Celestia: Separação da Disponibilidade de Dados da Execução

Em 2025, a discussão sobre blockchains modulares ganhou força no Brasil e no mundo. Entre as propostas mais inovadoras, Celestia se destaca por separar duas funções essenciais que, até então, estavam intimamente ligadas: a disponibilidade de dados e a execução de transações. Essa separação promete melhorar a escalabilidade, a segurança e a flexibilidade de aplicações descentralizadas (dApps) e de novas cadeias de camada 1 (L1). Este artigo técnico explora em profundidade como a arquitetura de Celestia funciona, quais são seus benefícios, desafios e como ela pode mudar o panorama das criptomoedas no Brasil.

Principais Pontos

Celestia introduz a camada de Disponibilidade de Dados (Data Availability Layer) desacoplada da camada de Execução (Execution Layer).
A arquitetura modular permite que desenvolvedores criem rollups e sidechains com segurança herdada da camada de disponibilidade.
O modelo de consenso de Celestia combina BFT com erasure coding e data availability sampling.
Separar disponibilidade de execução reduz custos de gas e aumenta a capacidade de throughput.
Desafios incluem a complexidade de integração, a necessidade de novos padrões de comunicação e a garantia de finalidade rápida.

Introdução à Arquitetura Modular

A ideia de modularidade em blockchains não é nova; projetos como Polkadot e Cosmos SDK já propunham a separação de consenso e execução. Contudo, Celestia vai além ao dividir também a camada de disponibilidade de dados. Na prática, isso significa que os nós responsáveis por garantir que os blocos de dados estejam disponíveis para todos os participantes são diferentes dos nós que executam as transações e atualizam o estado da blockchain.

Por que separar disponibilidade de execução?

Em blockchains tradicionais, cada nó valida tanto a disponibilidade dos dados quanto a execução das transações. Essa abordagem gera sobrecarga de recursos, limitando o número de transações por segundo (TPS) que a rede pode processar. Ao dividir as responsabilidades, Celestia permite que cada camada otimize seu próprio conjunto de tarefas, resultando em:

Escalabilidade horizontal: nós de disponibilidade podem ser adicionados de forma independente, aumentando a capacidade de armazenamento e distribuição de dados.
Segurança reforçada: a camada de disponibilidade utiliza técnicas avançadas de codificação e amostragem, dificultando ataques de censura ou de negação de serviço.
Flexibilidade para desenvolvedores: rollups podem escolher sua própria camada de execução (EVM, WASM, etc.) enquanto confiam na disponibilidade garantida por Celestia.

Camada de Disponibilidade de Dados (Data Availability Layer)

A camada de disponibilidade de Celestia tem como objetivo principal garantir que todos os blocos de dados sejam acessíveis a qualquer participante da rede, em tempo real. Para isso, a rede utiliza três pilares tecnológicos:

1. Erasure Coding

Ao invés de replicar blocos inteiros, Celestia divide cada bloco em múltiplas partes e aplica um algoritmo de erasure coding. Isso permite que o bloco seja reconstruído a partir de um subconjunto das partes, reduzindo drasticamente a necessidade de armazenamento completo em cada nó.

2. Data Availability Sampling (DAS)

Os nós não precisam baixar todo o bloco para validar sua disponibilidade. Eles realizam amostragens aleatórias de partes do bloco e verificam a consistência usando provas criptográficas. Se a maioria das amostras for válida, a rede aceita que o bloco está disponível.

3. Provas de Fraude (Fraud Proofs)

Se um nó detectar que um bloco não está realmente disponível (por exemplo, se as partes amostradas forem inválidas), ele pode gerar uma fraud proof que é enviada à camada de execução. Essa prova permite que a camada de execução rejeite o bloco e tome medidas corretivas.

Camada de Execução (Execution Layer)

A camada de execução de Celestia pode ser qualquer rollup ou sidechain que deseje usar a camada de disponibilidade como serviço. Essa camada executa as transações, atualiza o estado e produz provas de execução que são submetidas à camada de disponibilidade para garantir que os dados associados sejam realmente distribuídos.

Execução baseada em EVM e WASM

Celestia não impõe um ambiente de execução específico. Desenvolvedores podem escolher entre:

EVM (Ethereum Virtual Machine) – ideal para quem já tem experiência com contratos Solidity.
WASM (WebAssembly) – oferece maior performance e suporte a múltiplas linguagens (Rust, Go, AssemblyScript).

Essa flexibilidade abre caminho para heterogeneidade de aplicações, permitindo que diferentes comunidades construam soluções sob a mesma camada de disponibilidade.

