Starkware：构建零知识扩展解决方案
概 述
Starkware 是一家零知识公司，专注于构建基于零知识的汇总解决方案以扩展以太坊。他们的第一款产品Starkex于 2020 年推出，并于2021 年 11 月发布了具有更多功能的Starknet 。
Starkex是一个独立的 Zk-rollup SaaS 产品，通过智能合约为交易 ( DyDx )、NFT ( Immutable、Sorare ) 和 Defi ( DiversiFi )等某些应用程序提供特定用例。Starkent是 zk-rollup 的下一个迭代——与 Starknet 不同，它是一个无需许可、去中心化且完全可组合的网络。可组合性是指应用程序相互连接、协调和构建的能力。
Starkware
技 术
Starkware 建立了一种新技术，可以将数千个交易压缩成一个名为STARK（可扩展的透明知识论证）的有效性证明，并提交给以太坊 L1。与 SNARK 相比，STARK 主要有两个主要优势（ZkSync、Hermez 等在 ZK-Rollups 中使用）：
1) 它不需要初始的受信任设置
2) 比 SNARK 更快的计算时间。由于需要更少的计算，它可以将以太坊的可扩展性提高几个数量级
STARK Vs SNARK
架 构
Starkware 堆栈由主要功能组成，主要是Shared Prover (SHARP)和Verifier (Existing on L1)。SHARP 将来自不同 Dapp 的多个交易捆绑在一起并生成一个证明。然后它与 L1 上的验证者共享证明。这节省了成本，因为计算在不同的应用程序之间共享。验证者检查 SHARP 证明是否有效。如果是这样，那么它们将在事实注册表中共享。该应用程序可以与 Starkex 接口或直接与 SHARP（Starknet 应用程序）接口。
Starkware: Architecture
StarkNet 的 L2 节点（排序器）将执行每笔交易并定期将状态更新到以太坊主网。需要注意的是，StarkNet 交易的最终确定性与 L1 相关联，这意味着 L2 节点必须同时验证 StarkNet 和以太坊。StarkNet 向以太坊主网引入了一种涉及检查点的解决方案，使其能够非常快速地在汇总方面实现有效的最终确定性。因此，所有 L2 节点都包含一个 L1 全节点。
此外，由于状态转换是由定序器“STARK-approved”的，因此在以太坊主网上接受欺诈交易在密码学上是不可能的。这消除了 OR 中存在的任何“挑战”期的需要。重建完整 StarkNet 状态所需的所有数据都在链上发布。
数据可用性
Starknet 使用Validium机制来实现数据可用性。它几乎与 ZK-rollup 相同，只是它将数据保持在链外，而 ZK-rollup 和 Optimism Rollup (OR's) 将数据保持在链上。Validium 仅在 L1 上发布有效性证明，同时将数据保持在链外。这使 Validium 能够实现更高的吞吐量，并降低每笔交易的成本。
在链下存储数据的权衡是它需要对第三方的信任，这可能会阻止用户访问他们的余额。Starkware 旨在通过数据可用性委员会 (DAC) 来解决这个问题，该委员会由 8 名独立成员组成，他们拥有交易副本。他们还需要通过随时提供这些数据来维护这些数据。如果运营商阻止用户访问他们的资金，委员会成员可以覆盖他们以确认他们的请求是否有效。
Starkware 还计划实施一种Volition机制，用户可以在该机制中选择是否需要在链上发送数据。即使对于单个事务，它也将数据可用性决策从应用程序级别转移到用户级别。如果用户想要在链上发送一个包含所有数据的高价值 NFT，他们可以支付额外的费用将其移动到链上。这将通过 Immutable 和 Sorare 实现。
数据可用性
Cairo编程语言
新技术带来新要求。Cairo是专为 STARK 构建的图灵完备的编程语言。它在性能和可扩展性方面更好，但非常新。许多开发人员不熟悉它，这使得现有应用程序很难迁移到 Starkent。Warp是Nethermind的开发者，是一个 EVM 到 Cairo 的转译器。Warp 允许 Solidity 合约无缝转换为 Cairo。
Cairo 语言的一个突破是它只允许一个验证者使用单一证明来确认许多不同程序执行的完整性。这具有在不同的 dApp 之间分配成本的效果。
Starknet Vs OR's
与 OR 的 7 天窗口相比，Starkent 不仅具有更快的退出窗口，而且具有潜在的架构差异。Starknet 使用“无状态”，您只需将整个状态的状态根存储在 L1 上，用户需要提供 Merkle 证明来访问特定的状态项。OR 遵循“有状态”解决方案，其中每个状态项都记录在链上。这会导致更大的状态膨胀，并且可能在未来被采用时无法很好地扩展。
从唯一的可扩展性角度来看，ZK-Rollups 比 OR 的性能更高，因为它们更有效地压缩数据，这意味着它们在提交到 L1 时具有更小的“批量大小”。OR 将每笔交易的数据发布到以太坊 L1，Starkex 的实现，如 dYdX，只发布到以太坊 L1 以反映每个账户余额。由于这种方法，dYdX 与 L1 的交互只有 Optimism 的 20% 左右，相当于减少了大约 90% 的费用。
生态系统
Starkware 生态系统正在增长。通过在 Starknet 上的无许可部署，许多开发人员表现出了兴趣。Starkex 凭借其开放的生态系统和广泛的文档，使开发人员可以轻松实施。在 Starknet 上可以进行Defi 池化。它允许用户存在于 L2 上，而 DeFI 则保留在它诞生的 L1 上，并且正在构建许多令人兴奋的东西。它带来了代表来自 L2 的大量买家的单个 L1 交易，然后带着收益返回 L2 进行分配。Starkent 上启动了许多游戏和 NFT 项目。
Starkware 生态系统
Starknet 将遵循与 Optimism (OR) 类似的路径：在早期使用单个排序器和有限的 dApp 白名单启动网络，以控制启动并限制任何风险。最终，Starkware 希望将生态系统发展成为 Starknet “宇宙”，同时也分散网络、节点和基础设施。多个 L3 将骑在 L2 之上。此外，可以在 L3 的基础上构建额外的层（L4 等）以用于分形分层解决方案。
分层生态系统
结 论
Starknet 似乎解决了区块链三难：可扩展性、去中心化和安全；三个同时。它展示了使用 Zk-rollups 扩展以太坊的广阔前景。以太坊已经拥抱了一个以汇总为中心的未来，用户在 L2 上进行交易，L1 充当结算层。EIP-4488 将进一步降低汇总的交易成本。有很多支持的 Starknet 似乎是一个强大的 L2 未来竞争者，但在目前的状态下，它以 starkware 作为唯一的证明者集中。由于 Cairo 是一种在开发人员中不太流行的新语言，Starkware 可以吸引多少人才库需要观察。使用 Valadium，您必须信任 L2 的数据可用性。尽管存在这些挑战，Starkware 已经展示了如何使用 STARKS 来提供有效的解决方案来扩展以太坊。
资源
https://docs.starkware.co/starkex-v4/
https://medium.com/starkware/fractal-scaling-from-l2-to-l3-7fe238ecfb4f
https://mirror.xyz/0x3D5FE39342e661776bb5273521F52E99B624288c/NFOsWYCb2eVk612VSnrrCsoKcwI_EMObp_q9uNKa4uA
https://docs.starknet.io/docs/Intro
【免责声明】市场有风险，投资需谨慎。本文不构成投资建议，用户应考虑本文中的任何意见、观点或结论是否符合其特定状况。据此投资，责任自负。
更多ZK信息
长按加入“zkpDAO”社群
微信公众号：zklog
twitter账号：@ZKLog