详解模块化公链Celestia与Fuel：“亲兄弟”上阵，能否攻克扩容难题？

作者：元宇宙Lab

原文：《模块化公链双杰——Celestia与Fuel》

公链赛道对于整个区块链事件来说是一场永远无法停止的竞赛。

从以前的以太坊到以太坊杀手高性能公链Solana再到如今的Aptos，就会发现公链赛道一直处竞争非常激烈的状态。在经过了五六年的发展之后，公链赛道又有了很大的变化，不少的社区用户又把目光聚焦在了模块化公链上面。

模块化公链今年主要有两个重点项目分别是Celestia和Fuel。有趣的是，Fuel和Celestia可以说是“亲兄弟”，两个项目拥有同一个联合创始人John Adler，他也是Optimistic Rollup方案的最早提出者之一，在近期也都纷纷获得了高额融资，所以针对这个板块，把目光放在它们两个之间就足够了。

话不多说，接下来随着小编的视角一起了解一下这两条模块化公链。

Celestia

官网：https://celestia.org

Twitter：https://twitter.com/CelestiaOrg

Celestia前身名叫LazyLedger，是一个专精于“数据可用性”的基础设施，是第一个提出模块化的区块链网络。它以精简化、模块化的共识层，来赋能预算不多的开发者，让他们轻松的部署自己的区块链。

之所以说Celestia是简化的区块链是因为它将共识层与应用执行层分离开，它只是打包交易信息并存储成区块然后公布出来，但是它不参与执行。换言之，在区块链传统的一体化架构中，共识层和执行层是在一起的，开发者只能使用这条链支持的编程语言进行开发，而所有应用的运行流程一样、资源也要共享，如果要升级智能合约则只有通过硬分叉才能实现。

而在Celestia这样模块化架构中，开发者可以接入Celestia的共识层在此基础之上部署自己的执行层，在Celestia共识安全的环境下，打造定制化层度和灵活度更高的应用。相比它的对手比如Polkadot和Cosmos的共享安全模型更具有可扩展性。Polkadot等这些项目都依赖于状态执行，而状态执行本身就非常昂贵，会被平行链和特定应用链带来巨大的成本门槛，尤其是那些长尾链和Rollups。

Celestia Labs首席执行官Mustafa Al-Bassam他在2019年发表白皮书《LazyLedger: A Distributed Data Availability Ledger With Client-Side Smart Contracts》，这里提出一种名为LazyLedger的账本设计，将验证区块简化成验证数据可用性，共识参与者不需要下载处理并验证链上的每一笔交易，他们只需要数据可用性，也就是需要的时候从网络中获取即可，这样交易验证规则与共识规则解绑就极大减少了达成共识所需的资源。

以LazyLedger为基础开发的Celestia网络可以存储各类数据，兼容Solidity、Golang、Rust等各种编程语言的代码，就是因为Celestia不需要理解数据内容，数据内容的解读取决于轻节点（Lightnodes）i.e.网络用户。

Celestia的三类网络节点分别是存储节点、共识节点、轻节点。存储节点存储来自共识节点的数据并将数据的副本发给需要的轻节点；共识节点会接收由轻节点发出的交易，根据Celestia网络规则进行有效性验证形成区块，并将区块传送给存储节点；而轻节点则是将交易信息发送到共识节点，还有在存储节点下载需要的信息。

轻节点旨的是个人或团体的服务器，但在Celestia的愿景中，普通用户的电脑也可以成为轻节点。通过安装一款与Celestia网络通信的应用，用户直接向存储节点获取所需的区块内容，而使用这款应用软件，那么PC就会向共识节点发送交易信息，从而成为轻节点。开发者可以用更低的成本获得一个全天候的专属服务器网络。

网络的轻节点越多作恶难度越大，安全性就越高，网络就可以在硬件允许的范围内增加区块的大小从而增加可处理的交易量，这就兼顾安全、去中心化和可扩展性，打破区块链的三角困境。

以下是对于Celestia项目特性的总结，以便于读者更清晰的认识Celestia：

共识层和执行层的分离

Celestia提供链一个可插拔的共识层，允许开发人员部署自己的执行层在上面运行，这为基于Celestia构建的应用程序提供了更高的定制化层度和灵活度。

数据可用性证明

Celestia使用二维reed-Solomon编码方案对区块链数据进行编码，这样就算你只有一小部分数据就足以验证整个区块已经发布数据的确定性。如果数据编码不正确，则通过数据可用性欺诈证明通知网络，无需节点自己下载所有数据来验证链。

