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Wie Celestias Data Availability Sampling 1 Terabit pro Sekunde erreicht: Der technische Deep Dive

· 14 Min. Lesezeit
Dora Noda
Dora Noda
Software Engineer

Am 13. Januar 2026 sprengte Celestia alle Erwartungen mit einem einzigen Benchmark: 1 Terabit pro Sekunde Datendurchsatz über 498 verteilte Knoten hinweg. Zum Vergleich: Das ist genug Bandbreite, um das gesamte tägliche Transaktionsvolumen der größten Layer-2-Rollups von Ethereum zu verarbeiten – in weniger als einer Sekunde.

Doch die eigentliche Geschichte ist nicht die Schlagzeile. Es ist die kryptografische Infrastruktur, die dies ermöglicht: Data Availability Sampling (DAS), ein Durchbruch, der es Light Nodes mit begrenzten Ressourcen erlaubt, die Datenverfügbarkeit der Blockchain zu verifizieren, ohne ganze Blöcke herunterzuladen. Da Rollups darum wetteifern, über den nativen Blob-Speicher von Ethereum hinaus zu skalieren, war es noch nie so wichtig zu verstehen, wie Celestia diesen Durchsatz erreicht – und warum dies für die Ökonomie von Rollups von Bedeutung ist.

Der Datenverfügbarkeits-Engpass: Warum Rollups eine bessere Lösung benötigen​

Die Skalierbarkeit von Blockchains ist seit langem durch einen fundamentalen Kompromiss eingeschränkt: Wie verifiziert man, dass Transaktionsdaten tatsächlich verfügbar sind, ohne dass jeder Knoten alles herunterladen und speichern muss? Dies ist das Datenverfügbarkeitsproblem, und es stellt den primären Engpass für die Skalierung von Rollups dar.

Ethereums Ansatz – die Anforderung, dass jeder Full Node komplette Blöcke herunterlädt – schafft eine Zugangsbarriere. Mit wachsender Blockgröße können sich immer weniger Teilnehmer die Bandbreite und den Speicher leisten, um Full Nodes zu betreiben, was die Dezentralisierung gefährdet. Rollups, die Daten auf Ethereum L1 veröffentlichen, sehen sich mit prohibitiven Kosten konfrontiert: Bei Spitzenlast kann ein einzelner Batch tausende Dollar an Gas-Gebühren kosten.

Hier kommen modulare Datenverfügbarkeitsschichten ins Spiel. Durch die Trennung der Datenverfügbarkeit von Ausführung und Konsens versprechen Protokolle wie Celestia, EigenDA und Avail, die Kosten für Rollups drastisch zu senken und gleichzeitig Sicherheitsgarantien aufrechtzuerhalten. Celestias Innovation? Eine Sampling-Technik, die das Verifizierungsmodell umkehrt: Anstatt alles herunterzuladen, um die Verfügbarkeit zu prüfen, tasten Light Nodes zufällig winzige Fragmente ab und erreichen so eine statistische Gewissheit, dass der vollständige Datensatz existiert.

Data Availability Sampling erklärt: Wie Light Nodes ohne Download verifizieren​

Im Kern ist DAS ein probabilistischer Verifizierungsmechanismus. Hier erfahren Sie, wie es funktioniert:

Zufälliges Sampling und Vertrauensaufbau​

Light Nodes laden keine ganzen Blöcke herunter. Stattdessen führen sie mehrere Runden zufälliger Stichproben (Sampling) für kleine Teile der Blockdaten durch. Jedes erfolgreiche Sample erhöht das Vertrauen, dass der vollständige Block verfügbar ist.

Die Mathematik dahinter ist elegant: Wenn ein böswilliger Validator auch nur einen kleinen Prozentsatz der Blockdaten zurückhält, werden ehrliche Light Nodes die Nichtverfügbarkeit mit hoher Wahrscheinlichkeit bereits nach wenigen Sampling-Runden erkennen. Dies schafft ein Sicherheitsmodell, bei dem sogar Geräte mit begrenzten Ressourcen an der Verifizierung der Datenverfügbarkeit teilnehmen können.

