Пересылка оригинального заголовка ‘Starknet 万字研报:蓄势待发,长期主义者的跬步千里’
По сравнению с другими шумными повествованиями в мире web3, трек ZK долгое время представлял собой длительную, монотонную, но глубоко значимую базовую инфраструктуру. Это похоже на трудное паломничество, где внутренние лица трудятся упорно, а внешние остаются в неведении. Однако обнадеживает, что скорость развития ZK в последние два года значительно превзошла ожидания. Два ведущих ZK Rollups, ZkSync и Starknet, добились значительных успехов в производительности и затратах.
После обновления Ethereum EIP-4844 ZK Rollup также укрепляет свои позиции в конкуренции с OP Rollup. Еще более захватывающим является сотрудничество бывших конкурентов StarkWare и Polygon Labs, которые обновили протокол STARK, долгое время являющийся фронтом ZK мастерства, и официально запустили Circle STARK, принося еще один скачок в возможностях ZK proof.
Если вы прочитали статью прошлого года (“Лето L2 приходит? Освойте технические принципы и экосистему StarkNet в одной статьеЕсли вы заинтересованы в технологии) и хотите поглубже понять увлекательный процесс доказательства ZK за Starknet, но отпугивают сложные математические формулы и технические теории, тогда следуйте за этой статьей, чтобы изучить некоторые ключевые вопросы о ZK. Мы постараемся избежать мучительной математики и на этой основе обсудить технические преимущества Starknet, особенно последние значительные достижения.
ZK - это и метка, и сокращение от систем доказательств нулевого знания. Важная тема, доказательства ZK похожи на таинственную легенду - они позволяют доказать факт, не раскрывая дополнительной информации. Как можно достичь такой идеалистической цели? Для этого нам нужно провести аналогию, знакомую любому студенту.
Как правило, если студент хочет доказать свое академическое превосходство, самый простой способ - представить свою транскрипцию. Предполагая, что система экзаменов эффективна и справедлива, транскрипция, показывающая общую оценку A, может подтвердить академический уровень студента, не раскрывая никаких конкретных академических деталей.
Процесс ZK доказательств довольно похож. Простыми словами, его основными компонентами являются две части: Доказатель и Проверяющий. Доказатель похож на школьную систему экзаменов, следуя фиксированному процессу для генерации транскрипта в качестве доказательства академической способности студента. Это доказательство затем представляется Проверяющему, который может быть родителем или компанией, чтобы подтвердить компетентность студента на основе транскрипта.
Здесь мы видим, что самая сложная часть процесса доказательства - это Генерация доказательства Доказывающим. В ZK-доказательстве этот процесс можно разделить на две части: арифметизация и обязательство полиномом.
Полиномиальная привязка, в конкретных математических доказательствах, заключается в доказательстве того, что вы нашли полином, который удовлетворяет всем ограничениям, сгенерированным на этапе арифметизации. Если полином действителен, то математическое доказательство успешно, что означает, что проблема, которую мы хотим доказать, установлена. Этот процесс аналогичен получению взвешенной средней оценки или транскрипта, гарантирующего, что все оценки студента - это A, тем самым доказывая академическое превосходство студента.
Вы можете поставить под сомнение эту аналогию, поскольку на практике транскрипт часто не удается точно отразить академическую способность человека из-за многочисленных недостатков и неконтролируемых факторов в системах экзаменов. Однако в мире ZK, благодаря бесспорной математике и прозрачным, открытым процедурам, этот идеал осуществляется, так же как умные контракты и блокчейн обеспечивают справедливость и прозрачность.
SNARK и STARK в настоящее время являются двумя наиболее распространенными протоколами доказательства ZK, и они соответственно являются базовыми протоколами, используемыми ZkSync и Starknet. Из-за их схожих названий и областей применения их часто сравнивают. Однако, перед тем как сравнивать их, давайте представим двух фигур, чтобы лучше понять системы ZK-доказательств, построенные на основе этих двух протоколов с исторической точки зрения.
Дженс Грот - профессор кафедры компьютерных наук UCL (в настоящее время почетный профессор) и в настоящее время занимает должность главного ученого в Nexus, сосредотачиваясь на zkVM. Начиная с 2009 года, он был продуктивным, опубликовав множество статей по темам, связанным с нулевым доказательством. В области ZK мы часто слышим о статьях типа Groth09, Groth10 и т. д., которые названы в его честь и году публикации.
Две из его самых известных работ:
[Грот10] «Short Pairing-based Non-interactive Zero-Knowledge Arguments», в которой предложена полная схема неинтерактивного доказательства и которая считается теоретическим предшественником SNARK.
[Groth16] «О размере некоммуникативных аргументов на основе пар,» который, опираясь на Groth10, оптимизировал размеры доказательств и улучшил эффективность верификации, до сих пор широко используется.
Именно на основе исследований Грота была разработана и усовершенствована SNARK. SNARK, что означает Sucсinct Non-interactive Argument of Knowledge, является краткой системой доказательства нулевого знания, известной своей высокой применимостью, обеспечивающей быстрое принятие ZK в области криптовалют.
Следует отметить, что первый протокол, применивший SNARK к криптовалюте, Zerocash, был совместно основан Эли Бен-Сассоном, который позднее стал сооснователем StarkWare и был одним из изобретателей STARK. Более того, в первые годы Эли Бен-Сассон активно продвигал внедрение протокола SNARK и публиковал статьи в 2013 и 2014 годах, предлагая и оптимизируя конструкцию SNARK для улучшения его практичности и эффективности, что помогло протоколу SNARK получить широкое внимание и применение.
Однако, возможно, из-за глубокого понимания проблем, с которыми сталкивается SNARK, в 2018 году Эли Бен-Сассон и другие опубликовали «[BBHR18] Масштабируемая, прозрачная и пост-квантово-устойчивая вычислительная целостность», формально предложив систему доказательства STARK и предоставив более полное решение для ZK Rollup.
STARK, что означает Масштабируемое прозрачное доказательство знаний, имеет преимущества в крупномасштабных доказательствах и обеспечивает прозрачность на протяжении всего процесса доказательства без использования доверенных сторон. Он также обеспечивает защиту от квантовых атак.
(Примечание: Необходимо уточнить, что хотя эпические истории о героях всегда увлекательны, ни одного достижения не достигается одним лишь человеком. Напротив, будь то SNARK или STARK, они являются результатом коллективных усилий многих ученых. Выделение отдельных фигур просто добавляет яркость к этой критической истории развития ZK с одной стороны. Даже гений вроде Грота полагался на исследовательские вклады других, таких как Аникет Кейт, Грегори Заверуха и Иан Голдберг, чтобы реализовать свои работы, и авторы, предложившие STARK, - это все высококвалифицированные личности, о которых мы можем более подробно рассказать в будущем.)
Итак, что побудило Эли Бен-Сассона принять трудное решение начать все сначала? С какими проблемами столкнулся SNARK?
2.3.1 Прозрачность
Прежде чем ответить на предыдущий вопрос, нам может потребоваться рассмотреть еще один вопрос: Что самое дорогое в области криптографии? Ответ Сатоши Накамото - доверие.
SNARK случайно натыкается на эту заминированную местность. Когда SNARK выполняет полиномиальные обязательства, он принимает метод KZG, который требует Доверенной Установки для генерации Общей Справочной Строки (CRS), которая затем используется для генерации ключей для процесса доказательства и верификации.
Вернемся к нашему примеру транскрипта, причина, по которой родители или компании могут судить об академическом превосходстве студента на основе среднего балла A, заключается в том, что мы коллективно согласны с ранжированием академических способностей от высоких к низким как A, B, C, D. Только в соответствии с этим стандартом оценка A имеет значение.
Но что, если оценочная система школы подвергается риску, и ранжирование академических способностей становится С, А, В, Д? Студенты, которые изначально получили оценку С, могут быть ошибочно считаться лучшими исполнителями и получить приоритет. Это приводит к ошибочным суждениям.
Из этого мы видим, насколько важна безопасность этого коллективно согласованного стандарта. Однако в криптографическом мире, управляемом законом джунглей, эта Доверенная Установка становится огромной уязвимостью.
Зная это, почему SNARK продолжает использовать метод KZG? Потому что доказательства, полученные с помощью KZG, слишком малы по размеру. Помните, что означает «S» в SNARK? Лаконично! Соблазн маленьких размеров доказательств был слишком велик, особенно до обновления Ethereum Constantinople, где более маленькие размеры доказательств приносили лучшую практичность и эффективность SNARK и были приняты более многими проектами на длительное время. Так что здесь все сводится к компромиссам.
Теперь, что касается STARK, чтобы справиться с недоверенным аспектом, STARK использует метод FRI (Fast Reed-Solomon Interactive Oracle Proofs) для обязательств полинома.
