ARK:深度解讀StarkNet：技術風險、經濟模型與評論

原文作者：鄭金城，新躍社科大學研究員，全球金融科技學院、Biteye建設者，OceanViews專欄作家；李國權，新躍社科大學教授，新加坡經濟協會副會長，全球金融科技學院主席

原文編輯：Biteye核心貢獻者Crush

Arbitrum空投的財富效應點燃了市場對L2的信心，紛紛布局還未發幣的L2。而?80?億美元高估值的StarkWare自然是備受矚目。

那么?StarkWare?是有什么獨特的技術值得各大機構熱捧？旗下的?StarkNet?想要解決問題？我們將在本文中一一道來。

01?STARKs,StarkEx,StarkNet

1.1STARKs

STARKs是一種可以證明和驗證計算的證明系統，旨在提高以太坊的擴展性。

它允許將大型計算從鏈上轉移到鏈下以降低成本，為計算的正確性生成證明，然后在鏈上進行少量的計算來驗證證明。即驗證者通過在鏈上執行非常少的操作來判斷鏈下完成的計算的完整性。

L2通過?STARKs?技術將多筆交易打包在一起進行數以千計的計算，然后使用單個?STARK?證明在鏈上驗證它們的有效性。

該批次內的所有交易共同分擔鏈上處理的成本，從而在繼承以太坊安全性的前提下降低了?Gas?成本，改善用戶體驗。這模式與共享的士的用戶平攤路費相似。

SNARKs是一個簡潔的非交互式的證明。STARKs和SNARKs都是?ZKRollups的解決方案。

SNARKs和STARKs對比

相比SNARKs,STARKs?具有以下三個優勢：

1.去信任

STARKs公開可驗證隨機來取代?SNARKs?的可信設置，減少對參與人的依賴，提高協議安全性。

2.更強的擴展能力

STARK具有驗證的對數壓縮特性，即使底層計算的復雜性呈指數級增長，STARKs?依然保持了較低的證明和驗證時間，而非像?SNARKs線性增長。

賽博數字實驗室與秘寶達成深度合作:據官方消息，賽博數字實驗室與一站式 NFT 創作發行平臺秘寶達成深度合作。賽博數字實驗室將在秘寶平臺發行“賽博西游”系列 NFT，與秘寶共同打造西游系列元宇宙。

秘寶是基于 Nervos CKB 的 NFT 平臺，現已經聚集藝術、音樂、二次元、電影、游戲等各種文化領域的藝術家，以實現多元的加密文化。[2021/9/14 23:23:43]

3.更高的安全保證

STARKs使用抗碰撞哈希值進行加密，可抗量子計算的攻擊。

但是?STARKs的證明尺寸比SNARKs大，因此L2交易量較低時就會難以分攤證明成本，出現較大的確認延遲。但是當證明規模增加，使用?STARKT?的邊際成本會遞減，適合大規模應用。此外，相對于?SNARKs，目前?STARKs?采用率不足，基礎工具還有待完善。

L2Rollups除了ZKRollups，還有?OptimisticRollups。以下是兩種方案的對比。

以?80?億美元估值完成?1?億美元?D?輪融資的?StarkWare?提供了兩種使用STARK擴展以太坊的解決方案：StarkEx和StarkNet。

1.2StarkEx

StarkEx是一個需要許可的、為特定應用程序定制的擴展解決方案的框架。項目可以使用?StarkEx?來進行低成本的鏈下計算，生成證明執行正確性的?STARK?證明。

這樣的證明包含12,?000?–?500,?000筆交易。最后將證明發送到鏈上的STARK驗證器，驗證正確后接受狀態更新。

StarkEx提供了?3?種數據存儲方式。在ZK-Rollup模式下，數據存儲在鏈上，使數據去中心化，便于用戶跟蹤和監督。

然而，在鏈上發布數據的成本高。在Validium模式下，數據存儲在鏈下，低成本且不會把數據公開暴露。

但需要數據可用性委員會來監督數據是否得到妥善處理。Volition是一種混合數據可用性模式，用戶可以選擇將數據放在鏈上還是鏈下。

武漢融創智谷引進區塊鏈等新興技術促進產業深度融合:近日，武漢融創智谷相關負責人介紹，融創智谷正在規劃建設中的融創智谷二期將充分運用洪山大學之城的區位優勢，借助國家級開發區引擎帶來的產業延伸作用，重點引進航天、氫能、人工智能、5G、區塊鏈5個新興前沿產業，促進制造業和服務業深度融合。整體投入運營后，預計入駐企業產值將超過200億元，年納稅額可達20億元。武漢融創智谷創建于2016年，是武漢市規劃建設的第一批“創谷”。（新浪）[2021/7/20 1:04:52]

