公链终局会是区块链模块化么？——以太坊模块化及Celestia学习

作者：E2M 研究员，Steven

前言

以太坊 VS Celestia + Cosmos，大概取舍的就是以下这几项： 正统性+安全性高+去中心化程度高 VS 可扩展性高（成本低+性能好+迭代容易）+可交互性好 为什么后者能够被很多用户认可，早期主要是体量较小、发展时间较短的项目方和用户的双边需求决定的：

用户：在很多用户的认知当中，因为很多泛用户对于产品是否好用、价格是否实惠的需求大于安全性（无论是Web2还是Web3）；

早期项目方：需要好的扩展性以随时进行战略调整，更低的成本来使项目有更长久的生命力。 因此很难直接说 Celestia 等模块化区块链是“以太坊杀手”，而是有很大一部分人群对于高性能、性价比高、可扩展性好的Web3公链有需求。以太坊的正统性、安全性、头部效应等依旧是不可撼动的，但不妨碍用户在一些特定场景会有其他的选择。

1. 背景

马上要坎昆升级了，EIP-4844 Proto Danksharding 后预期进一步降低 Layer 2 的 Gas Fee。

以太坊在未来几年将会完成分片方案 DankSharding（坎昆升级、EIP-4844 只是其中一个）。

然而，随着 23 年 10 月 31 日 2 点 Celestia 主网上线，以及今年第一季度大概率能够看到 Avail（原 Polygon Avail，目前已经分离成为一个单独的项目），第三方的共识层+DA 层完全了超车，提前实现了以太坊未来几年才能实现的模块化目标，在坎昆升级前先一步大幅度降低了 Layer 2 的成本，成为很多 Layer 2 DA 层的选择，蚕食属于以太坊 DA 层的蛋糕。

此外，模块化区块链为未来公链的提供了更加多元的服务，Altlayer、Caldera 等 Raas 服务商成为了其中的受益者，希望借此能够有更多垂类公链（应用链）涌现出来，为 Web 3.0 应用创造更好的土壤。

本文主要对区块链进行拆解，初步学习一下模块化区块链项目 Celestia，同时对于以太坊坎昆升级中 Blob 有更深刻的一个认知。

1.1 起源

模块化区块链最早的概念是由 Celestia 联合创始人 Mustafa Albasan 和 Vitalik 于 2018 年共同撰写的《数据可用性采样和欺诈证明》(Data Availability Sampling and Fraud Proofs)。这篇论文主要讨论如何在不牺牲以太坊安全性和去中心化的情况下解决可扩展性问题。令人没想到的是，不光为以太坊，同时为其他第三方 DA 层提供了技术方案。

大体逻辑就是全节点负责生产区块，而轻节点负责验证。

什么是数据可用性采样（Data Availability Sampling，DAS）？

PS：该技术是 Celestia 技术的核心，无意间为第三方 DA 层提供了解决方案。

内容翻译并改编自：Paradigm-joachimneu 撰写的《Data Availability Sampling: From Basics to Open Problems》

参考以下小黑屋模型：

暗室中有一个公告板（请参见下面的漫画）。首先，区块生产者进入房间并有机会在公告板上写一些信息。当区块生产者退出时，它可以为验证者提供一小段信息（其大小不与原始数据线性缩放）。你带着手电筒进入房间，手电筒的光束非常窄，而且电池电量很低，所以你只能阅读布告栏上极少数不同位置上的文字。你的目标是让自己相信区块生产者确实在公告牌上留下了足够的信息，这样如果你打开灯并阅读完整的公告牌，你就能够恢复该文件。

这个模型对于以太坊来说是天然适合且不需要进行太多优化的，因为以太坊的验证者（验证节点）足够多。但是对于其他验证节点相对较少的公链而言则需要以更高的费用和更复杂的验证方法来进行安全性的保障。

那么对于验证节点较少的项目方而言，会面临两种情况要么生产者表现诚实并写下完整的文件，要么生产者行为不当并遗漏了一小部分信息，导致整个文件不可用。通过仅检查少数位置的公告板，无法可靠地区分这两种情况。

其中一个解决方案是：Erasure Correcting Reed-Solomon codes（纠删里德所罗门码）

纠删码的工作原理如下： k 信息块被编码成一个更长的向量 n 编码块。比率 r=k/n 代码的冗余度衡量代码引入的冗余度。随后，从编码块的某些子集，我们可以解码原始信息块。