モジュール型ブロックチェーン初のプラットフォームCelestiaを一文で理解する
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モジュール型ブロックチェーン初のプラットフォームCelestiaを一文で理解する
モジュラー型ブロックチェーンCelestiaとは一体何か？
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執筆：Chole
ブロックチェーンは常に、分散型ネットワークにおいてステートマシンのレプリケーションを実行するものであり、データ層、コンセンサス層、実行層の三層に分かれている。これはインターネット上で通貨を構築するための鍵となる部分であり、外部からの干渉を受けない合意形成システムを導入することにある。当初、中本聡が提案した解決策は「中本聡コンセンサス」を導入し、世界中の誰もがビットコインを維持・運用できるようにすることだった。
このようなモノリシックなブロックチェーンでは、データ、コンセンサス、実行のすべての処理を単一のネットワークが担っており、データ検証からトランザクションの実行まで全てノードによって行われる。
また、ブロックチェーンはグローバルにレプリケートされる分散型のステートマシンであるため、システムの複雑さが高まれば、同期性を保つためのコストと複雑度も比例して上昇する。Roll-up は実行層を分離し、複雑な取引を処理することで、この問題の一部を解決している。たとえば Arbitrum は L1 に特定のオペコードを組み込み、EVM を経由せずにデータを呼び出すようノードが意図的に回避し、トランザクションを検証して保存するだけで、実行は行わない。
しかし Roll-up は L1 を監視し、取引を呼び出して計算を行う必要があり、その後異なる方法で L1 に戻すプロセスが必要になる。これらの取引は実際には ETH ネットワークを通じてルーティングされなければならず、Roll-up 上で実行される。
現在、ETH には Optimism、ZKsync、Starknet といった Roll-up 基盤のスケーリングソリューションや、Connext、Composable、Axelar などの実行層ベースのブリッジが存在している。しかし、これらのスケーリングソリューションのデータ可用性（DA）は依然としてイーサリアムのコンセンサス層および実行層に依存しており、現時点でのイーサリアム実行層の利用コストは依然高く、開発者が展開できる範囲には限界がある。
一方、今年中にローンチ予定の初のモジュラーブロックチェーンネットワーク Celestia は、Roll-up のデータ可用性層として機能する。
1. プロジェクト概要
元々 LazyLedger と呼ばれていた Celestia は、最初のモジュラーブロックチェーンネットワークと言える。つまり、プラグアンドプレイ可能なコンセンサスとデータ可用性層であり、追加のコンセンサス層コストなしに誰でも迅速に非中央集権型ブロックチェーンを展開できる。言い換えれば、Celestia は取引記録を保存し、データ可用性を提供するパブリックチェーンである。
Celestia はモジュラー構造を採用し、ブロックチェーンをデータ、コンセンサス、実行の3層に分解する。現在、ほとんどのブロックチェーンは依然としてコンセンサスと実行機能を同一レイヤーに統合しており、その上にスマートコントラクトを構築している。ユーザーはこの実行環境に縛られるため、特定ユースケースへの最適化や専門化の可能性が大きく制限されている。
Celestia のモジュラー構造では、実行層が独自のブロックチェーン上に存在し、特定ユースケースに応じた最適化と専門化が可能になる。このアーキテクチャに基づいて dApp を構築する開発者は、元のブロックチェーンの実行層よりも高い安全性と拡張性を享受できる。また、Celestia のモジュラーブロックチェーンではデータ可用性サンプリング（DAS）が実現されており、ノードは小さなサンプルでブロックを検証でき、低スペックのデバイス（家庭用PCやスマートフォンなど）でもノードとして動作可能になる。
開発者は直接、使用したい実行環境を選んで Celestia 上に dApp を構築でき、任意の数の実行環境を並列に稼働させることができる。一方、モノリシック環境ではコンセンサスが実行ルールに密接に結合しており、ユーザーはメインチェーンがサポートする実行環境しか選べない。Celestia は Tendermint や Cosmos zones と協力し、データ可用性層として機能している。これらのパブリックチェーンは詐欺証明（fraud proof）を活用することで信頼を最小化し、Cosmos エコシステム全体に統一されたセキュリティレベルを提供する。
2. ユースケース
Celestia を中心とした統合形態：
主権を持つ Roll-up を直接 Celestia 上に構築し、Celestia のコンセンサスを利用してデータ可用性（DA）を独立したモジュールとして扱い、完全に Celestia 上でチェーンを構築する。決済用 Roll-up は Cevmos 上で行われる。Cevmos は Cosmos SDK 内に内蔵された EVM 機能を持つ最適な SDK であり、Roll-up 決済専用のプロジェクトである。Cevmos 上の集約者はデータを Cevmos 上に公開し、さらにそれを Celestia に転送する。
Cevmos の目標は、イーサリアムの Roll-up がコードベースを変更することなく Celestia 上でネイティブに起動できるようにすること。Roll-up はもはやイーサリアム上のコントラクトとして実行されず、スケーラビリティが大幅に向上する。