Konkret wählt jede Light Node zufällig einen Satz einzigartiger Koordinaten in einer erweiterten Datenmatrix aus und fragt Bridge-Nodes nach den entsprechenden Datenanteilen sowie Merkle-Proofs ab. Wenn die Light Node valide Antworten für jede Abfrage erhält, garantiert die statistische Wahrscheinlichkeit, dass die Daten des gesamten Blocks verfügbar sind.

2D Reed-Solomon-Kodierung: Das mathematische Fundament​

Celestia setzt ein 2-dimensionales Reed-Solomon-Kodierungsschema ein, um das Sampling sowohl effizient als auch betrugssicher zu macht. Dies ist der technische Ablauf:

  1. Blockdaten werden aufgeteilt in k × k Chunks, die ein Datenquadrat bilden
  2. Reed-Solomon-Erasure-Coding erweitert dies auf eine 2k × 2k Matrix (Hinzufügen von Redundanz)
  3. Merkle-Roots werden berechnet für jede Zeile und Spalte der erweiterten Matrix
  4. Die Merkle-Root dieser Roots wird zum Block Data Commitment im Block-Header

Dieser Ansatz hat eine entscheidende Eigenschaft: Wenn irgendein Teil der erweiterten Matrix fehlt, bricht die Kodierung zusammen, und Light Nodes werden Inkonsistenzen bei der Verifizierung der Merkle-Proofs feststellen. Ein Angreifer kann Daten nicht selektiv zurückhalten, ohne erwischt zu werden.

Namespaced Merkle Trees: Rollup-spezifische Datenisolierung​

Hier glänzt die Architektur von Celestia für Multi-Rollup-Umgebungen: Namespaced Merkle Trees (NMTs).

Ein Standard-Merkle-Tree gruppiert Daten willkürlich. Ein NMT hingegen kennzeichnet jeden Knoten mit den minimalen und maximalen Namespace-Identifikatoren seiner Kinder und ordnet die Leaves nach Namespaces. Dies ermöglicht es Rollups:

  • Nur ihre eigenen Daten von der DA-Schicht herunterzuladen
  • Die Vollständigkeit der Daten ihres Namespaces mit einem Merkle-Proof zu beweisen
  • Irrelevante Daten anderer Rollups gänzlich zu ignorieren

Für einen Rollup-Betreiber bedeutet dies, dass keine Bandbreitenkosten anfallen, um Daten von konkurrierenden Chains herunterzuladen. Man ruft genau das ab, was man benötigt, verifiziert es mit kryptografischen Beweisen und fährt fort. Dies ist ein massiver Effizienzgewinn im Vergleich zu monolithischen Chains, bei denen alle Teilnehmer alle Daten verarbeiten müssen.

Das Matcha-Upgrade: Skalierung auf 128 MB-Blöcke​

Im Jahr 2025 aktivierte Celestia das Matcha-Upgrade, einen Wendepunkt für modulare Datenverfügbarkeit. Das hat sich geändert:

Blockgrößen-Erweiterung​

Matcha erhöht die maximale Blockgröße von 8 MB auf 128 MB — eine 16-fache Kapazitätssteigerung. Dies bedeutet:

  • Datenquadrat-Größe: 128 → 512
  • Maximale Transaktionsgröße: 2 MB → 8 MB
  • Anhaltender Durchsatz: 21,33 MB/s im Testnet (April 2025)

Um dies einzuordnen: Ethereums Ziel-Blob-Anzahl liegt bei 6 pro Block (etwa 0,75 MB), erweiterbar auf 9 Blobs. Die 128-MB-Blöcke von Celestia übertreffen diese Kapazität um mehr als das 100-fache.

Block-Propagierung mit hohem Durchsatz​

Die Einschränkung lag nicht nur an der Blockgröße, sondern an der Geschwindigkeit der Block-Propagierung. Matcha führt einen neuen Propagierungsmechanismus (CIP-38) ein, der 128-MB-Blöcke sicher im Netzwerk verbreitet, ohne eine Desynchronisation der Validatoren zu verursachen.