链下执行的Rollups

Celestia非常适合成为Rollups新型扩展解决方案，该方案将状态执行推离链并依赖基础链来实现共识和数据可用性。数据采样轻客户端是构建在Celestia之上的所有基于Rollups的侧链的关键组建，因为Rollups依赖于数据可用性来保证其安全性。Optimistic Rollups需要数据可用性以便可以检测欺诈行为，而“zero-Knowledge Rollups”需要数据可用性来重建链的状态。

保护轻节点以实现互操作性

跨链互操作性依赖于通常不安全的轻节点，因为它们总是做出诚实的多数假设。Celestia中的轻节点不会做出诚实的多数假设，从而解锁真正安全的跨链互操作性， 让连接链像部署智能合约一样简单。

Celestia的设计目的是提供共识和数据可用性，而不是交易执行。同样Celestia轻节点不验证交易，它们只检查每个区块是否达成共识，以及区块数据是否可用于网络。这意味着它们不依赖于诚实的共识多数来实现状态有效（跨链互操作性依赖于通常不安全的轻节点，因为其他链做出诚实的多数假设），而这种属性通常仅有完整节点享有。

由于采用了巧妙的块编程方案，只需少量随机快数据样本就足以让轻节点以高概率验证块的其余部分已经发布。如果任何全节点检测到可疑情况，它们可以通过数据可用性欺诈证明通知轻客户端。

团队背景

Celestia 团队背景相当亮眼，由优秀的区块链扩容领域的学者、研究人员和工程师组成，此前在区块链扩容领域均有着丰富的工作或创业经验。

Celestia Labs首席执行官Mustafa Al-Bassam，拥有伦敦大学区块链扩展博士学位。他之前与人共同创立了分片智能合约平台Chainspace，此后该平台被Facebook收购。Mustafa还撰写过几篇关于分片区块链系统安全性的开创性论文。John Adler是Celestia Labs的是Layer 2方面的研究员。他之前在ConsenSys工作，从事以太坊2.0的相关工作。

CTO Ismail是Celestia Labs的首席技术官，曾在Tendermint（Cosmos母公司）、Interchain Foundation、Google等公司担任软件工程师，具有丰富的区块链技术经验。CRO John是多伦多大学计算机工程的博士，曾担任ConsenSys的研究员和工程师，后来联合创立了Optimistic Rollup解决方案Fuel Labs。COO Nick 拥有斯坦福大学的硕士学位，此前曾是公链Harmony的联合创始人。

融资咨询

2021年3月，Celestia完成150万美元的种子轮融资，Binance Labs 领投，其他投资方有：Interchain Foundation、Maven 11、KR1、Signature Ventures、Divergence Ventures、Dokia Capital、P2P Capital、Tokonomy、Cryptium Labs、Michael Ng、Simon Johnson、Michael Youssefmir 和 Ramsey Khoury。

2022年10月20日，Celestia Labs宣布完成5500万美元A轮和B轮融资，Bain Capital Crypto和Polychain Capital领投，参与方包括Placeholder、Galaxy、Delphi Digital、Blockchain Capital、NFX、Protocol Labs、Figment、Maven 11、Spartan Group、FTX Ventures、Jump Crypto、W3.Hitchhiker以及一系列天使投资人。一位知情人士向Coindesk透露，此次筹资使Celestia成为估值10亿美元的独角兽，并获得了四倍的超额认购。

路线图

根据路线图还有官博发布的融资博客可以得知，Celestia于今年5月推出了其测试Mamaki。Mamaki引入了一个新的数据可用性API，为构建区块链解锁了一个强大而简单的原语：有序且可用的数据。Mamaki的升级计划于2022年10月下旬进行，不过这次的测试网没有奖励。

大家最关心的激励测试网，路线图显示预计会从明年一季度开始，主网上线的话也应该是在2023年的Q3、Q4左右，是一个值得长期关注的早期项目。

阅读完上述的内容，相信很多用户对于Celestia起码有了一个相对于比较具体的认识。往下，我们再来聊聊CelestiaCRO创立的、同样为模块化区块链的FuelLabs（Fuel Network）。