В частности, метод FRI кодирует многочлены с использованием кодирования Рида-Соломона, сохраняет их в виде дерева Меркля и облегчает многоходовое взаимодействие между проверяющими и доказывающими с помощью Oracle для достижения проверяемости и прозрачности («T» в STARK).
(Примечание: Стоит отметить, что здесь термин "Oracle" не относится к централизованным или полуцентрализованным оракулам, как обычно можно увидеть в мире web3, но представляет собой децентрализованную виртуальную сущность, симулируемую локально валидаторами и доказывателями на основе протокольных правил. Это форма механизма интерактивного доказательства.)
Для продолжения аналогии с примером транскрипта, мы можем рассматривать процесс обязательства полинома в системе STARK как систему оценки, построенную на блокчейне, обеспечивающую справедливость и прозрачность всей системы с помощью технологии блокчейн.
Кроме того, в доказательствах STARK валидаторы и доказатели могут моделировать процесс взаимодействия, используя общий Random Beacon, и в конечном итоге упаковать его в полное доказательство, достигая неинтерактивных доказательств для лучшей использоваемости и асинхронности.
2.3.2 Масштабируемость
Преимущества STARK также заключаются в его универсальности и гибкости в решении крупномасштабных сложных вычислительных проблем, а также в способности уменьшать средний размер доказательства с увеличением масштаба доказательства, образуя сетевой эффект, как это представлено буквой «S» в Scalable.
В отличие от SNARK, который использует методы вычисления схемы, представленные R1CS для арифметизации и требует переработки схемы для различных проблем, STARK использует метод AIR (алгебраическое промежуточное представление). Это универсальный метод вычисления машины, который связывает различные состояния через уравнения перехода состояний, позволяя абстрагировать практически любую вычислительную проблему в набор полиномиальных ограничений.
Кроме того, использование метода FRI в STARK при генерации полиномиальных доказательств предполагает рекурсивную структуру для постепенного снижения степени полиномов. Это приводит к росту размера доказательства значительно медленнее, чем рост масштаба проблемы (логарифмический уровень), что обеспечивает значительные преимущества при обработке вычислений большого масштаба.
Вернемся к примеру оценок и экзаменов, если мы сравним процесс арифметизации с экзаменом, то SNARK и STARK соответственно напоминают традиционные бумажные экзамены и компьютерные экзамены.
В краткосрочной перспективе или для небольшой школы традиционные бумажные экзамены дешевле и быстрее, в то время как компьютерные экзамены требуют подготовки в программном и аппаратном обеспечении и кажутся дорогими и громоздкими.
Однако для масштабных мировых экзаменационных учреждений компьютер может проводить экзамены различных типов и уровней, что устраняет необходимость в создании учителями вопросов для каждого экзамена и существенно экономит рабочую силу. В долгосрочной перспективе с увеличением числа экзаменов затраты на инвестиции в программное обеспечение и аппаратное обеспечение значительно размоются.
2.3.3 Сопротивление квантовым атакам
Помимо достижений, представленных буквами «S» и «T», STARK также достигает сопротивления квантовым атакам за счет использования квантово-устойчивых хэш-функций (таких как хэш-функция Rescue, обычно считается защищенной от пост-квантовых атак, в то время как традиционные хэш-функции SHA-256, как предполагается, могут проявлять уязвимости в квантовых вычислениях) и алгебраических проблем безопасности (сложные алгебраические проблемы, которые доказывающему нужно решить, в настоящее время считается, что они трудны для решения даже на квантовых компьютерах).
Как мы уже обсуждали, очевидно, что SNARK является неотъемлемым краткосрочным решением благодаря его быстрой осуществимости. Однако по мере того, как время идет, и объемы транзакций увеличиваются, наряду с взрывным ростом вычислительной сложности, люди все более осознают, что доверие на самом деле является самым дорогим роскошным товаром в области криптографии. Это осознание подчеркивает превосходство STARK со временем.
Этот момент постепенно становится очевидным и в индустрии. Головные приложения, использующие SNARKs, такие как версия Boojum от ZkSync, уже начали исследовать постепенный переход от SNARK к STARK. Кроме того, Polygon, известный своей гибкостью, также перешел к STARK. Обновленная система доказательств этого года, Plonky3, основана на последних совместных исследованиях Polygon Labs и StarkWare, известных как Circle STARK.
Circle STARK представляет собой новое поколение протоколов ZK proof на основе обновленных STARKs. Он умно вводит круговые кривые и успешно интегрирует малое простое поле M31 в систему доказательств, значительно повышая эффективность доказательств.
В системах доказательства ZK простые поля играют решающую роль. Именно благодаря операциям над простыми полями становится возможным создание доказательств. Выбор простого поля представляет собой баланс между эффективностью и безопасностью. Более маленькие простые поля требуют меньше вычислений и, следовательно, обеспечивают более высокую эффективность. С другой стороны, более крупные простые поля обычно означают более высокий уровень безопасности, поэтому и STARK, и SNARK исторически использовали большие простые поля.
Инновация Circle STARK заключается в сочетании круглых кривых и использовании малого простого поля M31. Это не только повышает эффективность доказательств, но и обеспечивает постквантовую безопасность.
Недавно компания StarkWare выпустила и сделала открытым исходным кодом новое поколение доказательства на основе Circle STARK, названное Stwo. Ожидается, что эффективность доказательства Stwo будет в 100 раз выше, чем у доказательства первого поколения, Stone. Stwo будет полностью совместим с продвинутым Cario, и текущий проверяющий Starknet (SHARP Prover), основанный на проверяющем Stone, также перейдет к использованию Stwo. Это означает, что разработчики и пользователи в экосистеме Starknet прямо будут иметь выгоду от повышения производительности, обеспеченного Stwo, без необходимости каких-либо действий.
Помимо ускорения генерации доказательств, Брендан Фармер, сооснователь Polygon, отметил, что применение Circle STARK в конечном итоге значительно снизит затраты и позволит расширить область применения. Эли Бен-Сассон также оптимистично заявил, что запуск Circle STARK можно рассматривать как значительный веха, поскольку в ближайшем будущем должны появиться наиболее эффективные системы доказательств, сопровождаемые продолжающимися прорывами и улучшениями.
Через вышеуказанный анализ мы можем ясно видеть, что система доказательства STARK и ее последняя обновленная версия, Circle STARK, являются достойными лидерами и звездами завтрашнего дня. Как флагманский продукт StarkWare, Starknet имеет бесконечное будущее на пути ZK Rollup.
Однако, возможно, из-за витков и поворотов прогресса, Starknet долгое время испытывал контроверзии. Причины заключаются в пользовательском опыте и затратах.
К счастью, благодаря непрерывным усилиям StarkWare эти проблемы постепенно становятся историей. Ниже мы рассмотрим некоторые недавние важные обновления Starknet и дальнейшие действия, запланированные согласно дорожной карте.
Starknet Alpha v0.12.0, кодовое название Quantum Leap, вышел в реальное в основной сети в июле 2023 года. Основное внимание в этой оптимизации было уделено улучшению производительности сети и повышению пользовательского опыта.
Пропускная способность и задержка обычно рассматриваются как стандарты измерения производительности сети. Оптимизируя растификацию сортировщика и обновляя язык Cario, время выполнения блока Starknet значительно сократилось. Пропускная способность выросла с 30 000 CSPS (шагов Cario в секунду) в версии v0.11.0 до 220 000 CSPS, что привело к значительному улучшению производительности.
Долгосрочная проблема плохого интерактивного опыта также была решена. Средний ожидающий статус, который раньше длился до 20 минут во время ожидания подтверждения основной сети, теперь является вещью прошлого.
Для пользователей время транзакции было сокращено до примерно 10 секунд, даже после подтверждения на уровне 2, что значительно улучшает общий опыт.
Это важное обновление помогло Starknet достичь общего объема заблокированных средств (TVL) более 100 миллионов долларов, еженедельный темп роста превысил 43%.
Версия v0.13.0, запущенная в январе 2024 года, увеличила размер блока, что привело к значительному снижению затрат на вычисления на 50% и снижению затрат на доступность данных на 25%.
Версия v0.13.1 была развернута с поддержкой Ethereum EIP-4844 досрочно. В результате Starknet активировал функцию blob в течение нескольких часов после апгрейда в Канкуне, став первым решением L2, значительно снизившим комиссии пользователей.
В ближайшие месяцы текущего года, согласно дорожной карте, версия 0.13.2 предполагает введение параллелизации транзакций, что позволит одновременную обработку большего количества транзакций, тем самым повысив пропускную способность сети и снизив задержку.
V0.13.3 интегрирует Cairo Native в сортировщик Starknet, дополнительно увеличивая производительность сортировщика. Эта интеграция приведет к дальнейшему ускорению скорости сети.
Согласно дорожной карте, долгожданный Volition должен быть запущен в рамках обновления v0.14.0.
