Celestia ist die erste Modulare Blockchain, mit dem Fokus auf Konsens und Data-Availability, um sogentannte Rollups und Layer 2 Blockchains zu ergänzen und deren Skalierbarkeit deutlich zu erhöhen.
Das Ökosystem von Celestia wurde mithilfe der Cosmos SDK aufgebaut und dessen Blockchain wird durch den modularen Aufbau flexibel, individuell anpassbar und bringt hohe Kompatibilität mit anderen Projekten aus dem Cosmos Ökosystem.
Die Herausforderung welcher das Team hinter Celestia angenommen hat besteht darin, dass sogenannte monolithic Blockchains nicht so gut skalieren können, da seitens den Nodes (=Knotenpunkten)im Konsensprozess viel Rechenleistung dafür aufgebracht wird immer die gesamte Blockchain in einer Full-Node abzubilden und arbeitet deswegen mit sogenannten Light-Nodes.
Celestia steht übrigens für Himmlisch bzw. ein Segen aus dem blauen Himmel. Der Name wurde aus Marketingtechnischen Gründen geändert, da der vorherige Name "Lazyledger" (Faules Hauptbuch) Raum für abwertendere Interpretationen gab.
Das Mainnet ging am 31. Oktober 2023 live und wurde vorher durch einen sogenannten Airdrop begleitet. Spaß Fakt:) Fast immer verkaufen die Airdrop-Empfänger nachdem der Token für den Verkauf freigegeben wird und der Preis stürzt ab. Bei Celestia's TIA Token war dem aber nicht so.. Ob das ein gutes Omen ist?
Das Blockchain Trilemma: Die Wahl zwischen Sicherheit, Dezentralisierung und Skalierbarkeit. Wähle zwei davon. Dilemma! Niemand würde die Sicherheit seiner Blockchain vernachlässigen, wobei uns dann nur noch die Wahl zwischen Dezentralisierung und Skalierbarkeit bleibt.
Wenn eine Blockchain ihre Blocksize (Blockgröße, in MB) erhöht, können zwar mehr Transaktionen pro Sekunde erreicht werden, dies bedeutet aber im Umkehrschluss, dass die Hardware-Anforderungen (v.A. Bei PoW-Netzwerken) steigen. Da nicht jeder Node-Betreiber mit steigenden System-Anforderungen mithalten kann, da die Hardware und Initialkosten für das Betreiben steigen würden, bedeutet dies, dass es stumpf nach Angebot & Nachfrage weniger Node Betreiber geben würde, was sich wiederum negativ auf die Dezentralisierung der Blockchain auswirkt, da es ja weniger Node-Betreiber gibt, die Budget-technisch mithalten können.
Die Nodes wenden eine feste Abfolge von deterministischen Transaktionen an, um einen Ausgangszustand in einen gemeinsamen Endzustand zu überführen. Alle Nodes verwenden dazu denselben Regelsatz. Zu diesem Zweck sind die folgenden Funktionen erforderlich:
Ausführungs-Ebene (Execution Layer), gewährleistet, dass Transaktionen gültig sind
Abrechnungs-Ebene (Settlement Layer), prüft Beweise und Streitigkeiten über betrügerische Blöcke, Brücke zwischen den Ausführungsebenen.
Konsens (Consensus), Einigung auf die Reihenfolge der Transaktionen.
Datenverfügbarkeit (Data Availability), stellt sicher, dass die Transaktionsdaten verfügbar sind.
An dieser Stelle nennen wir mal das Beispiel von Celestia selbst, dass sogenannte Rollups auch eine Modularität besitzen. Sie fokussieren sich nur auf die Ausführung (Execution). Das erlaubt ihnen die restlichen 3 Punkte auf eine andere Blockchain abzugeben. Celestia fokussiert sich jedoch auf Konsens und Datenverfügbarkeit, welche seitens Rollup-Blockchains benötigt werden.
Herkömmliche (monolithische) Blockchains implementieren alle 4 Funktionen in einer einzigen Konsens-Ebene. Infolgedessen muss diese Konsensus-Ebene viele verschiedene Aufgaben erfüllen und kann nicht für eine dieser Funktionen optimiert werden. Daher schränkt der monolithische Ansatz die Skalierbarkeit ein.
Modulare Blockchains schaffen spezialisierte Ebenen, die sich flexibel anordnen lassen. Durch diese Spezialisierung können die Ebene optimal funktionieren und der Durchsatz wird erheblich gesteigert.
