STA:深度解析StarkWare：欲構建ZK「宇宙」？_STARK

原文作者：hiteshmahajan

原文編譯：ChinaDeFi

StarkWare是一家ZK公司，專注于為以太坊規模化構建基于ZK的rollup解決方案。他們的第一款產品StarkEx于2020年推出，并于2021年11月發布了具有更多功能的StarkNet。

StarkEx是一個獨立的ZK-rollupSaaS產品，通過智能合約為某些應用提供特定的用例，如交易(dYdX)、NFT(ImmutableX,Sorare)和DeFi(DiversiFi)。StarkNet是下一個迭代，是一個無需權限、去中心化和完全可組合的網絡。可組合性指的是應用程序相互連接、協調和構建在彼此之上的能力。

技術

StarkWare構建了一個新技術，將數千筆交易壓縮成一個名為STARK的單一有效性證明，并提交給以太坊L1。與SNARK相比，STARK主要有兩個優勢：

國務院辦公廳：推動區塊鏈等技術與醫療服務深度融合:國務院辦公廳發布關于推動公立醫院高質量發展的意見，其中指出推動區塊鏈等新一代信息技術與醫療服務深度融合，建立健全分級分層分流的重大疫情救治體系。推進電子病歷、智慧服務、智慧管理「三位一體」智慧醫院建設和醫院信息標準化建設。大力發展遠程醫療和互聯網診療。推動手術機器人等智能醫療設備和智能輔助診療系統的研發與應用。建立藥品追溯制度，探索公立醫院處方信息與藥品零售消費信息互聯互通。（中國政府網）[2021/6/7 23:17:29]

它不需要初始信任設置。

有比SNARK更快的計算時間。由于所需的計算量更少，它可以將以太坊的可擴展性提高幾個數量級。

體系結構

StarkWare堆棧主要由共享證明者(SHARP)和驗證者(存在于L1上)組成。SHARP捆綁了來自不同dapp的多個交易，并生成一個證明。然后它與L1上的驗證者共享證明。這節省了成本，因為計算是在不同的應用程序之間共享的。驗證者檢查SHARP證明是否有效。如果是有效，那么它們將在FactRegistry共享。該應用程序可以與StarkEx接口或直接與SHARP(StarkNet應用程序)連接。

長沙高新區與深圳今日人才將依托區塊鏈等促進人才和產業深度融合:9月3日下午，長沙高新區與深圳今日人才信息科技有限公司（簡稱“今日人才”）舉行簽約儀式，標志著今日人才華中區總部正式落戶長沙高新區。根據簽約協議，雙方將依托區塊鏈、大數據、人工智能等技術促進人才和產業的深度融合，搭建人才與崗位智能匹配的“人才滴滴平臺”，革新傳統人力資源服務模式的瓶頸，為長沙高新區乃至長沙市人力資源服務升級提供技術支撐。（長沙晚報）[2020/9/4]

StarkNet的L2節點(序列器)將執行每一筆交易，并定期向以太坊主網更新狀態。需要注意的是，StarkNet的交易最終性與L1綁定，這意味著L2節點必須同時驗證StarkNet和以太坊。StarkNet引入了一個涉及到以太坊主網檢查點的解決方案，使其能夠非常快速地在rollup端實現有效的終結。因此，所有L2節點都包含一個L1完整節點。

聲音 | 深圳市委書記：深圳將加快區塊鏈等技術深度應用，推動技術融合、業務融合、數據融合:據人民網深圳報道，12月1日，深圳建設中國特色社會主義先行示范區“數字政府”高級別研討會舉行。深圳市委書記王偉中致辭表示，深圳將切實發揮建設粵港澳大灣區和支持深圳建設中國特色社會主義先行示范區“雙區”利好疊加優勢，對標最高最好最優，率先探索完善數據管理和安全保護機制，加快大數據、人工智能、5G、區塊鏈等先進技術深度應用，推動技術融合、業務融合、數據融合，實現跨層級、跨地域、跨系統、跨部門、跨業務的協同管理和服務，打開數字世界新空間，增強數字經濟新動能，拓展數字生活新內涵，努力建設具有世界一流水平的新型智慧城市標桿市，用數據為國家治理體系和治理能力現代化賦能，更好滿足人民對美好生活的向往,為建設網絡強國、數字中國、智慧社會作出新的更大貢獻。[2019/12/2]

此外，由于狀態轉換是由序列器「STARK-approved」的，從加密的角度來說，欺詐交易不可能在以太坊主網上被接受。這消除了存在于OR中的「挑戰」周期的必要性。所有重建StarkNet狀態所需的完整數據都發布在鏈上。

聲音 | 杭州網：圍繞“數字經濟”與制造業深度融合 余杭區致力抓好區塊鏈等新產業:杭州網發文稱，圍繞“數字經濟”與制造業深度融合，余杭區抓好A（人工智能）B（區塊鏈）C（云計算）D（大數據）為方向的新產業新業態重點產業，抓好菜鳥網絡總部、字節跳動、求是半導體等重點項目，抓好中國（杭州）人工智能小鎮、中國（杭州）5G創新園等重點平臺。[2019/6/13]

