زنجیره‌های ماژولار و آینده مقیاس‌پذیری بلاکچین: نگاهی عمیق به Celestia

با رشد روزافزون فناوری بلاکچین و افزایش نیاز به انجام تراکنش‌های سریع‌تر و ارزان‌تر، مقیاس‌پذیری (Scalability) به یکی از چالش‌های اساسی این فناوری تبدیل شده است. بسیاری از شبکه‌های بلاکچین سنتی نظیر بیت‌کوین و اتریوم در معماری خود به‌صورت یکپارچه (Monolithic) طراحی شده‌اند؛ یعنی تمام وظایف اساسی مانند اجرای قراردادهای هوشمند، اجماع، و در دسترس‌پذیری داده (Data Availability) در یک لایه متمرکز انجام می‌شود.

این طراحی سنتی هرچند امنیت و تمرکززدایی مناسبی دارد، اما در زمینه مقیاس‌پذیری با محدودیت‌هایی جدی مواجه است؛ به‌ویژه زمانی که تعداد کاربران و حجم تراکنش‌ها افزایش پیدا می‌کند. پاسخ به این مشکل، ظهور نسل جدیدی از معماری بلاکچین به‌نام زنجیره‌های ماژولار (Modular Blockchains) بوده است. این نوع معماری با جداسازی وظایف بلاکچین به لایه‌های مجزا، امکان توسعه سریع‌تر، مقیاس‌پذیری بالاتر و بهره‌وری بهتر را فراهم می‌کند.

در این مقاله، با تمرکز بر پروژه نوآورانه Celestia، به بررسی مفهوم زنجیره‌های ماژولار، نحوه عملکرد آن‌ها، و تأثیر احتمالی‌شان بر آینده اکوسیستم بلاکچین خواهیم پرداخت.

زنجیره‌های ماژولار چیستند؟

زنجیره‌های ماژولار (Modular Blockchains) نسل جدیدی از معماری در فضای بلاکچین هستند که برخلاف ساختارهای سنتی، وظایف کلیدی بلاکچین را به چندین لایه تخصصی تقسیم می‌کنند. به‌جای آنکه یک بلاکچین به‌تنهایی مسئول اجرای قراردادهای هوشمند، اجماع، و ذخیره‌سازی داده‌ها باشد، در معماری ماژولار این وظایف میان اجزای مختلفی توزیع می‌شوند. این تقسیم وظایف باعث افزایش کارایی، انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری شبکه می‌شود.

تفاوت با زنجیره‌های یکپارچه (Monolithic)

در یک بلاکچین یکپارچه مانند اتریوم کلاسیک یا بیت‌کوین، هر گره باید سه وظیفه اصلی را به‌صورت همزمان انجام دهد:

• اجماع (Consensus): تعیین صحت تراکنش‌ها و ایجاد بلوک‌های جدید

• اجرا (Execution): پردازش قراردادهای هوشمند و وضعیت شبکه

• دسترس‌پذیری داده (Data Availability): اطمینان از اینکه داده‌های بلاک در دسترس و قابل بررسی هستند

در مقابل، یک زنجیره ماژولار این وظایف را به اجزای تخصصی واگذار می‌کند. برای مثال، ممکن است یک لایه فقط به اجرای تراکنش‌ها بپردازد، در حالی که لایه دیگری مسئول اجماع و لایه‌ای دیگر مسئول انتشار داده‌ها باشد.

مزایای معماری ماژولار

1. مقیاس‌پذیری بالاتر: با جداسازی وظایف، شبکه می‌تواند به‌صورت افقی رشد کند و تعداد بیشتری اپلیکیشن را بدون فشار بر کل سیستم مدیریت کند.

2. توسعه‌پذیری بیشتر: پروژه‌ها می‌توانند لایه‌های موردنیاز خود را انتخاب یا سفارشی‌سازی کنند، بدون نیاز به ساخت یک بلاکچین کامل از صفر.

3. افزایش امنیت از طریق تخصصی‌سازی: هر لایه می‌تواند با تمرکز بر یک وظیفه خاص، امنیت و عملکرد خود را بهینه کند.