Modulare Blockchains können beispielsweise mehrere Ausführungsebenen (Rollups) haben, die dieselben Abwicklungs- und Datenverfügbarkeitsebenen nutzen.
Als Beispiel kann man dabei an CPUs und Grafikkarten (GPUs) denken, wobei die erstere nur einen Kern besitzt, und die letzere die Rechenarbeit auf viele einzelne Rechenkerne verteilt. Celestia konzentriert sich auf Konsens und Datenverfügbarkeit und ermöglicht es verschiedenen Ausführungsebenen, unabhängig voneinander zu arbeiten, während sie weiterhin dieselben Kernfunktionen nutzen. Dies ähnelt der Art und Weise, wie GPUs bestimmte parallele Verarbeitungsaufgaben übernehmen, während sie andere an CPUs auslagern.
Das war tatsächlich nur eine verkürzte Einleitung in die Funktionsweise von Celestia. Wir werden im Folgenden näher auf einige nennenswerte Details eingehen.
Celestia ist das weltweit erste Blockchain-Netzwerk für Datenverfügbarkeit. Durch die Verwendung einer modularen Blockchain-Struktur und die Trennung der Datenverfügbarkeit von der Transaktionsausführung werden die mit herkömmlichen Blockchains verbundenen Skalierbarkeitsprobleme gelöst.
Mit anderen Worten: Celestia ist nicht multitaskingfähig. Die Blockchain ist weder für die Ausführung und Abwicklung von Transaktionen verantwortlich, noch dafür, sicherzustellen, dass die Transaktionen gültig sind. Sie hat nur eine Aufgabe: sicherzustellen, dass Transaktionsdaten für jedermann zugänglich und überprüfbar sind. Rollups und Layer-2-Blockchains, die Transaktionen ausführen, können sich also mit Celestia verbinden und ihre Transaktionsdaten veröffentlichen.
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Celestia basiert auf Mustafa Al-Bassams Whitepaper LazyLedger aus dem Jahr 2019. Das Konzept hinter Lazy Ledger besteht darin, dass das Ledger auf Rechen- oder Ausführungsaufgaben verzichtet und nur als Datenverfügbarkeitsschicht fungiert.
Al-Bassam beschloss daraufhin, ein Team zusammenzustellen, um ein Krypto-Projekt auf der Grundlage seiner Ideen zu entwickeln, und holte Ismail Khoffi und John Adler als Mitbegründer an Bord. Ismail Khoffi war ein Kernentwickler für das Cosmos-Ökosystem und John Adler arbeitete mit der Optimistic-Rollup-Technologie. Sie benannten das Projekt 2021 in "Celestia" um und starteten schließlich am 31. Oktober 2023 das Celestia-Mainnet.
Zu den Zielen gehörten die Vereinfachung der Arbeit mit dApps und die Schaffung von Sidechains, die die geringstmögliche Zuverlässigkeit und die höchstmögliche Sicherheit erfordern.
22. Mai 2019, LazyLedger Whitepaper.
Am 3. März 2021 endete ihre Seed-Runde, in der sie 1,5 Millionen Dollar einnahmen.
15. Juni 2021: Ihr Name LazyLedger wird in Celestia geändert, um ein breiteres Publikum anzusprechen.
Celestia wurde offiziell am 22. September 2021 gestartet und von den Entwicklern am 31. Oktober 2021 über ihr DevNet (Entwicklernetz) initiiert.
Am 22. Oktober 2022 sammelten sie weitere 55 Millionen US-Dollar von sogenannten Angel-Investoren und Venture Capital Investitionen unter der Leitung von Bain Capital Crypto und Polychain Capital.
Oktober 2023: Airdrop von 60 Millionen TIA.
Celestias Logbuch, Sternzeit 23.10.2023, Celestia ist bereit zum Start, um die unerforschten Regionen von DAS (Data Availability Sampling) zu erkunden und das Mainnet mit der Absicht zu betreiben, so viel wie möglich über unerwartetes Verhalten (oder Aliens) zu erfahren. (live 31. Oktober)
Am 24. Oktober 2023 wurde die Celestia Foundation mit Sitz in Liechtenstein gegründet.
Eines ist klar: Bei Celestia sitzen sie definitiv nicht still. Sie reisen um die Welt, um für ihr Unternehmen zu werben und fügen eine Erweiterung und Verbesserung nach der anderen hinzu.
