作者：ChinaDeFi
原文標題及鏈接： Starkware: Building Zero-Knowledge Scaling Solution
概述
StarkWare是一家ZK公司，專注於為以太坊規模化構建基於ZK的rollup解決方案。他們的第一款產品StarkEx於2020年推出，並於2021年11月發布了具有更多功能的StarkNet。
StarkEx是一個獨立的ZK-rollup SaaS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，並提交給以太坊L1。與SNARK相比，STARK主要有兩個優勢：
它不需要初始信任設置。
有比SNARK更快的計算時間。由於所需的計算量更少，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(存在於L1上)組成。 SHARP捆綁了來自不同dapp的多個交易，並生成一個證明。然後它與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，那麼它們將在Fact Registry 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。
StarkNet的L2節點(序列器)將執行每一筆交易，並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。
此外，由於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。這消除了存在於OR中的“挑戰”週期的必要性。所有重建StarkNet狀態所需的完整數據都發佈在鏈上。
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Optimistic Rollup (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，並降低每個交易的成本。
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餘額。 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，甚至對於單個交易也是如此。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Cairo transpiler的EVM。 Warp允許將Solidity合約無縫轉換為Cairo。
Cairo語言的一個突破在於，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。
StarkNet Vs OR
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，並可能在未來被採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佈到以太坊L1上， StarkEx只發佈到以太坊L1以反映每個賬戶餘額。由於這種方法，dYdX與L1的交互僅為Optimism的20%，相當於大約減少了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DeFi Pooling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上已經出現了許多遊戲和NFT遊戲項目。
StarkNet將遵循與Optimism類似的路線：用一個序列器和有限的dapp白名單儘早啟動網絡，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，由於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。對於Validium，我們必須信任L2的數據可用性。儘管存在這些挑戰，StarkWare已經展示瞭如何使用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。
