STARK:Rollup之爭：Starkware概覽_STAR

在目前，以太坊的發展趨勢正越來越傾向于模塊化區塊鏈。

在模塊化區塊鏈的架構下，以太坊上的交易計算和執行不再由主網來操作，這部分工作轉移到鏈下的Layer 2上來完成，這種方案減輕了主網的負擔，大大擴展了以太坊的性能。

未來以太坊主網只承擔完成共識和數據可用性的工作，而承擔了所有計算執行的 Layer 2 將變為一個類似云計算服務商的角色，正如現在的亞馬遜云和阿里云等。

Rollup

在 layer 2 的擴容方案中，被認為最有前景的就是 Rollup。

Rollup 在以太坊鏈下完成交易的驗證和計算，并把它們打包壓縮后連同交易更新后新的狀態根（State root）傳回主網，從而減少對主網空間的占用。

Rollup 中又有兩種實現方案，分別是 Optimistic Rollup 和 zk-Rollup 。其中：

Optimistic Rollup 采用欺詐證明（Fraud proof），首先假設上傳到主鏈所有交易都是合法的，并設置挑戰期，允許驗證者提出證明來挑戰有問題的交易，一旦證實有欺詐行為發生，就對欺詐者進行懲罰，對挑戰者進行獎勵。

StarkEx服務把這些交易打包執行后把包裹發送給SHARP（Shared prover，共享的證明服務），這個過程中的執行是由Cairo語言編寫的程序完成的，值得一提的是，StarkWare通過Cairo這一圖靈完備的語言，將所有智能合約的計算結果轉化成了可證明的多項式方程，由此讓智能合約與有效性證明兼容；

SHARP 是一個基于 Stark 的證明系統，由它來生成能證明這個批次交易有效性的證明；

SHARP 把 Stark 證明發給部署在 Layer 1 上的 Verifier，由 Verifier 來完成驗證；

zkSync官方錢包整合Orbiter Finance跨rollup橋:2月15日消息，以太坊 Layer2 擴展方案 zkSync 宣布其官方的 zkSync v1 錢包已經整合 Orbiter Finance 的去中心化跨 rollup 橋，用戶可以從以太坊主網、Polygon 和 Arbitrum 上以較低低成本轉入資產。[2022/2/15 9:52:51]

StarkEx Service 會發送一個鏈上狀態更新交易給Layer 1上部署的StarkNet智能合約，這個智能合約只會在 Verifier 完成了證明之后才會接受這個新的狀態變更。

產品

Starkware 目前有兩款產品，分別是：

為應用提供定制化的 ToB 服務，運行在StarkEx上的應用可以自定義他們的業務邏輯。StarkEx服務于Defi和游戲等應用，能加快交易速度，降低交易費用，還可以通過ZK-Rollup 或 Validium 兩種方案來實現數據可用性。

StarkNet 是一個無需許可的去中心化、抗審查的通用 layer 2 網絡，任何用戶和開發者都可以在上面部署使用Cario語言編寫的智能合約。

這兩種產品分別對應了兩種不同的商業模式，前者為應用提供定制化服務并出售，而后者則提供無許可的通用服務然后收取網絡上的交易費或者作為節點在交易費用優先的原則下抽取MEV。

StarkWare 聯合創始人 Eli Sabasson 曾做過一個比喻，將 StarkEx 和 StarkNet 的分別比作為計算機和云，購買 StarkEx 就像擁有自己的定制化計算機，每個客戶都擁有自己的擴容計算機。而 StarkNet 提供的是網絡，是通用服務，所有人都可以支付費用并使用。

StarkNet 的工作過程如下圖所示。它與 StarkEx 的最大區別是在 StarkNet 中由 Sequencer取代了 StarkEx Service 來承擔驗證交易有效性、打包交易、調用Cairo程序執行的工作，而SHARP 所承擔的生成證明的工作，在 StarkNet 中由 Prover 負責。目前，Sequencer和Prover都由StarkWare官方團隊來指定，這就帶來了中心化的質疑。

