này có thể làm là dựa vào sự đồng thuận của nhau để giao tiếp, điều này đồng nghĩa với việc giảm bảo mật.

Mặt khác, các rollup giao tiếp với Ethereum theo cách trust minimized. Ethereum có quyền truy cập vào dữ liệu rollup và thực thi các bằng chứng gian lận/hợp lệ của mình on-chain. Đây là lý do tại sao rollup có thể có các trust-minimized bridge đến Ethereum có thể được bảo mật bằng bất kỳ node rollup nào.

Các chain có các trust-minimized bridge có thể được coi là các cluster. Celestia Blockchain đặt nền tảng cho các chain cùng hình thành nên các cluster với nhau. Tuy nhiên, điều này không bắt buộc. Các chain trên Celestia có thể vận hành độc lập hoặc có các have trusted và trust minimized bridge với nhau trong một không gian thiết kế cầu nối rộng rãi.

Trái với suy nghĩ thông thường, các bằng chứng về gian lận và tính hợp lệ không cần phải được thi on-chain để có hiệu lực. Chúng cũng có thể được phân phối trên layer p2p (như được hiển thị ở trên trong Cosmos Cluster) và được thực thi ở client-side.

Minimal governance – quản trị tối thiểu

Quản trị blockchain chưa đạt kỳ vọng. Các đề xuất cải tiến thường mất nhiều năm điều chỉnh trong cộng đồng trước khi được thực hiện. Mặc dù đây là điều cần thiết để đảm bảo bảo mật, nhưng nó làm chậm đáng kể tốc độ phát triển tích cực trong không gian blockchain.

Các modular blockchain cho quản trị blockchain vượt trội hơn, nơi các layer thực thi có thể độc lập hành động nhanh chóng và phá vỡ mọi rào cản trong khi layer đồng thuận có thể duy trì khả năng sự ổn định và hiệu quả.

Nếu nhìn vào lịch sử của các EIP, ta sẽ nhận thấy rằng một phần đáng kể các đề xuất có liên quan đến chức năng thực thi và hiệu suất. Chúng thường liên quan đến những hoạt động như định giá vận hành, thêm các opcode mới, xác định tiêu chuẩn token,…

Trong một modular blockchain stack, các cuộc thảo luận này sẽ chỉ liên quan đến các bên tham gia (các) layer thực thi tương ứng và sẽ không liên quan đến layer đồng thuận. Điều này ngụ ý rằng sẽ có ít vấn đề hơn cần được giải quyết ở cuối stack, nơi mà tiến độ sẽ phải chậm do nhu cầu phối hợp cao.

Decentralizing block verification, not production – phi tập trung hóa xác thực khối, không phải phi tập trung hóa việc tạo khối mới

Việc phi tập trung có ý nghĩa khác nhau đối với các team khác nhau là điều khá phổ biến.

Nhiều dự án coi trọng việc sản xuất khối mang tính phi tập trung cao và bắt chước khả năng của PoW để có khả năng sản xuất khối phi tập trung trong cài đặt PoS. Cuộc bầu chọn người đứng đầu ngẫu nhiên của Algorand, cuộc bỏ phiếu sub-sampled của Avalanche và sự đồng thuận của Ethereum là một trong những ví dụ đáng chú ý về vấn đề này.

Các lựa chọn thiết kế này giả sử rằng nhu cầu tài nguyên ở mức thấp đối với việc sản xuất khối để đạt được sản xuất khối phi tập trung cao.

Mặc dù đây là những công nghệ có giá trị, nhưng thật khó để chỉ rõ liệu trên thực tế, chúng có mang lại bất kỳ sự phi tập trung có ý nghĩa nào hơn những gì đang có hay không.

Điều này là do sản xuất khối có xu hướng trở nên tập trung do tính kinh tế của việc mở rộng quy mô bên ngoài giao thức với các yếu tố như nhóm tài nguyên (resource pooling), cross-chain MEV là chất xúc tác quan trọng. Theo kinh nghiệm, bất chấp công nghệ, stake/hash về sau sẽ là một Pareto phân tán.

Bên cạnh những điều này, có một điểm quan trọng hơn thường bị bỏ sót trong chủ đề này. Yếu tố quan trọng nhất để phi tập trung hóa là xác thực khối chứ không phải sản xuất khối.

Miễn các hành động của một nhóm nhỏ hơn các node đồng thuận có thể được kiểm tra bởi một số lượng rất lớn bên tham gia, các blockchain sẽ tiếp tục hoạt động như những cỗ máy tin cậy mà chúng ta yêu thích.

Đây là điểm cốt lõi trong bài báo về endgame gần đây của Vitalik, trong đó Vitalik nói rằng “Vậy kết quả là gì? Sản xuất khối tập trung, xác thực khối không cần tin cậy và phi tập trung cao và chống kiểm duyệt. ”

Tương tự, trong khi Celestia giả định việc sản xuất khối cần nhiều tài nguyên, thì Celestia giả định bên xác thực cần ít tài nguyên và do đó đạt được một mạng lưới chống kiểm duyệt, phi tập trung cao.

Simplicity – Sự đơn giản

Việc xác minh rõ ràng các vấn đề nan giải về khả năng mở rộng của các blockchain đã giúp team Celestia đưa ra các lựa chọn thiết kế đơn giản nhất.

Trong khi Ethereum có thể triển khai DAS vào cuối roadmap sharding của mình, Celestia ưu tiên việc này và rõ ràng họ không chọn con đường sharding đồng thuận quá phức tạp.