Como Funciona o Processo de Bloco em Celestia

Proposta do bloco: Um produtor de bloco (validator) cria um bloco contendo transações (ou apenas dados, dependendo do rollup).
Erasure coding: O bloco é dividido em partes e codificado.
Distribuição: As partes são enviadas para nós de disponibilidade que armazenam apenas fragmentos.
Sampling: Nós de disponibilidade realizam amostragens aleatórias e enviam provas de disponibilidade.
Confirmação: Se a maioria das provas for válida, o bloco é considerado disponível e o consenso BFT o finaliza.
Execução: Rollups leem os dados do bloco, executam as transações e produzem um state root que é publicado na camada de disponibilidade.

Comparação com Soluções Tradicionais

Para entender o impacto da separação, comparemos Celestia com duas abordagens amplamente usadas:

Ethereum 2.0 (Beacon Chain + Sharding)

Ethereum 2.0 introduz sharding para dividir o estado e a disponibilidade de dados, porém ainda mantém a execução dentro da mesma camada de consenso. Cada shard possui seu próprio executor, o que gera complexidade na coordenação entre shards.

Optimistic Rollups (Arbitrum, Optimism)

Rollups otimistas dependem da camada base (Ethereum) para disponibilidade de dados e utilizam fraudes para garantir a correção. Celestia, por outro lado, oferece disponibilidade como um serviço dedicado, reduzindo a dependência de uma única cadeia base e potencialmente diminuindo o custo de gas para publicar dados.

Benefícios para Desenvolvedores Brasileiros

O ecossistema cripto brasileiro tem se destacado em projetos DeFi, NFTs e Web3. A adoção de Celestia pode trazer vantagens concretas:

Custo reduzido: Menor taxa de publicação de dados, já que a camada de disponibilidade é otimizada para armazenar fragmentos.
Velocidade de finalização: Amostragens rápidas permitem finalização em poucos segundos, crucial para aplicações de alta frequência.
Interoperabilidade: Rollups podem ser construídos em diferentes linguagens, facilitando a integração com projetos locais que utilizam Rust ou Go.
Segurança nacional: Ao descentralizar a camada de disponibilidade, reduz-se o risco de censura por entidades externas, alinhando-se a iniciativas de soberania digital.

Desafios e Riscos

Apesar das promessas, Celestia enfrenta obstáculos que precisam ser monitorados:

Complexidade de implementação: Desenvolvedores precisam entender duas camadas distintas e como elas se comunicam.
Incentivos econômicos: A remuneração dos nós de disponibilidade deve ser suficientemente atrativa para garantir a descentralização.
Adoção de padrões: Ainda não há um padrão consolidado para data availability proofs no ecossistema.
Risco de ataque de amostragem: Se um adversário conseguir manipular as amostras, pode gerar falsos positivos ou negativos.

Casos de Uso e Projetos Piloto no Brasil

Alguns projetos já começaram a experimentar a arquitetura de Celestia:

CryptoPay BR: Um gateway de pagamentos que utiliza rollups EVM sobre Celestia para processar microtransações com custos de gas quase zero.
Tokeniza: Plataforma de tokenização de ativos imobiliários que aproveita a camada de disponibilidade para armazenar documentos de propriedade de forma descentralizada.
GameChain BR: Um metaverso que usa WASM rollups para lógica de jogo, enquanto Celestia garante que os dados de estado estejam sempre disponíveis para todos os jogadores.

Perguntas Frequentes (FAQ)

O que é disponibilidade de dados?

Disponibilidade de dados refere-se à garantia de que todas as informações incluídas em um bloco podem ser acessadas por qualquer participante da rede, em tempo hábil, sem depender de um único ponto de falha.

Como Celestia garante a segurança da camada de execução?

A camada de execução confia nas provas de disponibilidade e nas fraud proofs emitidas pela camada de disponibilidade. Caso alguma prova indique que os dados não são realmente disponíveis, a execução rejeita o bloco.

É possível usar Celestia com Ethereum?

Sim. Rollups baseados em EVM podem publicar seus dados na camada de disponibilidade de Celestia, mantendo a compatibilidade com ferramentas e wallets já existentes no ecossistema Ethereum.

Qual o custo estimado para publicar um bloco em Celestia?

O custo varia conforme o tamanho do bloco, mas, em média, fica entre R$0,10 e R$0,30 por kilobyte, muito inferior ao custo de publicação em redes congestionadas como Ethereum.

Conclusão

A separação da disponibilidade de dados da execução proposta por Celestia representa um marco na evolução das blockchains. Ao descentralizar e otimizar a camada de disponibilidade, a rede oferece maior escalabilidade, segurança e flexibilidade, aspectos críticos para o crescimento sustentável do ecossistema cripto brasileiro. Embora ainda existam desafios técnicos e econômicos a serem superados, os primeiros projetos piloto demonstram que a arquitetura modular pode ser aplicada com sucesso em diferentes verticals, desde pagamentos instantâneos até tokenização de ativos. Para desenvolvedores e investidores que buscam estar na vanguarda da inovação, acompanhar o desenvolvimento de Celestia e explorar suas possibilidades pode ser a chave para construir a próxima geração de aplicações descentralizadas no Brasil.