在StarkEx上部署的應用程序包括永久期權dYdX、NFTL2Immutable、體育數字卡牌交易市場Sorare和多鏈DeFi聚合器?rhino.fi。

StarkEx適用于獨立運行且適合StarkExAPI的協議。

1.3StarkNet

StarkNet是一個無需許可的L2，任何人員都可以在其中部署以?Cairo?語言開發的智能合約。部署在StarkNet上的合約之間可以進行交互來構建新的可組合協議。

與應用程序負責提交交易的StarkEx不同，StarkNet的排序器批量交易并發送它們進行處理和證明。

StarkNet更適合需要與其他協議同步交互或超出StarkEx應用范圍的協議。隨著?StarkNet?開發的進展，基于?StarkEx?的應用將能夠移植到?StarkNet，享受可組合性。

1.4Cairo

Cairo是用于STARK證明通用計算定制的編程語言,使開發、審查和維護代碼更簡單、快捷，不受?EVM?限制，可以拋棄以太坊的歷史負擔做更復雜的計算如賬戶抽象，在游戲開發上也更加靈活，支持全鏈上游戲。

StarkNet本身不支持?EVM，但從Solidity到Cairo的轉譯器Warp將有助于以太坊原生項目移植到StarkNet，成為大規模應用的基礎設施。

1.5SHARP(sharedprover)共享證明器

SHARP技術允許來自StarkEx的不同應用以及StarkNet上發生的交易合并成一個證明，更快填滿STARK證明的容量，提高交易處理速度并且分擔驗證L1證明的gas成本。

中國工程院院士：區塊鏈產業發展需要深度挖掘其價值:中國工程院院士張平表示，區塊鏈技術是非常有價值、有前景的一種應用技術，在新一輪的區塊鏈發展浪潮下，區塊鏈的產業發展更需要厘清相關問題、深度挖掘其存在和發展的價值，更好地為城市的經濟產業發展做出更大貢獻。（南京晨報）[2020/6/19]

02?StarkNet經濟模型

StarkWare?已經在鏈下鑄造了?100?億個?StarkNet?代幣。但是這些代幣并不代表?StarkWare?的股權，也不提供任何參與?StarkWare?的權利或賦予任何向?StarkWare?提出索賠的權利。

StarkNet?代幣可以作為原生代幣支付?Gas?費用，相比其他使用ETH做給?Gas?費用的L2，StarkNet?代幣更能捕獲生態價值，且降低了?ETH?這外生代幣帶來的沖擊。

分配給核心貢獻者和投資者的代幣有一年的等待期和四年的鎖定期，線性釋放。

StarkNet明確給開發者和過去?StarkEx?用戶獎勵，但未明確?StarkNet?用戶是否有空投。首次代幣分配中有?8.1%?的代幣還未決定用途，具體方式由社區決定。

因此筆者猜想這部分代幣有可能用于獎勵?StarkNet?用戶。此外,部署合約的項目方在獲得空投獎勵后，有可能會給應用的用戶分配空投，反饋早期支持者。因此，用戶可以根據需要正常使用StarkNet上有價值的應用。

03?StarkWare融資情況

根據Crunchbase的數據，StarkWare在七輪融資中總共獲得?2.825?億美元。

2022?年?7?月，AlamedaResearch追加?950?萬美元投資。但是?AlamedaResearch已于?2022?年?11?月破產，這筆投資是否收到存疑。

聲音 | 河北省長許勤：推動能源產業與區塊鏈等數字技術深度融合:1月14日、15日，河北省長許勤分別到廊坊市、石家莊市，深入企業和項目現場，調研檢查科技創新、縣城規劃建設、生豬養殖、市場供應等工作，看望慰問退役軍人、企業家、一線職工和建設者。在新奧集團，許勤看望慰問民營企業家和企業員工，充分肯定企業打造“泛能網”、創建清潔能源生態圈的創新探索。他鼓勵企業發揮下游分銷、中游貿易儲運、上游生產的全產業鏈優勢，推動能源產業與物聯網、人工智能、區塊鏈等數字技術深度融合，以創新型智慧企業為創新型河北建設貢獻力量。(河北日報)[2020/1/16]