Im Testnet hielt das Netzwerk Blockzeiten von 6 Sekunden mit 128-MB-Blöcken aufrecht und erreichte einen Durchsatz von 21,33 MB/s. Dies entspricht dem 16-fachen der aktuellen Mainnet-Kapazität.

Reduzierung der Speicherkosten​

Eine der am meisten übersehenen wirtschaftlichen Änderungen: Matcha reduzierte das minimale Daten-Pruning-Fenster von 30 Tagen auf 7 Tage + 1 Stunde (CIP-34).

Für Bridge-Nodes senkt dies die Speicheranforderungen bei prognostizierten Durchsatzraten von 30 TB auf 7 TB. Geringere Betriebskosten für Infrastrukturanbieter führen zu günstigerer Datenverfügbarkeit für Rollups.

Überarbeitung der Token-Ökonomie​

Matcha verbesserte auch die TIA-Token-Ökonomie:

  • Inflationskürzung: Von jährlich 5 % auf 2,5 %
  • Erhöhung der Validatoren-Provision: Maximum von 10 % auf 20 % angehoben
  • Verbesserte Sicherheiten-Eigenschaften: TIA wird für DeFi-Anwendungsfälle attraktiver gemacht

Zusammengenommen positionieren diese Änderungen Celestia für die nächste Phase: Skalierung auf einen Durchsatz von 1 GB/s und darüber hinaus.

Rollup-Ökonomie: Warum ein DA-Marktanteil von 50 % wichtig ist​

Seit Anfang 2026 hält Celestia etwa 50 % des Marktes für Datenverfügbarkeit (DA-Markt) und hat über 160 GB an Rollup-Daten verarbeitet. Diese Dominanz spiegelt die reale Akzeptanz durch Rollup-Entwickler wider, die Kosten und Skalierbarkeit priorisieren.

Kostenvergleich: Celestia vs. Ethereum-Blobs​

Das Gebührenmodell von Celestia ist unkompliziert: Rollups zahlen pro Blob basierend auf der Größe und den aktuellen Gas-Preisen. Im Gegensatz zu Ausführungsschichten (Execution Layers), in denen Berechnungen dominieren, geht es bei der Datenverfügbarkeit grundlegend um Bandbreite und Speicherung — Ressourcen, die mit Hardware-Verbesserungen vorhersehbarer skalieren.

Für Rollup-Betreiber ist die Rechnung überzeugend:

  • Ethereum L1-Posting: Bei Spitzenlast kann die Batch-Einreichung 1.000 bisu¨ber10.000bis über 10.000 an Gas-Gebühren kosten
  • Celestia DA: Kosten unter einem Dollar pro Batch für gleichwertige Daten

Diese mehr als 100-fache Kostenreduzierung ist der Grund, warum Rollups zu modularen DA-Lösungen migrieren. Günstigere Datenverfügbarkeit führt direkt zu niedrigeren Transaktionsgebühren für Endnutzer.

Die Rollup-Anreizstruktur​

Das Wirtschaftsmodell von Celestia bringt die Anreize in Einklang:

  1. Rollups zahlen für Blob-Speicher proportional zur Datengröße
  2. Validatoren verdienen Gebühren für die Absicherung der DA-Schicht
  3. Bridge-Nodes stellen Daten für Light-Nodes bereit und verdienen Servicegebühren
  4. Light-Nodes sampeln Daten kostenlos und tragen so zur Sicherheit bei

Dies erzeugt einen Schwungrad-Effekt: Je mehr Rollups Celestia nutzen, desto höher sind die Einnahmen der Validatoren, was mehr Staker anzieht, was die Sicherheit stärkt und wiederum mehr Rollups anzieht.

