模块化区块链生态

原文标题：《一文读懂模块化区块链 Celestia 的生态构建》

10 月 20 日，随着 Celestia 公布了由 Bain Capital Crypto 和 polychain Capital 领投的新一轮融资后，模块化公链再次成为了人们讨论的热点之一。本文带读者一览 Celestia 生态中正在构建的项目：Cevmos，Fuel，dYmension，Eclipse。

什么是模块化解决方案？

简而言之，模块化解决方案即将单体区块链功能模块化的功能堆栈，具体功能可大致分为：

执行：处理状态的改变；

结算：验证执行层状态并解决争议、负责资产跨链的桥梁；

共识：全节点对状态转换的有效性达成共识，简而言之，节点至少就交易及其排序达成一致；

数据可用性（DA）：确保数据可存储、可验证且可用，即确保 rollup 区块头后面的交易数据已经公布并可用，以便任何人都可以重新创建状态。

为什么要分离各个模块？

因为单体区块链在保证足够吞吐量的前提下，无法同时通过打破计算和验证成本之间的相关性来保持网络的去信任和去中心化，这个瓶颈也被称为「区块链的不可能三角」。

为什么有了 rollup 还需要模块化公链呢？

其实二者并不冲突，以往我们熟知的 rollup 仅作为执行层存在的「纵向扩容」，而以 Celestia 为首的模块化区块链方案以 rollup 为基础实现了结算层的模块化，通过构建模块化堆栈的」横向扩容「让打破「区块链不可能三角」成为可能。

Celestia

Celestia 的前身 LazyLedger 就是一个可插拔的共识和数据可用性层，仅验证数据可用性和交易排序，为整个区块链网络模块化架构提供了极大的灵活性。为什么说 Celestia 与 rollup 分不开呢？在模块化以前，rollup 的提出已经让如何验证 Layer2 交易数据的 DA 成为了一大难题。

具体来说，当 block producer 发布一个有效的区块头、但故意隐藏或篡改交易数据时，轻节点只能依赖区块头来验证，因此很容易受到欺骗并接受无效区块。而全节点却无法为轻节点生成 DA 和欺诈证明，这意味着轻节点不得不自己验证 DA 或假设大多数数据是可信的。所以，这就是为什么大多数节点必须下载全部交易数据并验证区块数据可用性的原因。然而，这么做又会给网络扩展解决方案带来了可扩展性限制和问题。

Celestia 采用了链下的方式来实现 DA，即通过 Reed-Solomon 纠删码以及专门的 Namespaced Merkle Trees 结构来确保数据的可用性，让 DA 变得更便宜并以更有效的方式进行。具体的 Celestia DA 的工作方式如下:

节点接收由 rollup 提交的交易

节点确保支付了适当的费用

节点对交易进行排序

集体验证数据的完整性

根据与插入 Celestia 的特定 rollup 相对应的 DNS 映射划分数据

当然，Celestia 的核心竞争力不仅在于它的 DA 和共识功能，其利用 rollups 为执行层提供了多样化的可选方案。当然，Celestia 的核心竞争力不仅在于它的 DA 和共识功能，其利用 rollups 为执行层提供了多样化的可选方案。Celestia 还把 rollup 分成了以太坊原生与 Celestia 原生，Celestia 原生 rollup 可通过两种方式来插入 Celestia：

主权 rollup（Sovereign rollups）

强制结算 rollup（Settlement Enforced rollups like Cevmos, Celestiums, etc)

值得注意的是，两种方案的最大区别在于共识层是以太坊还是 Celestia，而关于两种 rollup 可构建方案，不同团队提出了不同的想法。

Cevmos

Cevmos 是 Cosmos EVM 应用链 Evmos 与 Celestia 合作共同开发的 rollup 堆栈，旨在成为 Celestia 上基于 EVM rollup 构建的最佳结算层。而 Cevmos 是 Celestia，Evmos 和 Cosmos 的缩写。

作为强制结算 rollup 方案中的一种，Cevmos 尝试通过为 rollup 提供专门的结算层来实现成本的降低与效率的提升（受限的 EVM）。具体来说，在这个堆栈中，Cevmos 将作为一个结算层，将以 Evmos 为基础，在其之上构建 EVM 的递归 rollup（rollup 中的 rollup）。

Cevmos 使用 Optimint（Optimistic Tendermint）而不是现有 Cosmos 上使用的 Tendermint Core 共识引擎来构建 Celestia rollup。Optimint 是 Tendermint BFT 的替代品，使开发者能够使用现有的共识和 DA（如 Celestia）部署 rollup。