以太坊基金會的撥款樹立了?StarkWare?的正統性。

04?創始人

EliBen-Sasson

Eli是?StarkWare?的聯合創始人兼總裁，也是其董事會主席。

自從?2001?年獲得希伯來大學理論計算機科學博士學位以來，他一直在研究密碼學和計算完整性的零知識證明。

Eli?是?STARK、FRI?和?Zerocash?協議的共同發明人，也是?Zcash?公司的創始科學家。多年來，他在普林斯頓高等研究院、哈佛大學和麻省理工學院擔任研究職位。

最近曾在以色列理工學院擔任計算機科學教授，他離開該職位后和伙伴共同創立了?StarkWare。

UriKolodny

Uri是StarkWare的聯合創始人兼首席執行官，也是其董事會成員。

他擁有希伯來大學計算機科學學士學位和麻省理工學院斯隆管理學院的?MBA?學位。Uri?是一位連續創業者，曾共同創立了幾家科技公司，包括?Mondria。

之前，Uri?還曾在兩家以色列風險投資公司幫忙孵化項目，并在麥肯錫公司擔任分析師。

05?競爭對手

StarkNet?與zkSync、Optimism、Arbitrum因為其受到的關注度被稱為L2的四大天王。

聲音 | 韓開創：金融科技已經從初始階段發展到依托于區塊鏈等技術的深度融合階段:近日，在第十八屆中國經濟論壇“科技創新 驅動行業變革”分論壇上，騰訊金融研究院副院長韓開創表示金融科技已經從單純的第三方支付、網貸平臺等的初始階段，發展到依托于人工智能、大數據、云計算、區塊鏈等技術的金融科技深度融合階段，其實際應用的銀行、保險、證券等傳統金融行業都已經在不斷深入。比如，身份認證、消費金融、智能客服、智能投顧、大數據征信、大數據風控等方面，都已經出現了金融科技的實際應用，并且日趨完善。[2019/12/31]

數據來源：

1.https://dune.com/gm?365/L2

2.https://www.coingecko.com/

3.https://defillama.com/

Optimism?和?Arbitrum?采用樂觀?rollup,開發難度較低，已經具有較為完善的生態系統，吸引了大量資金和用戶，甚至走出了如?GMX，GainsProtocol這樣的優秀L2原生協議。

Vitalik在?ETHSeoul期間表示，雖然OptimisticRollups?更加發達，但?ZKRollups?技術的基礎將使其最終能夠取代OptimisticRollups。雖然?ZKRollups速度更快，但它們缺少以太坊虛擬機(EVM)，這使得運行?dApps?具有困難。因為?EVM是?dApps?的主要處理單元。所以基于?ZK?的?Rollups?正在開發兼容?EVM?的方案。如果開發進程緩慢，則?ZKRollups有可能失去先發優勢，讓?OptimisticRollups?穩坐寶座。這類似于以太坊和其他L1之間的競爭，雖然以太坊的性能不是最好的，但是憑借先發優勢牢牢吸收住最多的資金和最優秀的開發者。

StarkNet?不僅面對采用?OptimisticRollups?的L2競爭，也面對同樣采用?ZKRollups?的L2競爭。根據?EshitaNandini?的總結，目前有多個L2正在構建?ZKEVM。

Type-1?是?ETH?等效，可?100%?無縫使用?EVM基礎設施，但證明過程很緩慢。Taiko?通過在零知識證明生成前快速確認最終性來減輕這一缺點。

具體方式即只需證明過去狀態?X?有效，且在?X?之后沒有來自賬戶?A?的交易，因此用戶可以提取其在狀態?X?中的代幣。目前已經完成alpha-2中測試了去中心化證明和協議經濟學，其中有?126?位獨立證明者，已證明了?93,?146個區塊，證明時間在?130?到160秒之間。

Taiko?目前已經棄用了?alpha-2,并將在第二季度推出alpha-3?。由于Type-1zkEVM在實現等效性方面毫不妥協，具有較大的復雜性，今年可能不會有主網。

Type-2EVM?等效，證明速度相對?Type-1?改善，但仍舊慢。Type?2是?Scroll，Linea?的目標,PolygonzkEVM?已經實現。

PolygonzkEVM?主網Beta版本已經于?3?月?27?日如期上線。在主網Beta的第一階段，專門的安全委員會將能夠快速升級PolygonzkEVM。在第二階段，將采取一系列措施，以確保在出現任何問題時用戶能夠得到保護，但權力下放程度更高，并且沒有具有特權訪問權限的安全委員會。

GasFee以ETH支付，預計未來PolygonzkEVM中的質押和治理將使用MATIC代幣，此外，PolygonzkEVM通過ERC-4337支持帳戶抽象，將允許用戶使用任何代幣支付費用。