В настоящее время хранение доступности данных (DA) на Ethereum потребляет большинство комиссий за газ на сети Starknet. Поэтому снижение хранения DA на Ethereum крайне важно для снижения затрат.
Volition позволит разработчикам выбирать, где хранить некоторые данные на Starknet L2 и в конечном итоге отправлять корневое состояние этих данных на Ethereum L1. Такой подход значительно снижает затраты на хранение данных DA на L1, дополнительно достигая цели снижения комиссий.
Версия v0.14.0 также планирует принятьаппликативная рекурсиядля пакетной обработки следов L1 нескольких блоков (данные и вычислительные задачи, необходимые для поддержки операций Starknet на Ethereum). Этот подход направлен на снижение накладных расходов.
В настоящее время каждый блок Starknet имеет выделенное доказательство и несет фиксированные операционные расходы на Ethereum. В результате сети часто необходимо накапливать достаточный объем транзакций, чтобы покрыть стоимость блока перед упаковкой блока. Это приводит к неопределенным временам блока и неэффективному использованию стоимости блока. С помощью приложенной рекурсии валидаторы могут объединять доказательства для нескольких блоков, уменьшая время блока и распределяя накладные расходы.
Кроме того, Starknet будет исследовать более эффективные решения сжатия данных для дальнейшего снижения затрат.
С постоянным улучшением производительности и непрерывным снижением комиссий экосистема на Starknet теперь склоняется к более зрелому состоянию.
На фронте инфраструктуры, проекты кошельков, такие как Agent X и Braavos, служащие в качестве самостоятельных умных кошельков, не только гарантируют безопасность, но и адаптируются к нативной абстракции учетной записи Starknet, обеспечивая пользователям хороший интерактивный опыт в качестве ворот в мир web3.
В терминах кросс-цепных мостов как родной StarkGate, так и проекты типа Orbiter Finance, MiniBridge и rhino.fi, сосредоточенные на кросс-цепных мостах, присоединились к экосистеме.
Ведущие проекты, такие как Starknet.id в секторе DID, играют роль ENS на Ethereum, поддерживая пользователей в чеканке NFT в качестве идентификаторов и паспортов на цепи Starknet.
В традиционном секторе DeFi Starknet также наблюдает рост ведущих проектов, таких как Nostra, Ekubo, zkLend, ZKX, Carmine Options, быстро доминирующих ключевые области, такие как DEX, стейкинг, кредитование и функциональность смарт-контрактов. Эти проекты DeFi стремятся к инновациям в своих продуктах. Например, ZKX принимает игровое взаимодействие и управление DAO для создания уникальной автономной бессрочной биржи контрактов, в то время как Ekubo вводит дизайн singleton для управления всеми пулами ликвидности в одном контракте, снижая торговые издержки для пользователей. Функция одноразового балансирования mySwap эффективно снижает неустойчивые потери во время значительных рыночных флуктуаций, внедряя больше жизненности в экосистему.
GameFi - сектор, на котором с нетерпением ждут Starknet, с ведущими проектами, такими как экосистема Loot и стратегические блокчейн-игры, такие как Realms, Dope Wars и Influence. Topology, игра на основе физики, разработанная командой Starknet, стоит в одном ряду с четырьмя крупнейшими королями блокчейн-игр на Starknet.
Кроме того, в области социальных сетей наблюдается появление проекта xfam.tech, аналогичного ранее популярному friend.tech, который заполняет пробел в социальной сфере.
С момента воздушного капельника $STRK в начале этого года активность на Starknet заметно увеличилась. Более того, проекты в экосистеме, такие как zkLend, Ekubo и ZKX, последовательно выпустили собственные токены $ZEND, $EKUBO и $ZKX.
Лидер экосистемы Nostra Finance также запустил первый родной стейблкоин USD $UNO на Starknet, а также $NSTSTRK, полученный за стейкинг $STRK.
Многоуровневые распределения токенов, несомненно, служат укреплением для экосистемы Starknet, и на первом полугодии текущего года общая производительность экосистемы Starknet оказалась впечатляющей.
Однако в нынешний момент острой конкуренции между решениями уровня 1 и уровня 2 обеспечение продолжения жизнеспособности требует двойного инновационного подхода как в продуктах, так и в технологиях для создания действительно популярных приложений. Помимо официальной команды, на этом стоит акцентировать внимание на постоянные усилия со стороны сообщества разработчиков. Это одна из причин, почему команда Starknet всегда была дружелюбной к разработчикам, предоставляя даже беспрецедентные награды разработчикам в рамках airdrop.
Как уже упоминалось ранее, STARK был создан для безопасных крупномасштабных сложных доказательств с самого начала, и Starknet, идя по тому же пути, разделяет эту этику.
Для достижения этой великой, но чистой цели было необходимо предпринять много усилий, и каирский язык - один из них. (Примечание: Язык Каиро - это язык программирования, разработанный StarkWare специально для системы доказательств STARK. Он эффективно генерирует доказательства, оптимизирует вычисления за пределами цепочки и эффективно решает ограничения Solidity при выполнении доказательств.)
В отличие от других решений Layer 2, которые используют Solidity для разработки смарт-контрактов, разработчики на Starknet должны использовать родной язык Cairo для разработки, что напрямую увеличивает кривую обучения и барьер входа для разработчиков.
С другой стороны, поскольку Cairo VM несовместим с EVM, многие зрелые проекты на Ethereum не могут быть прямо перенесены на Starknet. Это привело к тому, что Starknet, несмотря на то, что является решением Ethereum Layer 2, испытывает трудности в получении преимуществ большой экосистемы.
В настоящее время более 90% dApps на Starknet являются внутренними для цепи, и затраты на разработку проекта значительны.
В этой дилемме выбор Starknet можно найти в статье Эли Бен-Сассона "Gate"@think-integrity/stubborn%2C-or-steadfast">Стойте неподвижно или упорно настаивайте“ в начале года.
В статье цитируется басня о том, что "со сложно слезть с тигра", указывая на то, что жертвовать безопасностью в погоне за краткосрочной производительностью - значит как ездить на взбешенном тигре, полном опасностей. Как истинные верующие в технологии, они никогда бы не прикрывали второсортную технологию под видом первоклассной и не продавали ее.
Что стремится сделать Starknet, это подлинное доказательство, способное выдержать огромные объемы данных и темный лес. И соблюдение доказательства — это соблюдение безопасности.
Чтобы придерживаться, Starknet имеет богатые меры поощрения для разработчиков. Помимо сообщественных мероприятий, таких как хакатоны, он недавно запустил Программа Seed Grand, предоставляя выбранным командам до $25,000 USDC в виде недилютивных финансовых поощрений для поддержки развития их экосистемы на Starknet.
Особенно для игрового сектора ФондПрограмма Пилотного Приводабудет выбрано до 20 игр для финансирования вознаграждений на основе их газопотребления на главной сети Starknet, причем каждая игра может получить до $1 миллиона в вознаграждение.
Кроме того, Nethermind, команда разработчиков клиента Ethereum, глубоко стратегически сотрудничающая с Starknet, также объявила,Starknet Grand Program, предлагая общую сумму вознаграждения в размере $1 миллион. Каждый проект может получить до $250,000 на финансирование и техническую поддержку от команды Nethermind.
Starknet также прилагает усилия для преодоления барьеров между собой и Ethereum с двух сторон. С одной стороны, разработанный Nethermind проект Warp направлен на перевод кода Solidity в код Cairo для достижения совместимости на уровне высокоуровневого языка. С другой стороны, разработанное членами команды StarkWare решение Kakarot zkEVM моделирует среду EVM в Cairo, пытаясь создать доказуемый EVM. Проект все еще находится в стадии разработки.
Под усилиями StarkWare сообщество разработчиков Cairo в настоящее время стабильно растет. Благодаря процветающему сообществу разработчиков экосистема выведет на свет более отличные продукты и инструменты, что еще больше привлечет талантливых разработчиков, чтобы присоединиться к сообществу Cairo и сформировать положительный цикл.
Помимо ожидания появления отличных продуктов в традиционных областях, таких как DeFi, комбинируя постепенно реализуемые улучшения производительности Starknet и выгоды вычислительной целостности, на Starknet начинают появляться некоторые потенциальные секторы трендов, которые могут представлять будущее.
5.3.1 Полноценные игры на цепи
Концепция полностью он-чейн игр (FOCG), также известная как Бесконечные игры, приобрела популярность в начале эпохи блокчейна, завоевав ожидание игроков.
Это предполагает хранение правил и данных игр полностью на блокчейне, выполнение всех операций и взаимодействий на основе смарт-контрактов. Такая настройка позволяет игрокам действительно владеть игровыми активами, обеспечивает прозрачные и проверяемые правила, и предоставляет открытую экономическую систему, тем самым способствуя более свободному и справедливому игровому опыту.
Однако из-за ранних ограничений, таких как пропускная способность, затраты и режимы взаимодействия на блокчейне, Полностью На-Цепи Игры оставались возвышенным видением на долгое время без достижения массового принятия.
