Encaminhe o Título Original 'Starknet 万字研报：蓄势待发，长期主义者的跬步千里'

Em comparação com outras narrativas ruidosas no mundo web3, a trilha ZK há muito tempo representou uma infraestrutura fundamental longa, monótona, mas profundamente significativa. É semelhante a uma peregrinação difícil onde os insiders trabalham arduamente enquanto os outsiders permanecem no escuro. No entanto, é gratificante que a velocidade de desenvolvimento do ZK tenha excedido em muito as expectativas nos últimos dois anos. Os dois principais ZK Rollups, ZkSync e Starknet, fizeram progressos significativos em desempenho e custos.

Após a atualização Ethereum EIP-4844, a ZK Rollup está a fortalecer ainda mais a sua posição na competição com a OP Rollup. A colaboração entre os antigos concorrentes StarkWare e Polygon Labs é ainda mais emocionante, pois atualizaram o protocolo STARK—que tem representado há muito tempo o topo da capacidade ZK—e lançaram oficialmente o Circle STARK, trazendo outro salto nas capacidades de prova ZK.

Se leu o artigo do ano passado (“O Verão L2 está a chegar? Domine os Princípios Técnicos e o Ecossistema do StarkNet num ArtigoSe você deseja aprofundar-se no intrigante processo de prova ZK por trás do Starknet, mas é desencorajado por fórmulas matemáticas intimidantes e teorias técnicas complexas, então siga este artigo para explorar algumas questões-chave sobre ZK. Tentaremos evitar as partes matemáticas irritantes e, com base nisso, discutir as vantagens técnicas do Starknet, especialmente os recentes avanços significativos.

01 Começando com ZK primeiro

ZK é tanto um rótulo como uma abreviação para Sistemas de Prova de Conhecimento Zero. Como um tópico proeminente, as provas ZK são como uma lenda misteriosa - permitem provar um facto sem revelar qualquer informação adicional. Como pode ser alcançado um objetivo tão idealista? Para isso, precisamos de fazer uma analogia familiar a qualquer estudante.

Normalmente, se um aluno deseja provar a sua excelência académica, a forma mais simples é apresentar o seu histórico escolar. Pressupondo que o sistema de exames seja eficaz e justo, um histórico escolar que mostre uma nota global de A pode atestar o nível académico do aluno sem revelar quaisquer detalhes académicos específicos.

O processo de provas ZK é bastante semelhante. Em termos simples, os seus componentes principais são duas partes: o Provador e o Verificador. O Provador é como o sistema de exames da escola, seguindo um processo fixo para gerar uma transcrição como prova da capacidade académica do aluno. Esta prova é então apresentada ao Verificador, que poderá ser um pai ou empresa, para validar a competência do aluno com base na transcrição.

Aqui vemos que a parte mais desafiante do processo de prova é o Prover gerar a prova. Num prova de conhecimento-zero, este processo pode ser dividido em duas partes: aritmetização e compromisso polinomial.

1.1 Aritmetização

1. Aritmetização consiste em converter problemas de prova complexos em problemas algébricos. Especificamente, é converter a testemunha (Testemunha) que queremos provar em um conjunto de restrições polinomiais (Restrições Polinomiais). Isto é semelhante a como convertemos as capacidades académicas dos estudantes através de exames em um conjunto de pontuações.
2. Testemunha: Testemunha é o que normalmente chamamos de dados brutos de cálculos off-chain, incluindo dados de transações, dados de status de conta, resultados de cálculos intermediários, etc. São dados privados que usamos para provar a validade das transações, mas não queremos torná-los públicos.
3. Restrições Polinomiais: Restrições polinomiais. O que precisa de ser feito no processo de prova ZK é transformar problemas complexos em problemas matemáticos. A parte mais crítica do método de prova matemática é encontrar um polinómio e finalmente provar que o encontrou de facto. As restrições polinomiais referem-se às condições que o polinómio precisa de satisfazer.

1.2 Compromisso de Polinómio

Compromisso polinomial, em provas matemáticas específicas, envolve provar que encontrou um polinômio que satisfaz todas as restrições geradas na etapa de aritmetização. Se o polinômio for válido, então a prova matemática é bem-sucedida, significando que a questão que queremos provar está estabelecida. Este processo é semelhante a chegar a uma pontuação média ponderada ou a um histórico que garante que todas as notas dos alunos são A, provando assim a excelência acadêmica do aluno.