路印COO Jay：路印將AMM交易模式帶到了zkRollup二層:據官方消息，幣贏CoinW《共識52》第十一期《ETH2.0的擴容之路——Layer2能否突破DeFi的局限?》主題AMA中,路印COO Jay講到:DeFI其實就在把現實金融世界里面的各種場景在區塊鏈世界里面再造出來，比如?Compound 就對應傳統銀行借貸，MakerDAO 有點像央行鑄幣，各種?DEX 實現的是交易需求。一個很明顯的趨勢就是DeFI項目都在往二層遷移，就是因為以太坊主網實在太擁堵了，而路印協議絕對是二層解決方案中的派頭兵，Loopring 是世界上首個基于?zkRollup 的DEX，也是世界上首個基于zkRollup 的AMM, 并且已在以太坊主網上平穩運行快1年左右的時間了。

路印再次創造了歷史，將AMM這種交易模式帶到了zkRollup二層。路印的新技術甚至可以把一個訂單拆解到AMM和訂單本做局部成交，用以尋找到最有的成交價。這將有可能改變交易所的競爭格局, 我們期待AMM和掛單交易的結合能給用戶嶄新的體驗。[2020/12/3 23:01:03]

Roadmap

StarkNet曾經在他們的博客中發布過一張路線圖，并表示他們會逐步實現去中心化。

在設想中，團隊建設 StarkNet 的過程包括了四個階段，分別是：

Step 0--基礎建設

Step 1--Planets：單一操作者、單一app的rollup

Step 2--Constellations：單一操作者、多個app的rollup

Step 3--Universe：去中心化的操作者、多個app的rollup

V神：沒有分片的Rollups仍可將吞吐量提高100倍:V神發推特稱，原始的ETH2路線圖分三個階段：階段0，PoS（即將推出）；階段1，數據分片，而非計算分片；階段2，分片tx處理。但是，該路線圖有一個有趣的現象：分片的應用程序本身需要階段2，但是分片的Rollups僅需要階段1，因為Rollups僅將鏈用于數據，而不用于計算。因此，我們很快就會擁有實現6400倍吞吐量所需的工具。因此，這是“分片之上的Rollups”，也就是說，Rollups已經存在于分片之前，而沒有分片的Rollups仍可將吞吐量提高100倍。[2020/10/5]

在Step 1中，一個 StarkNet 實例上（一個rollup）只運行一個應用，開發者關注于如何在StarkNet這個擴容網絡上實現自己的業務邏輯。

下一步將支持在同一個 StarkNet 實例上運行多個應用，并且這些應用將可以共享同一個全局 Layer 2 狀態。這將實現不同應用程序之間的互操作性，以及由于規模經濟的提高而降低的gas成本。在這個階段，StarkNet 將成為一個功能齊全的框架，在以太坊之上運行具有任意業務邏輯的多個應用程序，每個實例由單個操作者運行。從用戶的角度來看，StarkNet 用起來和以太坊很像，只是可擴展性更好。

最后一個階段是 StarkNet 對操作者進行去中心化的階段。在這個階段中，團隊主要做兩件事：（1）使用rollup來實現更好的共識機制以及（2）利用經濟模型來對貢獻者和操作者進行激勵，吸引更多參與者來實現網絡的去中心化。

Cairo（CPU Algebraic Intermediate Representation，CPU代數中介碼）是Starkware用來為一般計算生成STARK證明的圖靈完備的編程語言。應用開發者可以用 Cairo 定義任何的業務邏輯并完成鏈下證明和鏈上驗證，而無需手動生成復雜的電路或AIR（代數中介碼）。

通過 Cario 編程語言，任何計算命題都可以進行快速、安全的編碼證明。一個由 Cario 寫成的應用程序可以證明其對應的執行邏輯，而一個 Cario 應用程序也可以集成多個 Cario 應用程序，形成 SHARP。

V神：ERC20項目應積極研究ZK-Rollup L2擴容解決方案:金色財經報道，Education Ecosystem今日發推稱，過去幾周，以太坊gas價格高昂，每筆交易價格為0.40至0.88美元，這使得ERC20項目無法在以太坊上進行任何微交易支付，這挫敗了使用以太坊網絡進行支付的想法。對此，以太坊創始人V神表示，ERC20項目應該積極研究ZK-Rollup L2擴容解決方案，這些解決方案目前已在主網上運行。[2020/7/10]