FuelNetwork

官网：https://www.fuel.network

Twitter：https://twitter.com/fuellabs_

FuelNetwork是以太坊的模块化执行层。也就是说，Fuel没有实现共识，也没有将区块链的数据存储在Fuel链上。对于功能性区块链来说，Fuel与其他链交互以获得共识和数据可用性，例如Ethereum、Celestia。Fuel v1最初是作为以太坊的扩展解决方案，使用Optimistic Rollup （ORU）模型进行支付的缩放解决方案，于2020年底部署。Fuel v1使用UTXO模型，该模型允许更快的事务处理，因为事务是在用户的硬件上并行验证的。目前，Fuel开始v2高速模块化执行层计划，真正实现扩容。

Fuel使用UTXO创建严格的访问列表，即控制对同一块状态的访问的列表，该模型建立在规范交易排序概念的基础之上，在该方案中，块中的事务排序大大简化了事务之间相关性的检测。为了实现这一体系结构，Fuel Labs构建了一个名为Fuel VM的新虚拟机和一种名为Swing的新语言。

Fuel VM是EVM的一个兼容和简化的实现，它可以有效地将开发人员引入Fuel生态系统。此外，由于Fuel集中在模块化区块链堆栈，Fuel SC的执行可以在以太坊主网上解决。这种方法与合并后的以太坊作为一个以汇总为中心的解决方案和数据可用性层的愿景相一致。在这个体系结构中，Fuel可以支持高吞吐量的执行，这些执行是批量处理的，并且是在以太坊上解决的。

通过新的虚拟机FuelVM改进了EVM低效、浪费资源的执行环境。FuelVM从模块化执行层角度来考虑可扩展性，⽽不是从以扩展特定基础层（例如以太坊）为主的Rollup出发。推崇计算⽽不是数据，并尽量减少状态的使⽤。

所以，Fuel通过2点来实现高性能。一是基于UTXO模型实现交易的并行执行，以此提供比单线程更多的计算、状态访问、交易吞吐。二是基于Fuel VM（Fuel虚拟机）。

为了概念验证，Fuel团队还创建了一个名为Swayswap的AMM，它运行在一个测试网上，以演示与EVM相比Fuel VM的改进性能，风格类似Uniswap。该AMM目前支持Swap、Pool功能，体验还算不错，Gas费用低交易快速确认。

以下是对于FuelNetwork特性的一个总结，便于读者更易于了解Fuel的优势：

Fuel技术优势可以用三个关键词概括：执行并行交易的能力、改进的虚拟机Fuel VM还有对于开发者友好的专用编程语言Sway。

• 并行交易执行：FuelNetwork不是使用像以太坊这样的账户模型，而是上方我们提到的UTXO，它允许更快的交易处理，因为交易是在用户的硬件上并行验证的。
• FuelNetwork虚拟机（FuelVM）：FuelVM旨在减少传统区块链虚拟机架构的浪费处理，同时显著增加开发者的潜在设计空间。
• Sway语言&ToolchainForc：Fuel Network拥有自己的开发语言——Sway，它是一种基于RUST的语言，Forc（Fuel network Orchestrator）是Fuel Network中支持开发者的工具包。

以FuelNetwork为基础搭建的项目现在已经有十个，还在继续扩展中。

团队背景

Fuel Labs拥有60多名工程师，为以太坊生态系统提供了具有最大安全性和最高灵活吞吐量的区块链。创始人是Nick Alexander、Samuel Borin和John Adler，John Adler还是Celestia Labs项目的联合创始人。Emily Herbert是Fuel Labs的计算机科学家和Sway语言专家。

融资资讯

2022年9月7日，Fuel Labs宣布完成8000万美元融资，Blockchain Capital和Stratos Technologies领投，Alameda Research、CoinFund、Bain Capital Crypto、TRGC、Maven 11 Capital、Blockwall、Spartan、Dialectic和ZMT等参投。

路线图

目前，Fuel已经宣布推出赠款计划、上线测试网，不过测试网还在Demo状态，开发网也暂未上线，主网上线时间预计最早也会在2023年初，关注公链的小伙伴这个也不要落下，参与其中的机会也很多。