چرا این تحول اهمیت دارد؟

با رشد تقاضا برای اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز (dApps) و اکوسیستم‌های بلاکچینی چندلایه‌ای، معماری سنتی دیگر پاسخ‌گوی نیازها نیست. زنجیره‌های ماژولار با فراهم کردن زیرساختی منعطف و مقیاس‌پذیر، امکان ساخت شبکه‌های بلاکچینی سریع‌تر، سبک‌تر و اقتصادی‌تر را فراهم می‌کنند. این تحول به‌خصوص برای راه‌حل‌های Rollup و پروژه‌هایی که نیاز به Data Availability دارند، حیاتی است.

Celestia چیست؟

Celestia اولین بلاکچین ماژولار در جهان است که به‌طور خاص برای حل مشکل Data Availability (در دسترس بودن داده) طراحی شده است. برخلاف شبکه‌های سنتی که همه وظایف را در یک زنجیره واحد انجام می‌دهند، Celestia تنها بر یک وظیفه کلیدی تمرکز دارد: ارائه‌ی یک لایه امن، مقیاس‌پذیر و غیرمتمرکز برای انتشار داده‌ها.

هدف اصلی Celestia

هدف Celestia فراهم کردن یک لایه Data Availability عمومی و مشترک است که دیگر پروژه‌ها و بلاکچین‌ها می‌توانند از آن برای انتشار داده‌های تراکنش و بلوک خود استفاده کنند، بدون اینکه خودشان نیاز به ساخت یا تأمین زیرساخت پیچیده برای این منظور داشته باشند.

در این مدل، پروژه‌ها می‌توانند یک لایه اجرای اختصاصی (مثل یک Rollup یا App Chain) بسازند و برای انتشار داده‌های خود، از Celestia به‌عنوان لایه‌ی پایه استفاده کنند. این موضوع باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش سرعت توسعه بلاکچین‌های سفارشی می‌شود.

نوآوری Celestia: تفکیک وظایف

Celestia با جدا کردن وظایف اجماع و اجرای تراکنش‌ها، یک تغییر بنیادین در طراحی بلاکچین ارائه می‌دهد:

• اجماع (Consensus): Celestia یک الگوریتم اجماع سبک و سریع را ارائه می‌دهد (مبتنی بر Tendermint Core)

• داده‌ها (Data Availability): داده‌های مربوط به Rollupها یا زنجیره‌های دیگر را منتشر می‌کند، اما آن‌ها را اجرا نمی‌کند

• اجرا (Execution): اصلاً بخشی از معماری Celestia نیست – توسعه‌دهندگان آزادند از هر موتور اجرای دلخواه (مثل EVM یا Move) در خارج از Celestia استفاده کنند

نقش Celestia در اکوسیستم بلاکچین

Celestia زیرساختی حیاتی برای نسل جدید Rollupها، App Chains و بلاکچین‌های سفارشی فراهم می‌کند. پروژه‌هایی که می‌خواهند بلاکچینی سریع، مقیاس‌پذیر و سبک راه‌اندازی کنند، بدون نیاز به ساخت کل اجزای بلاکچین، می‌توانند فقط لایه اجرا را ساخته و از Celestia برای انتشار داده‌ها بهره ببرند.

در واقع، Celestia به بلاکچین‌ها همان نقشی را دارد که AWS برای اپلیکیشن‌های وب دارد: یک لایه زیرساخت قدرتمند، عمومی و قابل اشتراک که توسعه را سریع‌تر و ارزان‌تر می‌کند.

معماری فنی Celestia

معماری Celestia بر اساس اصل کلیدی جداسازی لایه‌ها بنا شده است. برخلاف بلاکچین‌های سنتی که همه‌چیز را درون یک سیستم واحد انجام می‌دهند، Celestia فقط دو وظیفه را بر عهده دارد:

1. اجماع (Consensus): تأیید ترتیب و صحت بلوک‌ها

2. در دسترس‌پذیری داده (Data Availability): تضمین اینکه داده‌های هر بلوک واقعاً منتشر شده‌اند و قابل بررسی هستند

اما برای تحقق این معماری، Celestia از چند نوآوری فنی مهم بهره می‌برد که در ادامه بررسی می‌کنیم.

لایه‌ها در Celestia

Celestia را می‌توان به‌صورت ساده به ۳ لایه اصلی تقسیم کرد:

• Data Availability Layer: جایی که داده‌های بلوک‌ها منتشر و ذخیره می‌شوند

• Consensus Layer: تعیین ترتیب بلوک‌ها از طریق الگوریتم اجماع (Tendermint BFT)

• Execution Layer (خارج از Celestia): این لایه در Celestia وجود ندارد؛ توسعه‌دهندگان باید خودشان آن را بسازند یا Rollup خاص خود را انتخاب کنند

این جداسازی، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا زنجیره‌هایی با اجرای سفارشی، ولی امنیت مشترک ایجاد کنند.