Rufen wir nochmal die Bestandteile einer jeden Blockchain in Erinnerung: Wir haben folgende vier Ebenen (Layers), welche jeweils verschiedene Rollen in den Abläufen von Blockchains einnehmen:
Ausführungsebene, gewährleistet, dass Transaktionen gültig sind
Abrechnungsebene, prüft Beweise und Streitigkeiten über betrügerische Blöcke, Brücke zwischen den Ausführungsebenen.
Konsens, Einigung auf die Reihenfolge der Transaktionen.
Datenverfügbarkeit, stellt sicher, dass die Transaktionsdaten verfügbar sind.
Celestia selbst fokussiert sich dabei auf den Konsens und die Datenverfügbarkeit. Im Prinzip geht es also darum, die Blöcke in einer Blockchain in die richtige Reihenfolge zu bringen und sicherzustellen, dass die Daten tatsächlich auf der Blockchain veröffentlicht bzw. verfügbar gemacht werden.
Das ganze wird von Celestia über ein neues Feature, namens Data Availability Sampling, sichergestellt.
Im Grunde genommen sagt der Name Data Availability schon eine Menge aus. Diese Ebene innerhalb einer Blockchain stellt sicher, dass die Daten die auf einer Blockchain entstehen, auch wirklich für alle Teilnehmer verfügbar gemacht werden.
Das ist unter Anderem wichtig für Prüfungen (Audits) der Blockchain und um Transaktiondaten einsehen zu können, was essenziell für die Sicherheit und Integrität eines Netzwerk ist.
Was hat das ganze jetzt mit Skalieren zu tun?
Also: Nehme man eine monolitische Blockchain wie Ethereum als Beispiel, wo jede Node (Knotenpunkt) die gesamte Transaktions-Historie der Blockchain beinhaltet, ist es zwar relativ sicher, zeigt aber gleichzeitig die Grenzen der Blockchain auf, da es irgendwann eine gigantisches Ausmaß annehmen kann und bei jeder neuen Transaktion die ganze vergangenen Transaktionen beinhalten und berücksichtigen muss.
In diesem Beispiel müssten die Nodes, um zu skalieren, die Hardwareanforderungen erhöhen, was wiederum die Anzahl an Nodes senken würde, da sich das nicht jeder Betreiber leisten könnte. Am Ende würde das eine schlechtere Sicherheit und Dezentralisierung bedeuten.
Celestia möchte eine Lösung für dieses Problem bieten, indem es die Arbeit der Datenverfügbarkeit im Wesentlichen auslagert, ähnlich wie Rollups die Arbeit von Transaktionen auslagern.
Wie bereits erwähnt, müssen bei herkömmlichen Blockchains alle Nodes alle Netzwerkdaten herunterladen, um Transaktionen zu validieren. Die Nodes mit dieser Fähigkeit werden als Full Nodes bezeichnet und sind relativ ressourcenintensiv.
Es gibt jedoch auch andere Arten von Nodes, die als Light Nodes bezeichnet werden. Light Nodes können Blockheader herunterladen, aber keine Blockdaten oder Transaktionsvalidierungen. Einerseits sind sie dadurch viel einfacher zu betreiben als Full Nodes, was zu einem besser skalierbaren Netzwerk führt. Andererseits sind sie viel weniger sicher als Full Nodes, da sie nicht auf Blockdaten zugreifen können, um Transaktionen zu überprüfen.
Celestias Antwort auf dieses Problem sind Datenverfügbarkeitsnachweise, eine Möglichkeit für Light Nodes, zu überprüfen, ob Blockdaten in der Blockchain vorhanden sind, ohne alle diese Daten selbst herunterladen zu müssen.
Es gibt zwei Verfahren zur Bereitstellung von Datenverfügbarkeitsnachweisen: Löschcodierung und Datenverfügbarkeitsstichproben.
Bei diesem Verfahren wird ein Block genommen und seine Daten durch Hinzufügen von Löschcode erweitert. Nehmen wir zum Beispiel einen Block mit 1 MB Daten und fügen weitere 1 MB Löschcode hinzu, wodurch ein 2-MB-Block entsteht.
Die Löschcodierung ermöglicht die Wiederherstellung eines gesamten Blocks, solange 50 % der Daten noch vorhanden sind.
Nehmen wir an, ein böswilliger Blockproduzent versucht, einige betrügerische Transaktionen in die Blockchain einzuschleusen, indem er Blockdaten auslässt. Aufgrund der Löschcodierung muss ein Betrüger nun mehr als 50 % der Blockdaten löschen, um seine Transaktion einzuschleusen. Der nächste Schritt der Datenverfügbarkeitsprüfung besteht darin, wie Light Nodes diese Funktion ausführen.