Тем не менее, благодаря непрерывной оптимизации различных аспектов Starknet мы можем увидеть значительный потенциал для того, чтобы он стал плодородной почвой для выращивания полностью онлайн-игр.
5.3.1.1 Нативная абстракция учетной записи
Account Abstraction (AA) - это важный шаг в улучшении взаимодействия и помощи пользователям Web2 в переходе к Web3.
В простых терминах это означает переход от традиционных счетов Ethereum, принадлежащих внешним субъектам (EOA), обычно используемых физическими лицами, к счетам смарт-контрактов (CAs). Благодаря программированию счетов смарт-контрактов операции могут быть упрощены, а пользовательский опыт оптимизирован, обеспечивая при этом безопасность.
Дизайн Starknet включает в себя нативную абстракцию учетной записи с самого начала, при этом каждая учетная запись является учетной записью смарт-контракта, что снижает сложность реализации AA в системе.
Нативные кошельки dApps, такие как Agent X и Braavos, поддерживают абстракцию учетной записи, обеспечивая пользователям опыт, аналогичный Web2.
В игровых сценариях роль абстрагирования учетной записи становится еще более очевидной. Например, функция ключа сеанса, инициированная ведущими игровыми командами на Starknet, такими как Briq, Loot Realms и Topology, теперь используется Loot Survivor. Эта функция позволяет использовать сеансовые кошельки, устраняя необходимость для пользователей подписывать каждое действие "атаки", тем самым значительно улучшая пользовательский опыт.
5.3.1.2 Улучшение экологии в Каире постепенно
С непрерывной оптимизацией и улучшением производительности Starknet большое количество игровых сообществ присоединились для совместного построения экосистемы Каира. С запуском ряда инфраструктур игровая структура экосистемы теперь установлена.
Додзё - это игровой движок на цепи, основанный на Каиро, созданный в феврале 2023 года и в настоящее время эксплуатируемый и поддерживаемый коллективно сообществом. Игровой движок служит основой для создания игр, предоставляя разработчикам игр среду разработки, состоящую из контрактов, инструментов и библиотек кода. Это позволяет избежать необходимости создавать основные системы игры с нуля, что упрощает разработку игр на цепи.
(Примечание: Два самых популярных игровых движка для игр Web2 - Unity и Unreal Engine, на которых построены игры типа 'Hearthstone' и 'Street Fighter'. Разработка игровых движков Web3 все еще находится в начальной стадии. Два существующих зашифрованных игровых движка - MUD, построенный на EVM, и Dojo, основанный на Cairo. Dojo - первый доказуемо зашифрованный игровой движок.)
Cartridge - это запускающая программа для игр, которая, с одной стороны, предоставляет разработчикам инструменты и библиотеки кода на основе Dojo для создания и развертывания игр, включая логику игры на цепи, масштабируемую архитектуру, удобный доступ пользователя, модульную разработку и решения по монетизации. С другой стороны, она упрощает процесс взаимодействия для игроков, облегчая им поиск и вход в их любимые игры.
5.3.1.3 Уровень 3
Starknet, как универсальное решение уровня 2 с использованием Zk Rollup, не только отличается высокой безопасностью, высокой пропускной способностью и значительно сниженной стоимостью, но также предлагает настраиваемую разработку Layer3 Appchains для удовлетворения конкретных потребностей.
Разработчики игр могут настраивать и оптимизировать среду выполнения и механизм согласования on-chain в соответствии с их требованиями, создавая высокопроизводительную, низколатентную и экономичную цепочку, специфическую для игр. Это открывает больше возможностей для полностью on-chain игр.
Realms и Cartridge сотрудничают для разработки «Realms World L3», ожидаемого к официальному запуску в 3 квартале этого года. Он будет работать на всей экосистеме Realms поверх Starknet, предлагая более быстрые скорости и низкие затраты для дальнейшего улучшения пользовательского опыта.
Кроме того, Dope Wars объявил о сотрудничестве с Cartridge для выпуска решения Layer3 и использования $PAPER в качестве токена Gas.
5.3.1.4 Summary
В то время как производительность Starknet в Gamefi может быть не особенно заметной в глазах публики, фокус на полностью ончейновых играх показывает дружелюбие экосистемы Starknet, четкую миссию по всему игровому процессу и собственные технологические преимущества, которые одинаково привлекательны для разработчиков и игроков.
В настоящее время мы можем наблюдать высокий уровень энтузиазма среди разработчиков игр на Starknet построить экосистему Cairo. Совместные усилия ведущих проектов способствовали созданию ключевой инфраструктуры, такой как Dojo.
Если однажды полностью цепочечные игры смогут быть полностью реализованы, позволяя всё большему числу любителей игр войти в мир игр Web3 и действительно получить владение своими игровыми активами, есть все основания верить, что всё это произойдет на Starknet.
5.3.2 ZKML
С одновременным взрывом технологий искусственного интеллекта и блокчейна, AI+Blockchain все чаще рассматривается как будущее направление развития, причем Zero Knowledge Machine Learning (ZKML) становится одним из решений.
Традиционные модели машинного обучения часто похожи на черные ящики, принадлежащие централизованным учреждениям. Обычные пользователи, помимо доверия рекламе крупных учреждений, не могут проверить, какие модели они используют, или обучены ли они надежными данными. Вот одна из основных причин, по которой критикуют централизованные крупные модели.
Просто размещение моделей на цепочке в децентрализованном режиме для обучения и выполнения не является возможным из-за высоких затрат на газ и невозможности гарантировать надежность моделей и данных обучения в недоверенной цепочечной среде.
В таком сценарии становится необходимым ZKML. Думайте вне цепи, действуйте в цепи. Обучая и запуская модели вне цепи и используя технологию ZK для генерации доказательств, представленных цепи, ZKML идеально решает две упомянутые ранее дилеммы — стоимость и надежность.
Более того, благодаря функциям конфиденциальности, присущим ZK, ZKML также имеет широкие перспективы в чувствительных областях, таких как финансы и здравоохранение.
Построение ZKML на Starknet с использованием Cairo имеет встроенные преимущества. Cairo, как язык, разработанный для доказательства, обладает отличной вычислительной целостностью и является высокоабстрактным в доказательствах. Разработчики могут напрямую вызывать компоненты доказательства, не затрагивая сами проблемы доказательства, что значительно упрощает процесс разработки.
Кроме того, благодаря преимуществам масштабируемости STARK, у него есть значительные сетевые эффекты в обработке крупномасштабных вычислительных данных, эффективно и экономично поддерживающих массовые данные, необходимые для машинного обучения. Поэтому ZKML на основе Giza Tech на Starknet быстро развивается.
Giza - это промежуточная платформа ZKML на Starknet, предоставляющая среду разработки Orion, позволяющую разработчикам использовать привычные фреймворки (например, PyTorch, TensorFlow) для обучения моделей и их легкого развертывания на Starknet.
Кроме того, Giza представила агентский каркас под названием Agents, который объединяет ZKML с мультицепными поведенческими моделями. Разработчики могут создавать AI-агентов на цепочке на основе ZKML, взаимодействовать со смарт-контрактами и принимать решения на основе заранее определенных правил.
В настоящее время Giza был применен в нескольких проектах. Например, в социальных сетях он сотрудничает с Circles Network по анализу социального графа для обнаружения фальшивых пользователей. В DeFi он сотрудничает с Yearn Finance для предоставления интеллектуальных стратегий инвестирования и решений по управлению рисками на основе ZKML.
Последним добавлением в программу Starknet Seed Grand стал ML Village, который использует Giza для внедрения ZKML в блокчейн-игры для принятия решений, демонстрируя их широкие перспективы применения.
Согласно недавним объявлениям официальной команды Starknet, ожидается, что к 2024 году комиссии за газ будут снижены до значительно менее 0,01 доллара, при этом достигнув сотен транзакций в секунду (TPS), что сделает его Layer2 с наивысшим TPS.
Эта цель может показаться недостаточно амбициозной для Starknet, поскольку видение StarkWare для Starknet выходит за пределы простого решения уровня 2. В плане выбора продукта и рынка Starknet больше похож на Solana, отказываясь как от преимуществ, так и от ограничений EVM, чтобы построить все с нуля.
Однако, в отличие от Solana, у которой есть недостатки в децентрализации, Starknet гениально наследует крайнюю децентрализацию Ethereum, обеспечивая масштабируемость и безопасность через комбинацию Ethereum Layer 2 и ZK. Это превращает невозможный треугольник в возможность.
Этот кажущийся идеальным результат, о котором мы упоминали ранее, представляет собой практику придерживаниясь долгосрочной перспективы, путешествие, во время которого приходится жертвовать близким ради дальнего. Мы с нетерпением ждем, когда Starknet проявит больше жизненной силы в будущем.