由于 Cevmos 结算层本身就是一个 rollup，因此在其之上构建的 rollup 被统称为结算 rollup。每个构建的 rollup 都会有一个与 Cevmos rollup 双向信任最小化的桥，可以重新部署以太坊上已有的 rollup 合约与应用，以此来减少迁移的工作量。这也代表所有构建的 rollup 都将使用 Cevmos rollup 上的 calldata，而 Cevmos 则使用 Optimint 对数据进行批量处理并将其发布到 Celestia 上。

由于 Cevmos rollup 本身是受限制的 EVM 环境，它们也将试图通过单轮（single round）欺诈证明来完成挑战极致的设置。

Cevmos 不仅尝试无需设计并维护复杂的共识机制，还把 rollup 的高效性和 EVM 的互操作性带给了整个 Cosmos 生态，为模块化解决方案与 Cosmos 生态的普及与使用提供了切实可行的方案。

Fuel

Fuel 与 Celestia 是孪生姐妹。不同的是，Celestia 针对 DA 和排序进行了优化，只处理数据可用性和共识，而 Fuel 的定位则是模块化执行层。

与今天的 Optimistic rollups 的最⼤区别是，Fuel 运⾏⼀个全新的虚拟机架构，即 FuelVM 及其⼯具链和 Sway 语⾔。

Fuel VM 是一个完全为执行智能合约而专门构建的定制虚拟机，用来并行处理交易。Fuel VM 从一开始就被设计成易于防欺诈，可以被 Optimistic rollup 的交易执行层使用。

此外，FuelVM 带有来⾃WASM、EVM 和 Solana 的 SeaLevel 的特征，但使其差异化的点在于 Fuel 使用了 UTXO 模型，而非账户模型。具体来说，Fuel VM 强制每个交易明确定义它将接触的 UTXO，也由于执行引擎可以准确地识别每个交易所触及的状态，它能够轻松地找到没有争议的交易并将其并行化。

dYmension 

dYmension 是一个基于 Cosmos 构建的主权 rollup，旨在通过 dYmension Chain（结算层）、RDK（RollApp Development Kit 开发套件）、IRC（rollup 间通信）让 rollApp（自定义专注于应用的 rollup）开发无比便捷。

dYmension 自己构建的结算层被称为 dYmension hub，是一个拥有 Tendermint Core 状态复制模型进行联网和共识的 poS 链。基于 dYmension hub 构建的 RollApp 继承了 hub 的安全性，且由 RDK 与 hub 支持的专用模块组保证相互的通信。

RollApps 由两个核心组成：客户端和服务器。服务器是为 RollApp 部署程序指定的应用程序端，用于实现自定义业务逻辑以及构建 RollApp 开发工具包 RDK 的预打包模块。而客户端组件，称为 dymint，从 Celestia 的 Optimint 派生出来，是 Tendermint 的直接替代品，负责区块生产、对等消息传播和层间通信。由于 RollApp 本身没有共识任务，dymint 可以提供现代应用程序所需的低延迟要求。

与 Cosmos 类似，dYmension RollApps 旨在创建特定于应用程序的区块链以降低共识开销。RDK 在 Cosmos-SDK 的基础上添加新模块并修改现有模块，以确保 RollApp 与 dYmension 协议兼容，同时仍与其他 Cosmos 生态系统工具兼容。RollApps 能够使用 dYmension Hub 与任何支持 IBC 的链进行交互，因此也是 Cosmos 生态系统的一部分。

Eclipse

Eclipse 也是基于 Cosmos 生态的主权 rollup，允许在任何链上使用 Solana VM 构建可定制的模块化 rollup 结算层。

Eclipse 前期将使用 Celestia 当作共识层与 DA，使用 Solana VM 作为结算与执行的环境，而其最终愿景是为任意 Layer1 异构区块链构建可定制化的 rollup 执行层，将所有区块链通过模块化的方式连接起来。此外，基于 Solana VM 构建的结算层 rollup 也会在未来迭代为 Optimistic rollup 与 zk rollup。

值得注意的是，上述模块化方案的构建都使用 Celestia 来提供数据并由 Cosmos IBC 保证链间通信。就像以太坊自由生态一样一样，一个基于 Cosmos 构建模块化生态也就此被搭建起来，Cosmos 的互操作性使用场景也将迎来爆发。

可以预见的是，随着 Celestia Fellowships 项目的推出，将涌现出越来越多的模块化方案，我们离「区块链不可能三角」的最终解决方案也越来越近，或许，区块链模块化的叙事也因此被打开。

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