SHARP（共享證明器）可以聚合幾個獨立的 Cario 應用程序的交易，并在同一個 STARK 證明中使用。使用 STARK 證明，提出證明所需的時間與執行語句所需的時間大致呈線性關系。驗證證明所需的時間與提出證明的時間則是對數關系。

由于驗證時間遠小于證明時間，就可以實現遞歸驗證：一個Cairo程序可以驗證多筆交易的正確性，同樣也可以編寫一個Cairo程序來驗證多個Stark證明。由于只需要對數時間來實現驗證，這樣的遞歸驗證可以極大程度地減少驗證時間。

Starkware團隊推出了Cairo的通用證明服務(Generic Proof Service，GPS)，開發者可以使用這項服務用Cairo語言構建自己的應用。他們可以把自己包含業務邏輯的Cairo代碼發送給GPS來證明，并在鏈上驗證它們。

由于GPS 支持使用一個證明來斷言不同多個應用程序執行的完整性，從而使這些應用程序能夠分攤證明驗證的 gas 費用。

團隊和融資

Starkware的團隊來自以色列，主要成員是有自希伯來大學和以色列理工背景的計算機科學及密碼學開發者，可以說是零知識證明領域實力最強的團隊。

從Starkware的官網上可以看到，這個團隊目前有成員77人，外加7名學科顧問和5名其他顧問。主要成員包括：

Eli Ben-Sasson：Co-Founder & 首席科學家，希伯來大學理論計算機科學博士學位，長期從事<span data- letter-spacing: 0pt;vertical-align: baseline;">計算完整性、密碼學和零知識證明方面的研究。以色列理工學院計算機專業的教授。Zcash 的創始科學家，zkSNARK、zkSTARK 的發明者。

聲音 | 路透社：BitFunder創始人JonE.Montroll已經被拘捕:美國證券交易委員會（SEC）發布公告指控，加密貨幣交易所BitFunder未經注冊運營、發行虛假證券，并在價值7000萬美元的虛擬貨幣被黑客盜取的事件上誤導SEC以求免責，對此SEC已經向曼哈頓聯邦地區法院提起訴訟。路透社22日報道稱，BitFunder創始人JonE.Montroll已經被拘捕。[2018/12/24]

Uri Kolodny：Co-Founder & CEO，希伯來大學計算機科學學士，是一個商業經驗豐富、善于合作的連續創業者。

Alessandro Chiesa：Co-Founder & 首席科學家，加州大學伯克利分校計算機專業的教授。Zcash 的創始科學家，zk-SNARKs 的聯合發明者，簡潔零知識證明的領先開源庫 libsnark 的核心開發者。

Michael Riabzev：Co-Founder & 首席架構師。以色利理工學院的博士，曾在 Intel、IBM 工作。

Oren Katz：工程副總裁。希伯來大學計算機專業畢業，特拉維夫大學MBA，20 年經驗的資深工程師。

在融資方面，StarkWare 共披露了七輪融資，涉及投資 45 筆，對外披露融資額 2.73 億美元，2022 年，D 輪融資估值 79 億美元，投資人包括Paradigm，Sequoia Capital和Pantera Capital等機構以及Vitalik。

Starkware在今年七月中旬的博客中發布了他們的代幣經濟模型。原本計劃于9月發行其代幣，但是后又發布消息推遲發幣時間，截至本文發布的時間，仍然沒有官宣發幣。

StarkNet 代幣將主要具有 3 個使用場景，分別是支付 StarkNet 網絡費用、質押以參與網絡共識、社區治理投票。

交易費用：目前，StarkNet 中的費用以 ETH 支付。但接下來，該項目預計費用將僅使用原生 StarkNet 代幣支付。為了支持良好的用戶體驗，自動化和去中心化的鏈上機制將允許用戶以 ETH 支付費用。

質押：對 StarkNet 的活躍性和安全性至關重要的某些服務可能需要質押 StarkNet 代幣。這些服務可能包括排序、在達到 L1 最終性之前達成臨時 L2 共識、STARK 證明服務和數據可用性供應。預計這些服務將在 2023 年實現去中心化。

治理：改進 StarkNet 的提案將需要一個最低的代幣持有閾值。對于對 StarkNet 的活躍性、安全性和維護至關重要的協議的所有更改，都需要直接或通過委托進行投票。例如，StarkNet 操作系統的所有重大更新都需要獲得代幣持有者的批準。