Bei der Stichprobenprüfung zur Datenverfügbarkeit laden Light Nodes kleine zufällige Datenstichproben aus löschcodierten Blöcken herunter. Wenn der Downloadversuch einer Node fehlschlägt, geht sie davon aus, dass Blockdaten ausgelassen wurden, und lehnt den Block ab. Nach nur sieben Runden der Zufallsstichprobe können Light Nodes zu 99 % sicher sein, dass keine Blockdaten ausgelassen wurden.
Diese Prozesse machen Celestia hochgradig skalierbar.
Celestia hat seinen nativen Token TIA im Oktober 2023 zusammen mit dem Start des Mainnets zu einem Preis von etwa 2 USD eingeführt.
Der TIA-Coin dient drei Hauptanwendungsfällen. Celestia ist ein Proof-of-Stake (PoS)-Netzwerk, was bedeutet, dass TIA eine Schlüsselrolle für die Sicherheit des Netzwerks spielt. TIA-Inhaber können den Token verwenden, um am Konsensmechanismus und der Governance von Celestia teilzunehmen. Entwickler können TIA auch verwenden, um für die Nutzung der Datenverfügbarkeitsdienste von Celestia zu bezahlen. Darüber hinaus können Entwickler, die Celestia-basierte Rollups verwenden, TIA als Gas-Fee-Token verwenden.
TIA verfügt über einen Gesamtvorrat von einer Milliarde Token, von denen derzeit etwa 170 Millionen im Umlauf sind. Etwa 6 % des Gesamtvorrats (etwa 60 Millionen TIA) wurden per Airdrop an Entwickler, Forscher und wichtige Community-Teilnehmer verteilt. Der Token ist deflationär ausgelegt, d. h. sein Gesamtvorrat wird mit der Zeit abnehmen.
Sie wurde Ende 2023 in Liechtenstein gegründet. Ihr Ziel ist es, das Ökosystem zu lenken und den Ruf von Celestia zu schützen.
Sie wollen, dass die Nutzer zu "Bürgern erster Klasse" werden, indem sie sich als "Light Nodes" selbst über das Netz auf dem Laufenden halten und nicht mehr glauben müssen, was die zentralen Nodes ihnen sagen.
Die Celestia-Gemeinschaft ist außerdem der Ansicht, dass Blockchain neutral, open source und ein öffentliches Gut sein sollte, damit niemand ungerechtfertigt bevorzugt wird und der Code von jeder Person oder Organisation zum Nutzen der Gemeinschaft geprüft und verwendet werden kann. Um diese Werte aufrechtzuerhalten, arbeitet die Stiftung daran:
1. Beschaffung von Mitteln für Forschung und Entwicklung, um skalierbare dezentrale Systeme zu entwickeln und sichere Light Nodes zu ermöglichen.
2. Beschaffung von Mitteln für open source öffentliche Arbeiten für das modulare Blockchain-Ökosystem.
3. Unterstützung und Förderung offener Kernentwicklungsprozesse.
4. Unterstützung von Entwicklern beim Aufbau von Infrastrukturen und Anwendungen auf der Grundlage von Celestia.
In Liechtenstein gibt es ein Gesetz, das eine Stiftung (Stiftung Celestia) streng an ihre Ziele bindet. Die Stiftungsaufsichtsbehörde stellt sicher, dass jede Stiftung in Liechtenstein den Auftrag, für den sie gegründet wurde, einhält. Dieser Vertrauensvorschuss verleiht der Celestia Foundation einen Hauch von Verlässlichkeit.
Da die Governance auf der Chain anfällig für Plutokratie ist (wer die meisten governance token hat, hat den größten Einfluss), wird bei Celestia ein informeller consensus auf der "sozialen Ebene" verwendet, was in etwa bedeutet, dass die Atmosphäre rund um Entscheidungen in den sozialen Medien wahrgenommen wird. Könige, Präsidenten und Abstimmungen sind etwas, gegen das sie bei Celestia allergisch sind. Ein Hinweis auf Celestia von uns.
Der weitere Weg von Celestia wird nur von der Foundation geleitet, aber die Entscheidungen darüber werden von der Community und den Nutzern getroffen. Diese sind immer im Gespräch auf Discord, Telegram, Reddit, Github und Twitter/X.
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