Scroll和以太坊基金會一起開源開發?zkEVM,將通過并行計算和證明外包給曠工來縮短證明時間。Scroll?處于?Alpha?測試網階段,可以進行跨鏈和轉賬,已經無障礙運行兩個月，預計二季度上線主網。

3?月?28?日，ConsenSys宣布將ConsenSyszkEVM重塑為Linea，目前向所有開發人員、用戶或協議開放測試。Linea通過MetaMask和Truffle等原生集成，將零知識證明與EVM等效性相結合，為開發者提供靈活性和可擴展性，無需?ZK?技術專業知識。

Linea采用多證明人系統，當代碼中存在漏洞時，多重簽名可以強制執行特定結果。通過這個系統，一個rollup將利用幾種具有不同安全級別的證明機制，以消除單證明人rollup存在的單點故障風險。

Type-3幾乎?EVM?等效，更快的證明，但部分?app?需要重新開發。Type?3?是?Scroll?目前所處的過渡階段。Kakarot?是一個用?Cairo?編寫的?zkEVM,作為?EVM?字節碼的解釋器，最終可能成為?StarkNet?上的L3，目前歸類?Type-3?。

Type-4,將用高級語言如?Solidity?編寫的智能合約源代碼，編譯成?ZK-SNARK?友好的語言。證明速度很快，但不太兼容。

zkSyncEra?已經上線，對普通用戶開放。目前分擔?zkSyncgasfee?的用戶不多，因此交互成本較高，部分項目方對?gasfee?進行了補貼。由于?Arbitrum?空投的財富效應，社區用戶交互熱情高漲，但是目前?zkSync?上土狗項目居多，發生了多起?rugpull?事件。

StarkNet使用Warp作為Solidity到Cairo的編譯器。StarkNet是目前唯一一個將其排序器和證明器去中心化的zkEVM。但目前?StarkNet?還未發布生產級別版本，只適合用戶小額交互體驗,任務常常執行失敗。

Vitalik?還提出了?Optimistic?和?ZK?混合的模式。zkEVM成熟之前,發布區塊鏈等待?24?小時，如果沒有欺詐挑戰就發布零知識證明，確定區塊。如果有挑戰，就引入治理，通過?2of3?模式裁定。

如果零知識證明時間能大幅縮短，另外一種混合模式就以發布零知識證明為主，只有當零知識證明未能正常發布，才使用OptimisticRollup。這既可能會是StarkNet的一條可選發展路徑也可能會使競爭方式。

06?總結

StarkNet采用了基于STARK的Rollup路線，雖然該方案相對于其他方案在去中心化、去信任、抗審查等方面有明顯的優勢，但是由于該方案的開發工具尚不成熟，研發難度也很大，性能還有待提升。

此外，雖然StarkNet已經得到了機構投資者的支持，但目前仍處于試用階段，尚未完全成熟。StarkNet下一階段的重點是將現在由?Python開發的sequencer升級為由Rust進行開發，提高區塊鏈的性能。

此外是提高生態內項目的豐富度和成熟度。加密原生用戶可以去體驗生態內項目，但需注意項目的風險，選擇參與前需要進行充分的風險評估。

雖然StarkNet具有抗量子攻擊的特性，但是否會成為擴容的終局還有待觀察。因此，對于StarkNet的未來發展，我們需要持續關注和評估。

區塊鏈的安全性是整個生態系統的重中之重，底層基礎層的安全性絕不能被忽視、妥協、讓步、或折衷，否則整個生態系統與賬本將會失去用戶的信任。

因此，在基礎層的設計中，需要選擇最為安全的共識算法，即使它的能源消耗可能很高。這個問題可以通過采用類似在納斯達克上市的?IrishEnergyLimited?所倡導的可再生能源挖礦來解決。

相比之下，第二層的中心化程度可以更高，以實現更高的效率和靈活性。不管是底層還是上層，都需要遵循合理的設計原則，以確保整個生態系統的安全性和可靠性。

任何依賴于以太坊基礎層安全性的第二層或應用，都必須對基礎層的共識算法有充分的信心，確保其安全性不受損害。這可能是社區面臨的最大系統性風險。

免責聲明：

本文使用了ChatGPT進行內容增強。ChatGPT是一種人工智能語言模型，它基于先進的技術進行訓練，并可以生成人類可理解的語言。以上StarkNet分析內容僅供讀者了解和學術研究使用，并不構成任何投資建議。

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