Celestium は量子重力ブリッジ（quantum gravity bridge）を通じて、Celestia をイーサリアムのデータ可用性（DA）のオフチェーンソリューションとして活用し、イーサリアムに対してデータ可用性を提供する。これは安全かつ低コストの Validium 形式の設計である。
主権の利点：
Celestia ネットワーク自体はデータの整合性検証のみを担当し、完全なコンセンサスメカニズムに関与しないため、Celestia 上の Roll-up は基本的に自己主権的なブロックチェーンとなり、ノードはソフトウェアのフォークを自由に行える。
従来の L1 では、フォークは実行層とコンセンサス層の両方のフォークを意味していた。もしイーサリアム上の Roll-up にバグや攻撃があった場合、状態更新を行うには再デプロイまたはネットワーク全体のフォークが必要だった。しかし Celestia の技術進化により、セキュリティを失うことなくチェーンのフォークが可能になり、フォーク後も同じ DA 層を使用できるため、アップデートが容易になり、実行層は実行環境と速度の最適化に集中できる。
簡易なチェーン展開技術：
過去、チェーンを展開することはリソースやコストの面で非常に高いハードルがあり、コンセンサスの構築やノードの誘致が必要だった。PoS の発展とともに、Cosmos SDK などのツールにより新区間チェーンの作成は容易になったが、依然として開発者が検証者ノードの参加を得る必要があった。
そこで Celestia は Optimint を導入し、開発者がより効率的にチェーンを展開できるように支援する。なぜなら Celestia が完全なコンセンサスとセキュリティを提供するためである。また、複数のチェーンが同じ DA 層を共有することで、ブロックチェーン間のブリッジにおける信頼最小化が実現される。これにより、複数のブロックチェーン間の安全な相互運用性が向上する。最終的に Celestia は Cosmos のオープンエコシステムとイーサリアムの共有セキュリティを融合し、マルチチェーン環境におけるオープン性と共有セキュリティの両立を可能にする。
3. チーム紹介
CEO の Mustafa Al-Bassam はロンドン大学ユニバーシティ・カレッジ（UCL）で博士号を取得。以前はスマートコントラクトプラットフォーム Chainspace を共同創業し、後に Facebook に買収された。Mustafa はシャーディングブロックチェーンシステムのセキュリティに関する画期的な論文を複数執筆している。
CRO は John Adler で、ConsenSys にて L2 スケーラビリティ研究者として勤務し、イーサリアム 2.0 のフェーズ2に取り組んでいた。Adler は Mustafa からデータ可用性の新たな応用を見つけ出し、Optimistic Rollup 方式の先駆者となった。
CTO の Ismail Khoffi は業界で非常に著名なリサーチエンジニア。学術的研究モデルの構築に加え、Google UK や Tendermint など、非ブロックチェーン・ブロックチェーン双方の多様なプロジェクトに深く貢献している。
COO の Nick White はスタンフォード大学修士号取得。Celestia 入社前には、スケーラブルなブロックチェーンインフラを提供する Harmony プロトコルを共同創業し、非中央集権化革命に新たな原動力を提供した。White はアジアのAIスタートアップ向けアクセラレータ Zeroth.ai の上級AI専門家でもある。
4. 投資機関
Celestia は「Mamaki」テストネットを開始しており、ユーザーはノード操作、テストネットトークンの受領、バリデーターへの委任、ウォレット間での取引送信が可能。本番ネットワークは2023年初頭のリリースが予定されている。
すでにテストネットに先立ち、開発者ネットが先行して稼働している。開発者ネットは三つの主要コンポーネントから構成される：Optimint、Celestia-app、Celestia-nodes。Celestia-nodes はこのブロックチェーンのコンセンサス達成とネットワーク構築を担い、軽量ノードと完全ノードが新しいブロックを作成する方法、ブロックからデータをサンプリングする方法、そして新ブロックの同期に関する多面的な技術を決定する。Optimint では、Cosmos Zones が直接 Celestia 上に展開される。
5. コミュニティ状況
Twitter：
https://twitter.com/CelestiaOrg
5.9k人のフォロワー
Discord：
https://discord.com/invite/YsnTPcSfWQ
35,491人のメンバー
Telegram：
https://t.me/CelestiaCommunity
9,580人のメンバー
6. チェン茶ポイント
スケーラビリティは、ブロックチェーン技術の広範な採用において長年最大の障壁の一つとなってきた。L1 スケーリングソリューションはいくつか存在するものの、多くはデータ可用性ではなくコンセンサス層に焦点を当てている。
モジュラーブロックチェーン Celestia は、データ層を独立させるパブリックチェーンを構築し、開発者が底層のデータ記録に気を配らずとも、データ層上での設計に集中できるようにしている。多くの人々は、将来このようなモジュラー設計のデータ可用性層が、スケーリングのより迅速な実現だけでなく、Web3 への開発者参入のハードルを大幅に下げると信じている。
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