Пересылка оригинального заголовка ‘Starknet 万字研报:蓄势待发,长期主义者的跬步千里’
По сравнению с другими шумными повествованиями в мире web3, трек ZK долгое время представлял собой длительную, монотонную, но глубоко значимую базовую инфраструктуру. Это похоже на трудное паломничество, где внутренние лица трудятся упорно, а внешние остаются в неведении. Однако обнадеживает, что скорость развития ZK в последние два года значительно превзошла ожидания. Два ведущих ZK Rollups, ZkSync и Starknet, добились значительных успехов в производительности и затратах.
После обновления Ethereum EIP-4844 ZK Rollup также укрепляет свои позиции в конкуренции с OP Rollup. Еще более захватывающим является сотрудничество бывших конкурентов StarkWare и Polygon Labs, которые обновили протокол STARK, долгое время являющийся фронтом ZK мастерства, и официально запустили Circle STARK, принося еще один скачок в возможностях ZK proof.
Если вы прочитали статью прошлого года (“Лето L2 приходит? Освойте технические принципы и экосистему StarkNet в одной статьеЕсли вы заинтересованы в технологии) и хотите поглубже понять увлекательный процесс доказательства ZK за Starknet, но отпугивают сложные математические формулы и технические теории, тогда следуйте за этой статьей, чтобы изучить некоторые ключевые вопросы о ZK. Мы постараемся избежать мучительной математики и на этой основе обсудить технические преимущества Starknet, особенно последние значительные достижения.
ZK - это и метка, и сокращение от систем доказательств нулевого знания. Важная тема, доказательства ZK похожи на таинственную легенду - они позволяют доказать факт, не раскрывая дополнительной информации. Как можно достичь такой идеалистической цели? Для этого нам нужно провести аналогию, знакомую любому студенту.
Как правило, если студент хочет доказать свое академическое превосходство, самый простой способ - представить свою транскрипцию. Предполагая, что система экзаменов эффективна и справедлива, транскрипция, показывающая общую оценку A, может подтвердить академический уровень студента, не раскрывая никаких конкретных академических деталей.
Процесс ZK доказательств довольно похож. Простыми словами, его основными компонентами являются две части: Доказатель и Проверяющий. Доказатель похож на школьную систему экзаменов, следуя фиксированному процессу для генерации транскрипта в качестве доказательства академической способности студента. Это доказательство затем представляется Проверяющему, который может быть родителем или компанией, чтобы подтвердить компетентность студента на основе транскрипта.
Здесь мы видим, что самая сложная часть процесса доказательства - это Генерация доказательства Доказывающим. В ZK-доказательстве этот процесс можно разделить на две части: арифметизация и обязательство полиномом.
Полиномиальная привязка, в конкретных математических доказательствах, заключается в доказательстве того, что вы нашли полином, который удовлетворяет всем ограничениям, сгенерированным на этапе арифметизации. Если полином действителен, то математическое доказательство успешно, что означает, что проблема, которую мы хотим доказать, установлена. Этот процесс аналогичен получению взвешенной средней оценки или транскрипта, гарантирующего, что все оценки студента - это A, тем самым доказывая академическое превосходство студента.
Вы можете поставить под сомнение эту аналогию, поскольку на практике транскрипт часто не удается точно отразить академическую способность человека из-за многочисленных недостатков и неконтролируемых факторов в системах экзаменов. Однако в мире ZK, благодаря бесспорной математике и прозрачным, открытым процедурам, этот идеал осуществляется, так же как умные контракты и блокчейн обеспечивают справедливость и прозрачность.
SNARK и STARK в настоящее время являются двумя наиболее распространенными протоколами доказательства ZK, и они соответственно являются базовыми протоколами, используемыми ZkSync и Starknet. Из-за их схожих названий и областей применения их часто сравнивают. Однако, перед тем как сравнивать их, давайте представим двух фигур, чтобы лучше понять системы ZK-доказательств, построенные на основе этих двух протоколов с исторической точки зрения.
Дженс Грот - профессор кафедры компьютерных наук UCL (в настоящее время почетный профессор) и в настоящее время занимает должность главного ученого в Nexus, сосредотачиваясь на zkVM. Начиная с 2009 года, он был продуктивным, опубликовав множество статей по темам, связанным с нулевым доказательством. В области ZK мы часто слышим о статьях типа Groth09, Groth10 и т. д., которые названы в его честь и году публикации.
Две из его самых известных работ:
[Грот10] «Short Pairing-based Non-interactive Zero-Knowledge Arguments», в которой предложена полная схема неинтерактивного доказательства и которая считается теоретическим предшественником SNARK.
[Groth16] «О размере некоммуникативных аргументов на основе пар,» который, опираясь на Groth10, оптимизировал размеры доказательств и улучшил эффективность верификации, до сих пор широко используется.
Именно на основе исследований Грота была разработана и усовершенствована SNARK. SNARK, что означает Sucсinct Non-interactive Argument of Knowledge, является краткой системой доказательства нулевого знания, известной своей высокой применимостью, обеспечивающей быстрое принятие ZK в области криптовалют.
Следует отметить, что первый протокол, применивший SNARK к криптовалюте, Zerocash, был совместно основан Эли Бен-Сассоном, который позднее стал сооснователем StarkWare и был одним из изобретателей STARK. Более того, в первые годы Эли Бен-Сассон активно продвигал внедрение протокола SNARK и публиковал статьи в 2013 и 2014 годах, предлагая и оптимизируя конструкцию SNARK для улучшения его практичности и эффективности, что помогло протоколу SNARK получить широкое внимание и применение.
Однако, возможно, из-за глубокого понимания проблем, с которыми сталкивается SNARK, в 2018 году Эли Бен-Сассон и другие опубликовали «[BBHR18] Масштабируемая, прозрачная и пост-квантово-устойчивая вычислительная целостность», формально предложив систему доказательства STARK и предоставив более полное решение для ZK Rollup.
STARK, что означает Масштабируемое прозрачное доказательство знаний, имеет преимущества в крупномасштабных доказательствах и обеспечивает прозрачность на протяжении всего процесса доказательства без использования доверенных сторон. Он также обеспечивает защиту от квантовых атак.
(Примечание: Необходимо уточнить, что хотя эпические истории о героях всегда увлекательны, ни одного достижения не достигается одним лишь человеком. Напротив, будь то SNARK или STARK, они являются результатом коллективных усилий многих ученых. Выделение отдельных фигур просто добавляет яркость к этой критической истории развития ZK с одной стороны. Даже гений вроде Грота полагался на исследовательские вклады других, таких как Аникет Кейт, Грегори Заверуха и Иан Голдберг, чтобы реализовать свои работы, и авторы, предложившие STARK, - это все высококвалифицированные личности, о которых мы можем более подробно рассказать в будущем.)
Итак, что побудило Эли Бен-Сассона принять трудное решение начать все сначала? С какими проблемами столкнулся SNARK?
2.3.1 Прозрачность
Прежде чем ответить на предыдущий вопрос, нам может потребоваться рассмотреть еще один вопрос: Что самое дорогое в области криптографии? Ответ Сатоши Накамото - доверие.
SNARK случайно натыкается на эту заминированную местность. Когда SNARK выполняет полиномиальные обязательства, он принимает метод KZG, который требует Доверенной Установки для генерации Общей Справочной Строки (CRS), которая затем используется для генерации ключей для процесса доказательства и верификации.
Вернемся к нашему примеру транскрипта, причина, по которой родители или компании могут судить об академическом превосходстве студента на основе среднего балла A, заключается в том, что мы коллективно согласны с ранжированием академических способностей от высоких к низким как A, B, C, D. Только в соответствии с этим стандартом оценка A имеет значение.
Но что, если оценочная система школы подвергается риску, и ранжирование академических способностей становится С, А, В, Д? Студенты, которые изначально получили оценку С, могут быть ошибочно считаться лучшими исполнителями и получить приоритет. Это приводит к ошибочным суждениям.
Из этого мы видим, насколько важна безопасность этого коллективно согласованного стандарта. Однако в криптографическом мире, управляемом законом джунглей, эта Доверенная Установка становится огромной уязвимостью.
Зная это, почему SNARK продолжает использовать метод KZG? Потому что доказательства, полученные с помощью KZG, слишком малы по размеру. Помните, что означает «S» в SNARK? Лаконично! Соблазн маленьких размеров доказательств был слишком велик, особенно до обновления Ethereum Constantinople, где более маленькие размеры доказательств приносили лучшую практичность и эффективность SNARK и были приняты более многими проектами на длительное время. Так что здесь все сводится к компромиссам.
Теперь, что касается STARK, чтобы справиться с недоверенным аспектом, STARK использует метод FRI (Fast Reed-Solomon Interactive Oracle Proofs) для обязательств полинома.
