Как Data Availability Sampling от Celestia достигает 1 терабита в секунду: технический глубокий анализ
13 января 2026 года Celestia превзошла все ожидания, достигнув невероятного показателя: 1 терабит в секунду пропускной способности данных в сети из 498 распределенных узлов. Для сравнения: этой пропускной способности достаточно, чтобы обработать весь ежедневный объем транзакций крупнейших роллапов второго уровня (Layer 2) Ethereum менее чем за секунду.
Но главное здесь — не сама цифра. Важна криптографическая инфраструктура, которая делает это возможным: выборка доступности данных (Data Availability Sampling, DAS) — прорывная технология, позволяющая легки м узлам с ограниченными ресурсами проверять доступность данных блокчейна без загрузки целых блоков. В то время как роллапы стремятся масштабироваться за пределы нативного хранилища блобов Ethereum, понимание того, как Celestia достигает такой пропускной способности и почему это важно для экономики роллапов, становится критически необходимым.
Узкое место доступности данных: почему роллапам нужно лучшее решение
Масштабируемость блокчейна долгое время была ограничена фундаментальным компромиссом: как проверить, что данные транзакций действительно доступны, не заставляя каждый узел скачивать и хранить абсолютно все? Это проблема доступности данных, и она является основным препятствием для масштабирования роллапов.
Подход Ethereum, требующий от каждого полноценного узла загрузки полных блоков, создает барьер доступности. По мере роста размера блоков все меньше участников могут позволить себе пропускную способность и хранилище для запуска полных узлов, что угрожает децентрализации. Роллапы, размещающие данные в L1 Ethereum, сталкиваются с непомерными расходами: на пике спроса отправка одной партии данных может стоить тысячи долларов в виде комиссий за газ.
Здесь на сцену выходят модульные уровни доступности данных. Отделяя доступность данных от исполнения и консенсуса, такие протоколы, как Celestia, EigenDA и Avail, обещают радикально снизить затраты роллапов при сохранении гарантий безопасности. Инновация Celestia? Техника выборки, которая инвертирует модель проверки: вместо того чтобы скачивать все для подтверждения доступности, легкие узлы случайным образом выбирают крошечные фрагменты и получают статистическую уверенность в том, что полный набор данных существует.
Как работает выборка доступности данных: проверка без загрузки
По своей сути DAS — это механизм вероятностной проверки. Вот как это работает:
Случайная выборка и рост уверенности
Легкие узлы не загружают блоки целиком. Вместо этого они проводят несколько раундов случайной выборки небольших порций данных блока. Каждая успешная выборка повышает уверенность в том, что весь блок доступен.
Математика здесь элегантна: если злонамеренный валидатор скроет даже небольшой процент данных блока, честные легкие узлы обнаружат недоступность с высокой вероятностью всего после нескольких раундов выборки. Это создает модель безопа сности, в которой даже устройства с ограниченными ресурсами могут участвовать в проверке доступности данных.
В частности, каждый легкий узел случайным образом выбирает набор уникальных координат в расширенной матрице данных и запрашивает у мостовых узлов соответствующие доли данных вместе с доказательствами Меркла (Merkle proofs). Если легкий узел получает корректные ответы на каждый запрос, статистическая вероятность гарантирует, что данные всего блока доступны.
2D-кодирование Рида-Соломона: математическая основа
Celestia использует двумерную схему кодирования Рида-Соломона, чтобы сделать выборку эффективной и устойчивой к мошенничеству. Технический процесс выглядит так:
- Данные блока разделяются на фрагменты k × k, образуя квадрат данных.
- Избыточное кодирование Рида-Соломона расширяет его до матрицы 2k × 2k (добавляя избыточность).
- Вычисляются корни Меркла для каждой строки и каждого столбца расширенной матрицы.
- Корень Меркла этих корней становится обязательством по данным блока (data commitment) в заголовке блока.
Этот подход обладает критически важным свойством: если какая-либо часть расширенной матрицы отсутствует, кодирование нарушается, и легкие узлы обнаружат несоответствия при проверке доказательств Меркла. Атакующий не может скрыть данные выборочно, не будучи пойманным.
Деревья Меркла с пространствами имен: изоляция данных для конкретных роллапов
Именно здесь архитектура Celestia проявляет себя наилучшим образом для сред с множеством роллапов: деревья Меркла с пространствами имен (Namespaced Merkle Trees, NMT).
Стандартное дерево Меркла группирует данные произвольно. NMT, напротив, помечает каждый узел идентификаторами минимального и максимального пространства имен его дочерних элементов и упорядочивает листья по пространствам имен. Это позволяет роллапам:
- Загружать только свои собственные данные с уровня DA.
- Доказывать полноту данных своего пространства имен с помощью доказательства Меркла.
- Полностью игнорировать нерелевантные данные других роллапов.
Для оператора роллапа это означает, что вы не платите за пропускную способность для загрузки данных из конкурирующих сетей. Вы получаете именно то, что вам нужно, проверяете это с помощью криптографических доказательств и продолжаете работу. Это огромный выигрыш в эффективности по сравнению с монолитными цепочками, где все участники должны обрабатывать все данные.