Tương tự, thay vì triển khai một giao thức đồng thuận mới, Celestia đã chọn Tendermint đơn giản với công cụ hoàn thiện và hỗ trợ rộng rãi cho nhà phát triển/trình xác thực.

Thiết nghĩ rằng những lựa chọn thiết kế này sẽ khiến Celestia nổi bật theo thời gian và được đánh giá cao hơn khi Celestia ra mắt thị trường vào thời điểm mà các rollup ngày càng tìm kiếm các giải pháp cung cấp dữ liệu giá rẻ.

Những thách thức/ hạn chế đang chờ phía trước

Celestia đang đi tiên phong trong một mô hình thiết kế blockchain hoàn toàn mới. Mặc dù chúng ta tin rằng đây là một mô hình vượt trội so với các giải pháp hiện tại, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức chưa được khám phá.

Thách thức đầu tiên mà chúng ta có thể thấy trước là việc phải xác định kích thước khối phù hợp. Như chúng ta đã khám phá trong suốt báo cáo này, kích thước khối của Celestia có thể được tăng lên một cách an toàn với một lượng node lấy mẫu dữ liệu trong mạng. Tuy nhiên, lấy mẫu dữ liệu không phải là một “quá trình kháng Sybil”. Do đó, không có cách nào có thể xác minh được số lượng node trong mạng.

Hơn nữa, vì các node tham gia vào quá trình lấy mẫu không được giao thức khen thưởng một cách rõ ràng, nên các giả định liên quan đến việc lấy mẫu phải dựa trên các khuyến khích ngầm. Quá trình xác định và cập nhật kích thước khối mục tiêu sẽ được điều chỉnh bởi sự đồng thuận xã hội, đây là một thách thức mới trong quản trị đồng thuận.

Một thách thức khác phải đối mắt với các hiệu ứng mạng khởi động trên Celestia. Rõ ràng, một layer DA chuyên biệt mà không thể thực thi sẽ không đáp ứng nhiều mục đích khác nhau. Không giống như các blockchain khác, do đó Celestia sẽ dựa vào các chain thực thi khác để bắt đầu hoạt động của người dùng.

Vì vậy, một trong những trường hợp sử dụng ban đầu của Celestia sẽ là để phục vụ như một giải pháp DA off-chain cho các validium trên Ethereum (ví dụ như là Celestium). Celestiums là món hời nhất cho hoạt động khởi động của Celestia trên không gian khối của mình.

Một dự án khác đang được triển khai là Cevmos; một chain Cosmos SDK với EVM tích hợp chỉ dành riêng cho các rollup settlement. Các rollup hợp trên Cevmos sẽ post dữ liệu của mình lên Cevmos, sau đó sẽ post nó lên Celestia.

Cũng giống như Ethereum hiện tại, Cevmos sẽ thực thi các bằng chứng rollups để phục vụ như một settlement layer. Mục tiêu của Cevmos là cho phép các Ethereum rollup tự khởi chạy trên Celestia mà không cần thay đổi codebase của chúng.

Cuối cùng, có một hạn chế mà chúng ta có thể dự đoán trước có liên quan đến token utility của Celestia. Cũng giống như bất kỳ chain nào khác, Celestia sẽ có một kênh thu phí, nơi token gốc sẽ tích lũy giá trị từ nhu cầu đối với không gian khối của Celestia.

Tuy nhiên, vì Celestia không thực hiện trạng thái (ngoại trừ thực thi trạng thái rất ít cho các hoạt động liên quan đến PoS), không giống như hầu hết các chain, tiện ích token của nó như một nguồn thanh khoản trong DeFi và các ngành dọc khác sẽ bị hạn chế ít nhiều.

Ví dụ: không giống như ether không thể tự do di chuyển giữa các rollup và Ethereum theo trust minimized way, token gốc của Celestia vẫn sẽ phải dựa vào các trusted bridge để được chuyển sang các chain khác.

Kết luận

Chúng ta đều  tin rằng các modular blockchain là một bước ngoặt thay đổi mô hình trong thiết kế blockchain và hy vọng các hiệu ứng mạng mà chúng mang đến sẽ ngày càng rõ ràng hơn trong vài năm tới. Đặc biệt khi sự ra mắt mainnet của Celestia Blockchain dự kiến diễn ra vào năm 2023.

Bằng cách tách rời việc thực thi khỏi đồng thuận, Celestia không chỉ đạt được khả năng mở rộng quy mô và phi tập trung giống như Bittorrent mà còn mang lại những lợi ích độc đáo bao gồm các trust minimized bridge, sovereign chain, định giá tài nguyên hiệu quả (efficient resource pricing), quản trị đơn giản hơn, triển khai chain dễ dàng và máy ảo linh hoạt (flexible VMs).

Là layer DA chuyên biệt đầu tiên, việc Celestia phải làm ít hơn. Và bằng cách làm ít hơn đó, dự án lại đạt được nhiều hơn.

Bài viết được Huyền Trang biên tập từ “Pay Attention To Celestia” bởi tác giả Joo Kian, Teng Yan, Can Gurel; với mục đích cung cấp thông tin và phi lợi nhuận. Chúng tôi không khuyến nghị đầu tư và không chịu trách nhiệm cho các quyết định đầu tư liên quan đến nội dung bài dịch.

—————————————————
👉 Theo dõi FXCE Ventures
Group Chat | Research Hub | FXCE Spotlight | Tổng hợp airdrop | FXCE Pool Coin