В частности, метод FRI кодирует многочлены с использованием кодирования Рида-Соломона, сохраняет их в виде дерева Меркля и облегчает многоходовое взаимодействие между проверяющими и доказывающими с помощью Oracle для достижения проверяемости и прозрачности («T» в STARK).
(Примечание: Стоит отметить, что здесь термин "Oracle" не относится к централизованным или полуцентрализованным оракулам, как обычно можно увидеть в мире web3, но представляет собой децентрализованную виртуальную сущность, симулируемую локально валидаторами и доказывателями на основе протокольных правил. Это форма механизма интерактивного доказательства.)
Для продолжения аналогии с примером транскрипта, мы можем рассматривать процесс обязательства полинома в системе STARK как систему оценки, построенную на блокчейне, обеспечивающую справедливость и прозрачность всей системы с помощью технологии блокчейн.
Кроме того, в доказательствах STARK валидаторы и доказатели могут моделировать процесс взаимодействия, используя общий Random Beacon, и в конечном итоге упаковать его в полное доказательство, достигая неинтерактивных доказательств для лучшей использоваемости и асинхронности.
2.3.2 Масштабируемость
Преимущества STARK также заключаются в его универсальности и гибкости в решении крупномасштабных сложных вычислительных проблем, а также в способности уменьшать средний размер доказательства с увеличением масштаба доказательства, образуя сетевой эффект, как это представлено буквой «S» в Scalable.
В отличие от SNARK, который использует методы вычисления схемы, представленные R1CS для арифметизации и требует переработки схемы для различных проблем, STARK использует метод AIR (алгебраическое промежуточное представление). Это универсальный метод вычисления машины, который связывает различные состояния через уравнения перехода состояний, позволяя абстрагировать практически любую вычислительную проблему в набор полиномиальных ограничений.
Кроме того, использование метода FRI в STARK при генерации полиномиальных доказательств предполагает рекурсивную структуру для постепенного снижения степени полиномов. Это приводит к росту размера доказательства значительно медленнее, чем рост масштаба проблемы (логарифмический уровень), что обеспечивает значительные преимущества при обработке вычислений большого масштаба.
Вернемся к примеру оценок и экзаменов, если мы сравним процесс арифметизации с экзаменом, то SNARK и STARK соответственно напоминают традиционные бумажные экзамены и компьютерные экзамены.
В краткосрочной перспективе или для небольшой школы традиционные бумажные экзамены дешевле и быстрее, в то время как компьютерные экзамены требуют подготовки в программном и аппаратном обеспечении и кажутся дорогими и громоздкими.
Однако для масштабных мировых экзаменационных учреждений компьютер может проводить экзамены различных типов и уровней, что устраняет необходимость в создании учителями вопросов для каждого экзамена и существенно экономит рабочую силу. В долгосрочной перспективе с увеличением числа экзаменов затраты на инвестиции в программное обеспечение и аппаратное обеспечение значительно размоются.
2.3.3 Сопротивление квантовым атакам
Помимо достижений, представленных буквами «S» и «T», STARK также достигает сопротивления квантовым атакам за счет использования квантово-устойчивых хэш-функций (таких как хэш-функция Rescue, обычно считается защищенной от пост-квантовых атак, в то время как традиционные хэш-функции SHA-256, как предполагается, могут проявлять уязвимости в квантовых вычислениях) и алгебраических проблем безопасности (сложные алгебраические проблемы, которые доказывающему нужно решить, в настоящее время считается, что они трудны для решения даже на квантовых компьютерах).
Как мы уже обсуждали, очевидно, что SNARK является неотъемлемым краткосрочным решением благодаря его быстрой осуществимости. Однако по мере того, как время идет, и объемы транзакций увеличиваются, наряду с взрывным ростом вычислительной сложности, люди все более осознают, что доверие на самом деле является самым дорогим роскошным товаром в области криптографии. Это осознание подчеркивает превосходство STARK со временем.
Этот момент постепенно становится очевидным и в индустрии. Головные приложения, использующие SNARKs, такие как версия Boojum от ZkSync, уже начали исследовать постепенный переход от SNARK к STARK. Кроме того, Polygon, известный своей гибкостью, также перешел к STARK. Обновленная система доказательств этого года, Plonky3, основана на последних совместных исследованиях Polygon Labs и StarkWare, известных как Circle STARK.
Circle STARK представляет собой новое поколение протоколов ZK proof на основе обновленных STARKs. Он умно вводит круговые кривые и успешно интегрирует малое простое поле M31 в систему доказательств, значительно повышая эффективность доказательств.
В системах доказательства ZK простые поля играют решающую роль. Именно благодаря операциям над простыми полями становится возможным создание доказательств. Выбор простого поля представляет собой баланс между эффективностью и безопасностью. Более маленькие простые поля требуют меньше вычислений и, следовательно, обеспечивают более высокую эффективность. С другой стороны, более крупные простые поля обычно означают более высокий уровень безопасности, поэтому и STARK, и SNARK исторически использовали большие простые поля.
Инновация Circle STARK заключается в сочетании круглых кривых и использовании малого простого поля M31. Это не только повышает эффективность доказательств, но и обеспечивает постквантовую безопасность.
Недавно компания StarkWare выпустила и сделала открытым исходным кодом новое поколение доказательства на основе Circle STARK, названное Stwo. Ожидается, что эффективность доказательства Stwo будет в 100 раз выше, чем у доказательства первого поколения, Stone. Stwo будет полностью совместим с продвинутым Cario, и текущий проверяющий Starknet (SHARP Prover), основанный на проверяющем Stone, также перейдет к использованию Stwo. Это означает, что разработчики и пользователи в экосистеме Starknet прямо будут иметь выгоду от повышения производительности, обеспеченного Stwo, без необходимости каких-либо действий.
Помимо ускорения генерации доказательств, Брендан Фармер, сооснователь Polygon, отметил, что применение Circle STARK в конечном итоге значительно снизит затраты и позволит расширить область применения. Эли Бен-Сассон также оптимистично заявил, что запуск Circle STARK можно рассматривать как значительный веха, поскольку в ближайшем будущем должны появиться наиболее эффективные системы доказательств, сопровождаемые продолжающимися прорывами и улучшениями.
Через вышеуказанный анализ мы можем ясно видеть, что система доказательства STARK и ее последняя обновленная версия, Circle STARK, являются достойными лидерами и звездами завтрашнего дня. Как флагманский продукт StarkWare, Starknet имеет бесконечное будущее на пути ZK Rollup.
Однако, возможно, из-за витков и поворотов прогресса, Starknet долгое время испытывал контроверзии. Причины заключаются в пользовательском опыте и затратах.
К счастью, благодаря непрерывным усилиям StarkWare эти проблемы постепенно становятся историей. Ниже мы рассмотрим некоторые недавние важные обновления Starknet и дальнейшие действия, запланированные согласно дорожной карте.
Starknet Alpha v0.12.0, кодовое название Quantum Leap, вышел в реальное в основной сети в июле 2023 года. Основное внимание в этой оптимизации было уделено улучшению производительности сети и повышению пользовательского опыта.
Пропускная способность и задержка обычно рассматриваются как стандарты измерения производительности сети. Оптимизируя растификацию сортировщика и обновляя язык Cario, время выполнения блока Starknet значительно сократилось. Пропускная способность выросла с 30 000 CSPS (шагов Cario в секунду) в версии v0.11.0 до 220 000 CSPS, что привело к значительному улучшению производительности.
Долгосрочная проблема плохого интерактивного опыта также была решена. Средний ожидающий статус, который раньше длился до 20 минут во время ожидания подтверждения основной сети, теперь является вещью прошлого.
Для пользователей время транзакции было сокращено до примерно 10 секунд, даже после подтверждения на уровне 2, что значительно улучшает общий опыт.
Это важное обновление помогло Starknet достичь общего объема заблокированных средств (TVL) более 100 миллионов долларов, еженедельный темп роста превысил 43%.
Версия v0.13.0, запущенная в январе 2024 года, увеличила размер блока, что привело к значительному снижению затрат на вычисления на 50% и снижению затрат на доступность данных на 25%.
Версия v0.13.1 была развернута с поддержкой Ethereum EIP-4844 досрочно. В результате Starknet активировал функцию blob в течение нескольких часов после апгрейда в Канкуне, став первым решением L2, значительно снизившим комиссии пользователей.
В ближайшие месяцы текущего года, согласно дорожной карте, версия 0.13.2 предполагает введение параллелизации транзакций, что позволит одновременную обработку большего количества транзакций, тем самым повысив пропускную способность сети и снизив задержку.
V0.13.3 интегрирует Cairo Native в сортировщик Starknet, дополнительно увеличивая производительность сортировщика. Эта интеграция приведет к дальнейшему ускорению скорости сети.
Согласно дорожной карте, долгожданный Volition должен быть запущен в рамках обновления v0.14.0.