Der Wettbewerb: EigenDA, Avail und Ethereum-Blobs​

Der Marktanteil von Celestia von 50 % wird angegriffen. Drei große Konkurrenten skalieren aggressiv:

EigenDA: Ethereum-natives Restaking​

EigenDA nutzt die Restaking-Infrastruktur von EigenLayer, um einen hohen Durchsatz für die Datenverfügbarkeit von Ethereum-Rollups zu bieten. Hauptvorteile:

  • Ökonomische Sicherheit: Gesichert durch gerestaktes ETH (derzeit 93,9 % des Restaking-Marktes)
  • Enge Ethereum-Integration: Native Kompatibilität mit dem Blob-Markt von Ethereum
  • Höchste Durchsatzansprüche: Obwohl früheren Versionen eine aktive ökonomische Sicherheit fehlte

Kritiker weisen darauf hin, dass die Abhängigkeit von EigenDA vom Restaking ein Kaskadenrisiko einführt: Wenn ein AVS einem Slashing unterliegt, könnte sich dies auf Lido stETH-Halter übertragen und den breiteren LST-Markt destabilisieren.

Avail: Universelle DA für alle Chains​

Im Gegensatz zum Cosmos-Fokus von Celestia und der Ethereum-Orientierung von EigenDA positioniert sich Avail als eine universelle DA-Schicht, die mit jeder Blockchain-Architektur kompatibel ist:

  • Unterstützung für UTXO-, Account- und Object-Modelle: Funktioniert mit Bitcoin L2s, EVM-Chains und Move-basierten Systemen
  • Modulares Design: Trennt DA vollständig vom Konsens
  • Ökosystemübergreifende Vision: Ziel ist es, als neutrale DA-Schicht für alle Blockchains zu dienen

Die Herausforderung für Avail? Es ist der neueste Marktteilnehmer und hinkt bei den Live-Rollup-Integrationen im Vergleich zu Celestia und EigenDA hinterher.

Ethereum Native Blobs: EIP-4844 und darüber hinaus​

Ethereums EIP-4844 (Dencun-Upgrade) führte Blob-tragende Transaktionen ein und bot Rollups eine günstigere Alternative zum Posten von Daten im Vergleich zu Calldata. Aktuelle Kapazität:

  • Ziel: 6 Blobs pro Block (~0,75 MB)
  • Maximum: 9 Blobs pro Block (~1,125 MB)
  • Zukünftige Erweiterung: PeerDAS- und zkEVM-Upgrades, die auf über 10.000 TPS abzielen

Ethereum-Blobs bringen jedoch Kompromisse mit sich:

  • Kurzes Aufbewahrungsfenster: Daten werden nach ca. 18 Tagen gelöscht
  • Konkurrenz um geteilte Ressourcen: Alle Rollups konkurrieren um denselben Blob-Platz
  • Begrenzte Skalierbarkeit: Selbst mit PeerDAS bleibt die Blob-Kapazität weit unter der Roadmap von Celestia

Für Rollups, die eine Ausrichtung auf Ethereum prioritär behandeln, sind Blobs attraktiv. Für diejenigen, die massiven Durchsatz und langfristige Datenspeicherung benötigen, bleibt Celestia die bessere Wahl.

Fibre Blockspace: Die 1-Terabit-Vision​

Am 14. Januar 2026 enthüllte Mustafa Al-Bassam, Mitbegründer von Celestia, Fibre Blockspace – ein neues Protokoll, das einen Durchsatz von 1 Terabit pro Sekunde bei einer Latenz im Millisekundenbereich anstrebt. Dies entspricht einer 1.500-fachen Verbesserung gegenüber den ursprünglichen Roadmap-Zielen von vor nur einem Jahr.

Details zum Benchmark​

Das Team erreichte den Benchmark von 1 Tbps unter Verwendung von:

  • 498 Knoten, verteilt über Nordamerika
  • GCP-Instanzen mit jeweils 48-64 vCPUs und 90-128 GB RAM
  • 34-45 Gbps Netzwerkverbindungen pro Instanz

Unter diesen kontrollierten Bedingungen hielt das Protokoll einen Datendurchsatz von 1 Terabit pro Sekunde aufrecht – ein gewaltiger Sprung in der Blockchain-Performance.