Namespaced Merkle Trees (NMT)

یکی از تکنولوژی‌های کلیدی Celestia، استفاده از Namespaced Merkle Trees است. این ساختار درختی به هر بخش از داده‌ها یک "Namespace" اختصاص می‌دهد. این قابلیت چه مزایایی دارد؟

• اجازه می‌دهد که داده‌های متعلق به پروژه‌های مختلف به‌صورت ایزوله و امن در یک بلوک ذخیره شوند

• خواندن و اعتبارسنجی داده‌ها بر اساس Namespace ممکن است، بدون نیاز به بررسی کل بلوک

• امکان ساخت Rollupها و App Chains موازی و مستقل بر بستر یک DA Layer

Light Clients با Data Availability Sampling (DAS)

Celestia همچنین یک انقلاب در سبک بودن کلاینت‌ها ایجاد کرده است. کاربران می‌توانند فقط با یک کلاینت سبک (Light Client) و بدون دانلود کل زنجیره، از درست بودن داده‌ها مطمئن شوند.

این کار از طریق Data Availability Sampling انجام می‌شود:

• کلاینت‌ها به‌صورت تصادفی بخش‌های کوچکی از داده یک بلوک را بررسی می‌کنند

• اگر این نمونه‌ها در دسترس باشند، می‌توان با احتمال بالا گفت کل داده در دسترس است

• این روش، راه را برای گره‌های بسیار سبک و مقیاس‌پذیر در موبایل و مرورگرها هموار می‌کند

امنیت و تمرکززدایی

Celestia از الگوریتم اجماع Tendermint بهره می‌برد که اثبات‌شده و battle-tested است. در ترکیب با NMT و DAS، این سیستم می‌تواند بدون نیاز به هزاران گره سنگین، سطح بالایی از امنیت و عدم تمرکز را فراهم کند.

مزایای Celestia در مقایسه با سایر راه‌حل‌ها

در مسیر حل مشکل مقیاس‌پذیری بلاکچین، پروژه‌های مختلفی راهکارهایی ارائه داده‌اند:
از زنجیره‌های لایه ۱ با توان عملیاتی بالا (مثل Solana)، گرفته تا راه‌حل‌های لایه ۲ مانند Optimistic و ZK Rollupها. اما Celestia با رویکرد ماژولار و تخصصی‌سازی لایه‌ها، مدلی متفاوت و آینده‌نگر ارائه می‌دهد. 

مقیاس‌پذیری (Scalability)

• بلاکچین‌های یکپارچه (مثل اتریوم): با افزایش کاربران، بار روی همه لایه‌ها بیشتر می‌شود و در نهایت گلوگاه ایجاد می‌شود.

• Celestia: با جداسازی کامل وظایف، می‌تواند به‌صورت افقی مقیاس‌پذیر باشد؛ یعنی به‌جای افزایش قدرت هر گره، پروژه‌ها می‌توانند Rollupهای جدید بسازند و همچنان از DA Layer مشترک استفاده کنند.

 نتیجه: مقیاس‌پذیری در Celestia نه با افزایش توان سخت‌افزاری، بلکه با توزیع هوشمند وظایف انجام می‌شود.

هزینه

• بلاکچین‌های سنتی: همه تراکنش‌ها روی یک زنجیره اجرا می‌شوند، که باعث بالا رفتن هزینه گس می‌شود.

• Celestia: فقط داده‌ها را منتشر می‌کند، و اجرای تراکنش‌ها به لایه‌های خارجی واگذار می‌شود. این جداسازی منجر به کاهش چشمگیر هزینه‌ها می‌شود؛ به‌ویژه برای Rollupها و App Chainها.

نتیجه: کاربران و توسعه‌دهندگان می‌توانند با هزینه کمتر، بلاکچین‌هایی سریع‌تر و سبک‌تر بسازند.

امنیت

• لایه‌های ۲ سنتی: برای امنیت به لایه ۱ متکی‌اند و ممکن است به‌دلیل حجم بالا یا پیچیدگی مکانیزم اثبات، آسیب‌پذیر باشند.

• Celestia: امنیت لایه DA آن مبتنی بر الگوریتم اجماع اثبات‌شده (Tendermint) است و تمام زنجیره‌های متکی بر Celestia از این امنیت بهره‌مند می‌شوند.