數據可用性

StarkNet使用Validium機制來實現數據可用性。它與ZK-rollup幾乎相同，只是它保持數據在鏈下，而ZK-rollup和OptimisticRollup(OR)保持數據在鏈上。Validium只在L1上發布有效性證明，同時保持數據在鏈下。這使得Validium能夠實現相當高的吞吐量，并降低每個交易的成本。

聲音 | 陳宗建：利用區塊鏈等技術和實體經濟的深度融合:據中國金融商報網3月10日報道，新經濟專家陳宗建在接受美國華文新銳媒體《中美創新時報》灣區經濟專題訪談時表示，相比較粵港澳大灣區和杭州灣大灣區，數字自貿區將是渤海大灣區最大的亮點。他認為，數字自貿區建設尤其是先行示范區的建設一定要以若干科技手段、市場機制、政策機制和法律機制等創新舉措作為推進手段。要以數字科技手段推進數字自貿區建設，充分運用大數據、云計算、物聯網、人工智能、區塊鏈等技術和實體經濟的深度融合。[2019/3/10]

在鏈下存儲數據的代價是，它需要對第三方的信任，這可能會阻止用戶訪問他們的余額。StarkWare的目標是通過數據可用性委員會(DAC)解決這個問題，該委員會由8個獨立成員組成，他們擁有交易的副本。他們還需要通過使數據在任何時候都可用來維護這些數據。如果運營者阻止用戶使用他們的資金，委員會成員將確認他們的請求是否有效。

StarkWare還計劃實施一種Volition機制，用戶可以選擇是否需要在鏈上發送數據。它將數據可用性的決策從應用程序級別轉移到用戶級別，甚至對于單個交易也是如此。如果用戶想要在鏈上發送一個包含所有數據的高價值NFT，他們可以支付額外的成本來將其轉移到鏈上。這將通過ImmutableX和Sorare來實現。

Cairo編程語言

新技術帶來新要求。Cairo是專門為STARK構建的一種圖靈完備的編程語言。它在性能和可擴展性方面更好，但這是非常新的。許多開發人員不熟悉它，這使得現有的應用程序很難遷移到StarkNet上。由Nethermind開發的Warp是Cairotranspiler的EVM。Warp允許將Solidity合約無縫轉換為Cairo。

Cairo語言的一個突破在于，它只允許一個驗證者使用一個證明來確認許多不同程序執行的完整性。

StarkNetVsOR

與OR的7天等待時間相比，StarkNet不僅有更快的提款窗口，而且底層架構也有所不同。StarkNet使用的是「無狀態」，你只需要在L1上存儲整個狀態的狀態根，用戶需要提供Merkle證明來訪問特定的狀態項。OR遵循一個「有狀態」的解決方案，其中每個狀態項都被記錄在鏈上。這將導致更大的狀態膨脹，并可能在未來被采用時會被證明不能很好地擴展。

就從可擴展性的角度來看，ZK-rollup比OR的性能更高，因為它們更有效地壓縮數據，這意味著提交給L1時，它們的「批次大小」更小。OR的每筆交易都將數據發布到以太坊L1上，StarkEx只發布到以太坊L1以反映每個賬戶余額。由于這種方法，dYdX與L1的交互僅為Optimism的20%，相當于大約減少了90%的費用。

生態系統

StarkWare生態系統正在成長。隨著在StarkNet上部署無需許可，許多開發者都表現出了興趣。StarkEx的開放生態系統和豐富的文檔使開發人員很容易實現它。在StarkNet上進行DeFiPooling是可能的。它允許用戶在L2上存在，而DeFI仍然在它誕生的L1上，許多令人興奮的東西正在被構建。StarkNet上已經出現了許多游戲和NFT游戲項目。

StarkNet將遵循與Optimism類似的路線：用一個序列器和有限的dapp白名單盡早啟動網絡，以控制啟動和限制風險。最終，StarkWare希望將生態系統發展成一個StarkNet「宇宙」，同時還將網絡、節點和基礎設施去中心化。多個L3會在L2之上。此外，額外的層(L4等)可以建立在L3上的分形分層解決方案。

結論

StarkNet似乎解決了區塊鏈的三難困境：可擴展性、去中心化和安全；三者可同時發生。它展示了使用ZK-rollup擴展以太坊的前景。以太坊已經擁抱了一個以rollup為中心的未來，用戶在L2上交易，L1作為結算層。EIP-4488將進一步降低rollup的交易成本。擁有大量支持的StarkNet似乎是一個強大的L2未來競爭者，由于Cairo是一種不太受開發者歡迎的新語言，StarkWare能吸引多少人才還有待觀察。對于Validium，我們必須信任L2的數據可用性。盡管存在這些挑戰，StarkWare已經展示了如何使用STARK提供有效的解決方案來擴展以太坊。這是一個值得期待的項目。

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