ZODA-Kodierung: 881-mal schneller als KZG​

Das Herzstück von Fibre ist ZODA, ein neuartiges Kodierungsprotokoll, von dem Celestia behauptet, dass es Daten 881-mal schneller verarbeitet als Alternativen, die auf KZG-Commitments basieren, wie sie von EigenDA und Ethereum Blobs verwendet werden.

KZG-Commitments (Kate-Zaverucha-Goldberg-Polynom-Commitments) sind kryptographisch elegant, aber rechenintensiv. ZODA opfert einige kryptographische Eigenschaften für massive Geschwindigkeitsgewinne, wodurch ein Durchsatz im Terabit-Bereich auf Standard-Hardware erreichbar wird.

Die Vision: Jeder Markt kommt On-Chain​

Al-Bassams Aussage zur Roadmap verdeutlicht Celestias Ambitionen:

„Wenn 10 KB/s AMMs ermöglichten und 10 MB/s On-Chain-Orderbücher erlaubten, dann ist 1 Tbps der Sprung, der es jedem Markt ermöglicht, On-Chain zu agieren.“

Die Implikation: Mit ausreichender Bandbreite für Datenverfügbarkeit könnten Finanzmärkte, die derzeit von zentralisierten Börsen dominiert werden – Spot, Derivate, Optionen, Prognosemärkte –, auf eine transparente, erlaubnisfreie Blockchain-Infrastruktur migrieren.

Realitätscheck: Benchmarks vs. Produktion​

Benchmark-Bedingungen entsprechen selten dem Chaos der realen Welt. Das Ergebnis von 1 Tbps wurde in einer kontrollierten Testnet-Umgebung mit Hochleistungs-Cloud-Instanzen erzielt. Der eigentliche Test erfolgt, wenn:

  • Tatsächliche Rollups reale Produktions-Workloads bewältigen müssen
  • Netzwerkbedingungen variieren (Latenzspitzen, Paketverluste, asymmetrische Bandbreite)
  • Gegnerische Validatoren versuchen, Data-Withholding-Angriffe durchzuführen

Das Team von Celestia räumt dies ein: Fibre läuft parallel zur bestehenden L1-DA-Ebene, sodass Nutzer die Wahl zwischen einer praxiserprobten Infrastruktur und einem experimentellen Spitzendurchsatz haben.

Was dies für Rollup-Entwickler bedeutet​

Wenn Sie ein Rollup aufbauen, bietet die DAS-Architektur (Data Availability Sampling) von Celestia überzeugende Vorteile:

Wann Sie Celestia wählen sollten​

  • Hochdurchsatz-Anwendungen: Gaming, soziale Netzwerke, Micropayments
  • Kostensensible Anwendungsfälle: Rollups, die Transaktionsgebühren im Sub-Cent-Bereich anstreben
  • Datenintensive Workflows: KI-Inferenz, Integrationen für dezentralen Speicher
  • Multi-Rollup-Ökosysteme: Projekte, die mehrere spezialisierte Rollups starten

Wann Sie bei Ethereum Blobs bleiben sollten​

  • Ethereum-Alignment: Wenn Ihr Rollup Wert auf den sozialen Konsens und die Sicherheit von Ethereum legt
  • Vereinfachte Architektur: Blobs bieten eine engere Integration mit Ethereum-Tooling
  • Geringere Komplexität: Weniger zu verwaltende Infrastruktur (keine separate DA-Ebene)

Integrationsüberlegungen​

Die DA-Ebene von Celestia lässt sich in die wichtigsten Rollup-Frameworks integrieren:

  • Polygon CDK: Einfach austauschbare DA-Komponente
  • OP Stack: Benutzerdefinierte DA-Adapter verfügbar
  • Arbitrum Orbit: Von der Community entwickelte Integrationen
  • Rollkit: Native Celestia-Unterstützung

Für Entwickler bedeutet die Einführung von Celestia oft nur den Austausch des Datenverfügbarkeitsmoduls in ihrem Rollup-Stack – mit minimalen Änderungen an der Ausführungs- oder Settlement-Logik.