 نتیجه: امنیت اشتراکی در عین حفظ استقلال در اجرا.

تمرکززدایی (Decentralization)

• بسیاری از زنجیره‌های سریع (مثل BNB Chain یا Solana): برای افزایش سرعت، از گره‌های کمی استفاده می‌کنند که تمرکز را بالا می‌برد.

• Celestia: با استفاده از Light Clientها و DAS، امکان مشارکت گره‌های بسیار سبک را فراهم می‌کند و تمرکززدایی واقعی‌تری ایجاد می‌کند.

نتیجه: حتی دستگاه‌های معمولی (موبایل یا مرورگر) می‌توانند در تایید درستی داده‌ها شرکت کنند.

در مجموع، Celestia با تخصصی‌سازی لایه‌ها و حذف اجبار به اجرای همه وظایف در یک سیستم، مدلی مقیاس‌پذیر، اقتصادی، امن و غیرمتمرکزتر از بسیاری از مدل‌های رایج ارائه می‌دهد.

کاربردهای Celestia در اکوسیستم بلاکچین

Celestia به‌عنوان یک لایه در دسترس‌پذیری داده (DA Layer)، زیرساختی انعطاف‌پذیر برای انواع پروژه‌های بلاکچینی فراهم می‌کند. تمرکز این پروژه بر روی ارائه یک «لایه داده‌ی قابل اشتراک، مستقل و مقیاس‌پذیر» باعث شده تا گروه‌های متعددی از توسعه‌دهندگان و پروژه‌ها، Celestia را به‌عنوان پایه‌ای برای Rollupها، App Chainها و حتی لایه‌های تسویه (Settlement Layers) انتخاب کنند.

در ادامه، مهم‌ترین کاربردهای Celestia را بررسی می‌کنیم:

۱. اجرای Rollupهای مستقل

یکی از مهم‌ترین کاربردهای Celestia، فراهم کردن بستری امن و سبک برای Rollupها است. در این مدل، Rollupها فقط اجرای تراکنش‌ها را انجام می‌دهند و داده‌هایشان را برای تأیید و بررسی به Celestia ارسال می‌کنند.

مثال‌ها:

• Optimint: موتور اجرای Rollup که به‌طور خاص برای تعامل با Celestia طراحی شده

• Rollkit: فریم‌ورک متن‌باز برای ساخت Rollupها که از Celestia به‌عنوان DA Layer استفاده می‌کند

مزیت: حذف نیاز به بلاکچین اصلی (مثلاً اتریوم)، کاهش هزینه‌ها و افزایش استقلال Rollup

۲. راه‌اندازی App Chainهای سبک

پروژه‌هایی که نیاز به بلاکچین اختصاصی دارند اما نمی‌خواهند یک سیستم کامل طراحی کنند، می‌توانند از Celestia برای انتشار داده استفاده کرده و فقط لایه اجرا را بسازند.

پروژه‌های مرتبط:

• Eclipse: زنجیره‌ای ماژولار که از ماشین مجازی سولانا (SVM) برای اجرا و از Celestia برای DA استفاده می‌کند

• dYmension: شبکه‌ای از RollAppها که اجرای خود را با زبان دلخواه انجام می‌دهند، اما به‌صورت پیش‌فرض داده‌ها را روی Celestia می‌ریزند

مزیت: توسعه سریع App Chain با عملکرد اختصاصی، بدون نیاز به ساخت کامل بلاکچین

۳. همکاری با سایر لایه‌ها و اکوسیستم‌های چندزنجیره‌ای

Celestia فقط محدود به ساخت زنجیره‌های جدید نیست؛ بلکه می‌تواند به عنوان لایه DA برای بلاکچین‌های موجود هم به‌کار بره.

• Interchain Rollups: برخی Rollupها برای اکوسیستم Cosmos نیز از Celestia برای DA استفاده می‌کنند

• Ethereum L2s (در آینده): مدل‌هایی برای استفاده از Celestia به‌عنوان DA جایگزین برای Rollupهای روی اتریوم در حال بررسی است