В настоящее время хранение доступности данных (DA) на Ethereum потребляет большинство комиссий за газ на сети Starknet. Поэтому снижение хранения DA на Ethereum крайне важно для снижения затрат.
Volition позволит разработчикам выбирать, где хранить некоторые данные на Starknet L2 и в конечном итоге отправлять корневое состояние этих данных на Ethereum L1. Такой подход значительно снижает затраты на хранение данных DA на L1, дополнительно достигая цели снижения комиссий.
Версия v0.14.0 также планирует принятьаппликативная рекурсиядля пакетной обработки следов L1 нескольких блоков (данные и вычислительные задачи, необходимые для поддержки операций Starknet на Ethereum). Этот подход направлен на снижение накладных расходов.
В настоящее время каждый блок Starknet имеет выделенное доказательство и несет фиксированные операционные расходы на Ethereum. В результате сети часто необходимо накапливать достаточный объем транзакций, чтобы покрыть стоимость блока перед упаковкой блока. Это приводит к неопределенным временам блока и неэффективному использованию стоимости блока. С помощью приложенной рекурсии валидаторы могут объединять доказательства для нескольких блоков, уменьшая время блока и распределяя накладные расходы.
Кроме того, Starknet будет исследовать более эффективные решения сжатия данных для дальнейшего снижения затрат.
С постоянным улучшением производительности и непрерывным снижением комиссий экосистема на Starknet теперь склоняется к более зрелому состоянию.
На фронте инфраструктуры, проекты кошельков, такие как Agent X и Braavos, служащие в качестве самостоятельных умных кошельков, не только гарантируют безопасность, но и адаптируются к нативной абстракции учетной записи Starknet, обеспечивая пользователям хороший интерактивный опыт в качестве ворот в мир web3.
В терминах кросс-цепных мостов как родной StarkGate, так и проекты типа Orbiter Finance, MiniBridge и rhino.fi, сосредоточенные на кросс-цепных мостах, присоединились к экосистеме.
Ведущие проекты, такие как Starknet.id в секторе DID, играют роль ENS на Ethereum, поддерживая пользователей в чеканке NFT в качестве идентификаторов и паспортов на цепи Starknet.
В традиционном секторе DeFi Starknet также наблюдает рост ведущих проектов, таких как Nostra, Ekubo, zkLend, ZKX, Carmine Options, быстро доминирующих ключевые области, такие как DEX, стейкинг, кредитование и функциональность смарт-контрактов. Эти проекты DeFi стремятся к инновациям в своих продуктах. Например, ZKX принимает игровое взаимодействие и управление DAO для создания уникальной автономной бессрочной биржи контрактов, в то время как Ekubo вводит дизайн singleton для управления всеми пулами ликвидности в одном контракте, снижая торговые издержки для пользователей. Функция одноразового балансирования mySwap эффективно снижает неустойчивые потери во время значительных рыночных флуктуаций, внедряя больше жизненности в экосистему.
GameFi - сектор, на котором с нетерпением ждут Starknet, с ведущими проектами, такими как экосистема Loot и стратегические блокчейн-игры, такие как Realms, Dope Wars и Influence. Topology, игра на основе физики, разработанная командой Starknet, стоит в одном ряду с четырьмя крупнейшими королями блокчейн-игр на Starknet.
Кроме того, в области социальных сетей наблюдается появление проекта xfam.tech, аналогичного ранее популярному friend.tech, который заполняет пробел в социальной сфере.
С момента воздушного капельника $STRK в начале этого года активность на Starknet заметно увеличилась. Более того, проекты в экосистеме, такие как zkLend, Ekubo и ZKX, последовательно выпустили собственные токены $ZEND, $EKUBO и $ZKX.
Лидер экосистемы Nostra Finance также запустил первый родной стейблкоин USD $UNO на Starknet, а также $NSTSTRK, полученный за стейкинг $STRK.
Многоуровневые распределения токенов, несомненно, служат укреплением для экосистемы Starknet, и на первом полугодии текущего года общая производительность экосистемы Starknet оказалась впечатляющей.
Однако в нынешний момент острой конкуренции между решениями уровня 1 и уровня 2 обеспечение продолжения жизнеспособности требует двойного инновационного подхода как в продуктах, так и в технологиях для создания действительно популярных приложений. Помимо официальной команды, на этом стоит акцентировать внимание на постоянные усилия со стороны сообщества разработчиков. Это одна из причин, почему команда Starknet всегда была дружелюбной к разработчикам, предоставляя даже беспрецедентные награды разработчикам в рамках airdrop.
Как уже упоминалось ранее, STARK был создан для безопасных крупномасштабных сложных доказательств с самого начала, и Starknet, идя по тому же пути, разделяет эту этику.
Для достижения этой великой, но чистой цели было необходимо предпринять много усилий, и каирский язык - один из них. (Примечание: Язык Каиро - это язык программирования, разработанный StarkWare специально для системы доказательств STARK. Он эффективно генерирует доказательства, оптимизирует вычисления за пределами цепочки и эффективно решает ограничения Solidity при выполнении доказательств.)
В отличие от других решений Layer 2, которые используют Solidity для разработки смарт-контрактов, разработчики на Starknet должны использовать родной язык Cairo для разработки, что напрямую увеличивает кривую обучения и барьер входа для разработчиков.
С другой стороны, поскольку Cairo VM несовместим с EVM, многие зрелые проекты на Ethereum не могут быть прямо перенесены на Starknet. Это привело к тому, что Starknet, несмотря на то, что является решением Ethereum Layer 2, испытывает трудности в получении преимуществ большой экосистемы.
В настоящее время более 90% dApps на Starknet являются внутренними для цепи, и затраты на разработку проекта значительны.
В этой дилемме выбор Starknet можно найти в статье Эли Бен-Сассона "Gate"@think-integrity/stubborn%2C-or-steadfast">Стойте неподвижно или упорно настаивайте“ в начале года.
В статье цитируется басня о том, что "со сложно слезть с тигра", указывая на то, что жертвовать безопасностью в погоне за краткосрочной производительностью - значит как ездить на взбешенном тигре, полном опасностей. Как истинные верующие в технологии, они никогда бы не прикрывали второсортную технологию под видом первоклассной и не продавали ее.
Что стремится сделать Starknet, это подлинное доказательство, способное выдержать огромные объемы данных и темный лес. И соблюдение доказательства — это соблюдение безопасности.
Чтобы придерживаться, Starknet имеет богатые меры поощрения для разработчиков. Помимо сообщественных мероприятий, таких как хакатоны, он недавно запустил Программа Seed Grand, предоставляя выбранным командам до $25,000 USDC в виде недилютивных финансовых поощрений для поддержки развития их экосистемы на Starknet.
Особенно для игрового сектора ФондПрограмма Пилотного Приводабудет выбрано до 20 игр для финансирования вознаграждений на основе их газопотребления на главной сети Starknet, причем каждая игра может получить до $1 миллиона в вознаграждение.
Кроме того, Nethermind, команда разработчиков клиента Ethereum, глубоко стратегически сотрудничающая с Starknet, также объявила,Starknet Grand Program, предлагая общую сумму вознаграждения в размере $1 миллион. Каждый проект может получить до $250,000 на финансирование и техническую поддержку от команды Nethermind.
Starknet также прилагает усилия для преодоления барьеров между собой и Ethereum с двух сторон. С одной стороны, разработанный Nethermind проект Warp направлен на перевод кода Solidity в код Cairo для достижения совместимости на уровне высокоуровневого языка. С другой стороны, разработанное членами команды StarkWare решение Kakarot zkEVM моделирует среду EVM в Cairo, пытаясь создать доказуемый EVM. Проект все еще находится в стадии разработки.
Под усилиями StarkWare сообщество разработчиков Cairo в настоящее время стабильно растет. Благодаря процветающему сообществу разработчиков экосистема выведет на свет более отличные продукты и инструменты, что еще больше привлечет талантливых разработчиков, чтобы присоединиться к сообществу Cairo и сформировать положительный цикл.
Помимо ожидания появления отличных продуктов в традиционных областях, таких как DeFi, комбинируя постепенно реализуемые улучшения производительности Starknet и выгоды вычислительной целостности, на Starknet начинают появляться некоторые потенциальные секторы трендов, которые могут представлять будущее.
5.3.1 Полноценные игры на цепи
Концепция полностью он-чейн игр (FOCG), также известная как Бесконечные игры, приобрела популярность в начале эпохи блокчейна, завоевав ожидание игроков.
Это предполагает хранение правил и данных игр полностью на блокчейне, выполнение всех операций и взаимодействий на основе смарт-контрактов. Такая настройка позволяет игрокам действительно владеть игровыми активами, обеспечивает прозрачные и проверяемые правила, и предоставляет открытую экономическую систему, тем самым способствуя более свободному и справедливому игровому опыту.
Однако из-за ранних ограничений, таких как пропускная способность, затраты и режимы взаимодействия на блокчейне, Полностью На-Цепи Игры оставались возвышенным видением на долгое время без достижения массового принятия.