StarkNet 代幣初始發行量為 100 億枚，17% ?分配給 StarkWare 投資者，32.9% 分配給核心貢獻者，50.1% 分配給基金會。同時，該代幣具有增發機制，新的鑄造代幣和交易費用的一部分將授予給核心基礎設施開發人員和智能合約開發人員。

分配給基金會的51%具體用途為：

9% ?——生態開發者，使用者和社區。包括在 6 月 1 日前與 StarkEx 有過交互的部分用戶。

9% ?——社區退款（Rebates）——StarkNet 代幣的退款，以部分支付從以太坊加入 StarkNet 的成本。

12%? ——資助用于開發、測試、部署和維護 StarkNet 協議的研究者和工作者。

10% ——戰略儲備，用于資助符合基金會使命的生態系統活動。

2% ?——捐贈給相關領域杰出的的機構和組織，如大學、非政府組織等，由 StarkNet 代幣持有者和基金會決定。

8.1%未分配——以進一步支持 StarkNet 社區，具體方式由社區決定。

考慮到去中心化生態系統的慣例分配和社區的長期利益，給投資者和核心貢獻者的49.9%將有 4 年的鎖定期，并且將會采用 1 年的 Cliff（懸崖期）和線性的方式釋放代幣。

從代幣分配可以看出，StarkNet 代幣獎勵優先考慮核心基礎設施和 dApp 的開發人員，而較少傾向于普通用戶。

運營數據

StarkEx 這個 toB 產品由于推出較早，且Scale as a service 的模式相對成熟，已經積累了一些用戶，如dYdX（目前已出走），Immutable X，rhino.fi，celer 和 Sorare。根據官網顯示的數據，StarkEx上累計的交易金額達到了7320億美元，目前的TVL是4.61億美元。

另一個產品StarkNet，根據 www.starknet-ecosystem.com 網站上的數據，目前生態中大約有100多個應用，其中數量最多的是Defi（45個）、NFT(24個）和基礎設施（18個）。

比較知名的項目中，AAVE 和 Maker 都將部署到StarkNet上，兩天前（10月29日）剛剛官宣了Aave與StarkWare的第一階段跨鏈合作已完成開發。該階段是Aave v2在以太坊上的aToken跨鏈至StarkNet的智能合約基礎設施，允許網絡用戶在StarkNet獲取跨鏈aToken。而早在6月份，Maker已經上線了DAI在主網和StarkNet之間的轉賬。

值得一提的是，此前在 StarkEx 中占據主要TVL的 dYdX 在6月出走，選擇了基于Cosmos SDK的獨立區塊鏈來推出v4版本的產品。這次事件一定程度上影響了投資人對layer 2和Starkware的信心。

從此次出走事件中也可以看出，真正擁有用戶和影響力的應用在選擇底層基礎設施上擁有更多的話語權和主動權，它們并不依賴于某個單一的底層鏈，可以主動選擇其他的底層公鏈，甚至自己搭建符合自己需求的應用鏈。

過去“胖協議瘦應用”的敘事或許會被重新定義。對于各種底層基礎設施的項目來說，如何抓住自己生態中的優質應用，做好留存，也成為了當前需要重新思考的問題，畢竟，要捕獲更多價值就要捕獲更多用戶，而真正與用戶交互的是應用而不是底層，用戶并不關心底層技術實現的原理，只會隨著應用遷移而遷移。

結語

擁有強大技術團隊的Starkware目前正按照他們的規劃逐步開發產品：10月26日，他們官宣了已使用 STARK 證明編程語言 Cairo 寫出編寫完成 ZK-EVM。

同時他們也面臨著一些挑戰，比如zk-STARK 目前技術難度比較高，開發速度慢，開發人員少，這給生態應用的發展和留存帶來了很多困難。dYdX的出走帶走了項目中多數的TVL，暴露出底層基礎設施對上層優質應用綁定能力不足的窘境，也讓人們看到了優質應用在挑選底層鏈時強勢的話語權。

但是由于技術的優越性，長期來說，我們仍然看好zk-rollup和STARK的發展。后期隨著代幣釋放帶來的激勵效果以及網絡逐漸轉向去中心化，Stakware仍將會是Rollup賽道最有力的競爭者之一。

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