Die Data Availability Wars: Wie es weitergeht​

Die modulare Blockchain-These wird in Echtzeit auf die Probe gestellt. Celestias Marktanteil von 50 %, die Restaking-Dynamik von EigenDA und die universelle Positionierung von Avail führen zu einem Dreikampf um die Gunst der Rollup-Entwickler.

  1. Eskalation des Durchsatzes: Celestia strebt 1 GB/s → 1 Tbps an; EigenDA und Avail werden darauf reagieren
  2. Ökonomische Sicherheitsmodelle: Werden die Restaking-Risiken EigenDA einholen? Kann das Validator-Set von Celestia skalieren?
  3. Erweiterung der Ethereum Blobs: PeerDAS und zkEVM-Upgrades könnten die Kostendynamik verschieben
  4. Chain-übergreifende DA: Avails universelle Vision gegenüber ökosystemspezifischen Lösungen

Die BlockEden.xyz-Perspektive​

Für Infrastrukturanbieter wird die Unterstützung mehrerer DA-Ebenen zur Grundvoraussetzung. Rollup-Entwickler benötigen einen zuverlässigen RPC-Zugang nicht nur zu Ethereum, sondern auch zu Celestia, EigenDA und Avail.

BlockEden.xyz bietet Hochleistungs-RPC-Infrastruktur für Celestia und über 10 weitere Blockchain-Ökosysteme an, was es Rollup-Teams ermöglicht, auf modularen Stacks aufzubauen, ohne die Knoten-Infrastruktur selbst verwalten zu müssen. Entdecken Sie unsere Datenverfügbarkeits-APIs, um Ihr Rollup-Deployment zu beschleunigen.

Fazit: Datenverfügbarkeit als neuer Wettbewerbsvorteil​

Das Data Availability Sampling von Celestia ist nicht nur eine schrittweise Verbesserung – es ist ein Paradigmenwechsel in der Art und Weise, wie Blockchains ihren Status verifizieren. Indem es Light-Nodes ermöglicht, durch probabilistisches Sampling an der Sicherheit teilzunehmen, demokratisiert Celestia die Verifizierung in einer Weise, wie es monolithische Chains nicht können.

Das Matcha-Upgrade mit 128 MB großen Blöcken und die Fibre-Vision eines Durchsatzes von 1 Tbps stellen Wendepunkte für die Rollup-Ökonomie dar. Wenn die Kosten für die Datenverfügbarkeit um das 100-fache sinken, werden völlig neue Anwendungskategorien realisierbar: On-Chain-Hochfrequenzhandel, Echtzeit-Multiplayer-Gaming und die Koordination von KI-Agenten in großem Maßstab.

Doch Technologie allein entscheidet nicht über die Gewinner. Die DA-Wars werden durch drei Faktoren entschieden:

  1. Rollup-Adoption: Welche Chains verpflichten sich tatsächlich zu Produktions-Deployments?
  2. Ökonomische Nachhaltigkeit: Können diese Protokolle niedrige Kosten beibehalten, wenn die Nutzung skaliert?
  3. Sicherheitsresilienz: Wie gut widerstehen Sampling-basierte Systeme hochentwickelten Angriffen?

Celestias Marktanteil von 50 % und 160 GB an verarbeiteten Rollup-Daten beweisen, dass das Konzept funktioniert. Jetzt verschiebt sich die Frage von „Kann modulare DA skalieren?“ zu „Welche DA-Ebene wird die Rollup-Wirtschaft dominieren?“

Für Entwickler, die sich in dieser Landschaft bewegen, ist der Rat klar: Abstrahieren Sie Ihre DA-Ebene. Entwerfen Sie Rollups so, dass sie zwischen Celestia, EigenDA, Ethereum Blobs und Avail wechseln können, ohne die Architektur neu zu gestalten. Die Data Availability Wars haben gerade erst begonnen, und die Gewinner sind vielleicht nicht diejenigen, die wir erwarten.

Quellen:

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