مزیت: هم‌افزایی با اکوسیستم‌های مختلف و امکان کاهش بار زنجیره‌های اصلی

نقش Celestia در آینده مقیاس‌پذیری بلاکچین

تا چند سال پیش، تصور این‌که بتوان یک بلاکچین را به اجزای تخصصی تجزیه کرد و هر بخش را مستقل توسعه داد، ایده‌ای بلندپروازانه به نظر می‌رسید. اما Celestia با معرفی معماری ماژولار و تمرکز بر لایه «در دسترس‌پذیری داده» نه‌تنها این ایده را ممکن کرد، بلکه راه را برای یک نسل جدید از بلاکچین‌ها هموار ساخت. حالا سؤال اصلی این است: آیا Celestia نقشی بنیادین در آینده بلاکچین ایفا خواهد کرد؟

حرکت از یکپارچگی به ماژولار بودن

تجربه صنعت بلاکچین در سال‌های اخیر نشان داده که راه‌حل‌های یکپارچه (مانند زنجیره‌های سنتی) در مواجهه با افزایش تقاضا و تنوع نیازها، به‌سختی پاسخ‌گو هستند. Celestia با فراهم کردن یک زیرساخت منعطف، مدل جدیدی از توسعه بلاکچین را امکان‌پذیر کرده است:

• بلاکچین‌هایی که فقط لایه اجرای خود را تعریف می‌کنند

• Rollupهایی که با انتخاب آزادانه DA Layer، امنیت اشتراکی دارند

• توسعه‌دهندگانی که دیگر نیاز ندارند تمام زیرساخت بلاکچین را از صفر بسازند

 این یعنی آینده بلاکچین‌ها، به‌جای «یک زنجیره برای همه‌چیز»، مجموعه‌ای از لایه‌های تخصصی و قابل ترکیب خواهد بود.

روند رو‌به‌رشد اکوسیستم Celestia

از زمان راه‌اندازی شبکه اصلی Celestia در اواخر ۲۰۲۳، ده‌ها پروژه در حال ساخت Rollup و App Chain بر پایه این زیرساخت هستند. ابزارهای توسعه مانند Rollkit و همکاری با پروژه‌هایی نظیر Eclipse و dYmension، نشان‌دهنده استقبال واقعی بازار از مدل ماژولار است.

این روند نشان می‌دهد که Celestia به یک لایه پایه (Base Layer) برای نسل بعدی Web3 تبدیل می‌شود؛ چیزی شبیه به آنچه Ethereum برای قراردادهای هوشمند بود، ولی این‌بار برای داده‌ها.

افق آینده: ترکیب Celestia با ZK، L2 و دیگر بلاکچین‌ها

در آینده، ترکیب Celestia با تکنولوژی‌های دیگر (مانند ZK-Rollupها، حریم خصوصی پیشرفته، و شبکه‌های چندزنجیره‌ای) می‌تواند قابلیت‌هایی بی‌سابقه ایجاد کند:

• Rollupهایی با امنیت بالا، اجرای سریع، و هزینه‌ی پایین

• اپلیکیشن‌هایی با توان عملیاتی بالا بدون نیاز به Sacrifice در تمرکززدایی

• معماری‌هایی با حداقل اعتماد و حداکثر شفافیت

Celestia نه فقط یک پروژه DA، بلکه یک زیربنا برای تحول معماری کل فضای بلاکچین است.

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

مقیاس‌پذیری، امنیت و تمرکززدایی سه‌ضلعی پیچیده‌ای در معماری بلاکچین هستند که رسیدن به تعادل میان آن‌ها همیشه چالش‌برانگیز بوده است. Celestia با معماری ماژولار و تمرکز بر لایه «در دسترس‌پذیری داده»، مسیر جدیدی برای حل این معادله باز کرده است.

در دنیایی که بلاکچین‌ها قرار است میلیون‌ها کاربر و هزاران اپلیکیشن غیرمتمرکز را پشتیبانی کنند، دیگر نمی‌توان با مدل‌های یکپارچه و متمرکز پیش رفت. Celestia نشان داده که با جداسازی هوشمند وظایف، می‌توان هم سرعت را افزایش داد، هم هزینه را کاهش داد و هم امنیت و تمرکززدایی را حفظ کرد.

اگر آینده Web3 بر پایه زیرساخت‌های باز، قابل ترکیب و مقیاس‌پذیر بنا می‌شود، Celestia به‌عنوان یک لایه بنیادین، جایگاه ویژه‌ای در این آینده خواهد داشت.

چه برای توسعه‌دهندگان، چه برای معماران بلاکچین، و حتی برای سرمایه‌گذاران در فضای رمزارز، شناخت Celestia و معماری ماژولار، دیگر یک انتخاب نیست — بلکه یک ضرورت است.