Тем не менее, благодаря непрерывной оптимизации различных аспектов Starknet мы можем увидеть значительный потенциал для того, чтобы он стал плодородной почвой для выращивания полностью онлайн-игр.
5.3.1.1 Нативная абстракция учетной записи
Account Abstraction (AA) - это важный шаг в улучшении взаимодействия и помощи пользователям Web2 в переходе к Web3.
В простых терминах это означает переход от традиционных счетов Ethereum, принадлежащих внешним субъектам (EOA), обычно используемых физическими лицами, к счетам смарт-контрактов (CAs). Благодаря программированию счетов смарт-контрактов операции могут быть упрощены, а пользовательский опыт оптимизирован, обеспечивая при этом безопасность.
Дизайн Starknet включает в себя нативную абстракцию учетной записи с самого начала, при этом каждая учетная запись является учетной записью смарт-контракта, что снижает сложность реализации AA в системе.
Нативные кошельки dApps, такие как Agent X и Braavos, поддерживают абстракцию учетной записи, обеспечивая пользователям опыт, аналогичный Web2.
В игровых сценариях роль абстрагирования учетной записи становится еще более очевидной. Например, функция ключа сеанса, инициированная ведущими игровыми командами на Starknet, такими как Briq, Loot Realms и Topology, теперь используется Loot Survivor. Эта функция позволяет использовать сеансовые кошельки, устраняя необходимость для пользователей подписывать каждое действие "атаки", тем самым значительно улучшая пользовательский опыт.
5.3.1.2 Улучшение экологии в Каире постепенно
С непрерывной оптимизацией и улучшением производительности Starknet большое количество игровых сообществ присоединились для совместного построения экосистемы Каира. С запуском ряда инфраструктур игровая структура экосистемы теперь установлена.
Додзё - это игровой движок на цепи, основанный на Каиро, созданный в феврале 2023 года и в настоящее время эксплуатируемый и поддерживаемый коллективно сообществом. Игровой движок служит основой для создания игр, предоставляя разработчикам игр среду разработки, состоящую из контрактов, инструментов и библиотек кода. Это позволяет избежать необходимости создавать основные системы игры с нуля, что упрощает разработку игр на цепи.
(Примечание: Два самых популярных игровых движка для игр Web2 - Unity и Unreal Engine, на которых построены игры типа 'Hearthstone' и 'Street Fighter'. Разработка игровых движков Web3 все еще находится в начальной стадии. Два существующих зашифрованных игровых движка - MUD, построенный на EVM, и Dojo, основанный на Cairo. Dojo - первый доказуемо зашифрованный игровой движок.)
Cartridge - это запускающая программа для игр, которая, с одной стороны, предоставляет разработчикам инструменты и библиотеки кода на основе Dojo для создания и развертывания игр, включая логику игры на цепи, масштабируемую архитектуру, удобный доступ пользователя, модульную разработку и решения по монетизации. С другой стороны, она упрощает процесс взаимодействия для игроков, облегчая им поиск и вход в их любимые игры.
5.3.1.3 Уровень 3
Starknet, как универсальное решение уровня 2 с использованием Zk Rollup, не только отличается высокой безопасностью, высокой пропускной способностью и значительно сниженной стоимостью, но также предлагает настраиваемую разработку Layer3 Appchains для удовлетворения конкретных потребностей.
Разработчики игр могут настраивать и оптимизировать среду выполнения и механизм согласования on-chain в соответствии с их требованиями, создавая высокопроизводительную, низколатентную и экономичную цепочку, специфическую для игр. Это открывает больше возможностей для полностью on-chain игр.
Realms и Cartridge сотрудничают для разработки «Realms World L3», ожидаемого к официальному запуску в 3 квартале этого года. Он будет работать на всей экосистеме Realms поверх Starknet, предлагая более быстрые скорости и низкие затраты для дальнейшего улучшения пользовательского опыта.
Кроме того, Dope Wars объявил о сотрудничестве с Cartridge для выпуска решения Layer3 и использования $PAPER в качестве токена Gas.
5.3.1.4 Summary
В то время как производительность Starknet в Gamefi может быть не особенно заметной в глазах публики, фокус на полностью ончейновых играх показывает дружелюбие экосистемы Starknet, четкую миссию по всему игровому процессу и собственные технологические преимущества, которые одинаково привлекательны для разработчиков и игроков.
В настоящее время мы можем наблюдать высокий уровень энтузиазма среди разработчиков игр на Starknet построить экосистему Cairo. Совместные усилия ведущих проектов способствовали созданию ключевой инфраструктуры, такой как Dojo.
Если однажды полностью цепочечные игры смогут быть полностью реализованы, позволяя всё большему числу любителей игр войти в мир игр Web3 и действительно получить владение своими игровыми активами, есть все основания верить, что всё это произойдет на Starknet.
5.3.2 ZKML
С одновременным взрывом технологий искусственного интеллекта и блокчейна, AI+Blockchain все чаще рассматривается как будущее направление развития, причем Zero Knowledge Machine Learning (ZKML) становится одним из решений.
Традиционные модели машинного обучения часто похожи на черные ящики, принадлежащие централизованным учреждениям. Обычные пользователи, помимо доверия рекламе крупных учреждений, не могут проверить, какие модели они используют, или обучены ли они надежными данными. Вот одна из основных причин, по которой критикуют централизованные крупные модели.
Просто размещение моделей на цепочке в децентрализованном режиме для обучения и выполнения не является возможным из-за высоких затрат на газ и невозможности гарантировать надежность моделей и данных обучения в недоверенной цепочечной среде.
В таком сценарии становится необходимым ZKML. Думайте вне цепи, действуйте в цепи. Обучая и запуская модели вне цепи и используя технологию ZK для генерации доказательств, представленных цепи, ZKML идеально решает две упомянутые ранее дилеммы — стоимость и надежность.
Более того, благодаря функциям конфиденциальности, присущим ZK, ZKML также имеет широкие перспективы в чувствительных областях, таких как финансы и здравоохранение.
Построение ZKML на Starknet с использованием Cairo имеет встроенные преимущества. Cairo, как язык, разработанный для доказательства, обладает отличной вычислительной целостностью и является высокоабстрактным в доказательствах. Разработчики могут напрямую вызывать компоненты доказательства, не затрагивая сами проблемы доказательства, что значительно упрощает процесс разработки.
Кроме того, благодаря преимуществам масштабируемости STARK, у него есть значительные сетевые эффекты в обработке крупномасштабных вычислительных данных, эффективно и экономично поддерживающих массовые данные, необходимые для машинного обучения. Поэтому ZKML на основе Giza Tech на Starknet быстро развивается.
Giza - это промежуточная платформа ZKML на Starknet, предоставляющая среду разработки Orion, позволяющую разработчикам использовать привычные фреймворки (например, PyTorch, TensorFlow) для обучения моделей и их легкого развертывания на Starknet.
Кроме того, Giza представила агентский каркас под названием Agents, который объединяет ZKML с мультицепными поведенческими моделями. Разработчики могут создавать AI-агентов на цепочке на основе ZKML, взаимодействовать со смарт-контрактами и принимать решения на основе заранее определенных правил.
В настоящее время Giza был применен в нескольких проектах. Например, в социальных сетях он сотрудничает с Circles Network по анализу социального графа для обнаружения фальшивых пользователей. В DeFi он сотрудничает с Yearn Finance для предоставления интеллектуальных стратегий инвестирования и решений по управлению рисками на основе ZKML.
Последним добавлением в программу Starknet Seed Grand стал ML Village, который использует Giza для внедрения ZKML в блокчейн-игры для принятия решений, демонстрируя их широкие перспективы применения.
Согласно недавним объявлениям официальной команды Starknet, ожидается, что к 2024 году комиссии за газ будут снижены до значительно менее 0,01 доллара, при этом достигнув сотен транзакций в секунду (TPS), что сделает его Layer2 с наивысшим TPS.
Эта цель может показаться недостаточно амбициозной для Starknet, поскольку видение StarkWare для Starknet выходит за пределы простого решения уровня 2. В плане выбора продукта и рынка Starknet больше похож на Solana, отказываясь как от преимуществ, так и от ограничений EVM, чтобы построить все с нуля.
Однако, в отличие от Solana, у которой есть недостатки в децентрализации, Starknet гениально наследует крайнюю децентрализацию Ethereum, обеспечивая масштабируемость и безопасность через комбинацию Ethereum Layer 2 и ZK. Это превращает невозможный треугольник в возможность.
Этот кажущийся идеальным результат, о котором мы упоминали ранее, представляет собой практику придерживаниясь долгосрочной перспективы, путешествие, во время которого приходится жертвовать близким ради дальнего. Мы с нетерпением ждем, когда Starknet проявит больше жизненной силы в будущем.