Pode questionar esta analogia, uma vez que, na vida real, uma transcrição frequentemente falha em refletir com precisão a capacidade académica de uma pessoa devido a inúmeros defeitos e fatores incontroláveis nos sistemas de exames humanos. No entanto, no mundo ZK, com a ajuda de matemática inequívoca e procedimentos transparentes e abertos, este ideal está a ser realizado, tal como os contratos inteligentes e a blockchain garantem justiça e transparência.

02 SNARK vs STARK

SNARK e STARK são atualmente os dois protocolos de prova ZK mais comumente usados, e são, respectivamente, os protocolos subjacentes usados pelo ZkSync e Starknet. Devido aos seus nomes e campos semelhantes, são frequentemente comparados. No entanto, antes de os comparar, vamos apresentar duas figuras para melhor entender os sistemas de prova ZK construídos por esses dois protocolos a partir de uma perspectiva histórica.

2.1 Groth and SNARK

Jens Groth é professor no Departamento de Ciência da Computação da UCL (agora professor honorário) e atualmente atua como Cientista-chefe na Nexus, com foco no zkVM. A partir de 2009, ele tem sido prolífico, publicando inúmeros artigos sobre tópicos relacionados a zero conhecimento. No campo de ZK, frequentemente ouvimos sobre artigos como Groth09, Groth10, etc., que são nomeados após ele e o ano de publicação.

Dois dos seus trabalhos mais famosos são:

[Groth10] “Short Pairing-based Non-interactive Zero-Knowledge Arguments,” que propôs um esquema de prova não interativo completo e é considerado um precursor teórico do SNARK.

[Groth16] "Sobre o Tamanho de Argumentos Não-interativos Baseados em Pairing," que, baseando-se em Groth10, simplificou o tamanho das provas e melhorou a eficiência de verificação, ainda é amplamente utilizado hoje.

É com base na pesquisa de Groth que o SNARK foi desenvolvido e aprimorado. SNARK, que significa Argumento Sucinto Não-interativo de Conhecimento, é um sistema conciso de prova de conhecimento zero conhecido por sua forte usabilidade, permitindo a rápida adoção de ZK no campo das criptomoedas.

2.2 Eli Ben-Sasson com STARK

Vale a pena mencionar que o primeiro protocolo a aplicar SNARK à criptomoeda, Zerocash, foi co-fundado por Eli Ben-Sasson, que mais tarde co-fundou a StarkWare e foi um dos inventores do STARK. Além disso, nos primeiros anos, Eli Ben-Sasson promoveu ativamente a implementação do protocolo SNARK e publicou artigos em 2013 e 2014, propondo e otimizando a construção do SNARK para melhorar sua praticidade e eficiência, ajudando o SNARK a ganhar ampla atenção e aplicação.

No entanto, talvez devido a uma compreensão profunda dos desafios enfrentados pelo SNARK, em 2018, Eli Ben-Sasson e outros publicaram “[BBHR18] Escalável, transparente e segura pós-quântica integridade computacional,” propondo formalmente o sistema de prova STARK e fornecendo uma solução mais abrangente para o ZK Rollup.

STARK, que significa Scalable Transparent Argument of Knowledge, tem vantagens em provas em grande escala e garante transparência ao longo do processo de prova sem depender de terceiros confiáveis. Também fornece segurança contra ataques quânticos.

(Nota: É necessário esclarecer que, embora as épicas histórias de heróis sejam sempre cativantes, nenhum feito é alcançado por um único indivíduo sozinho. Pelo contrário, quer seja SNARK ou STARK, são o resultado dos esforços coletivos de inúmeros cientistas. Destacar figuras individuais é simplesmente para adicionar vivacidade a esta história crítica do desenvolvimento de ZK de uma perspetiva. Mesmo um génio como Groth contou com as contribuições de pesquisa de outros, como Aniket Kate, Gregory Zaverucha e Ian Goldberg, para concretizar os seus artigos, e os autores que propuseram STARK são todos indivíduos altamente qualificados em que podemos aprofundar no futuro.)

2.3 SNARK vs STARK

Então, o que levou Eli Ben-Sasson a tomar a difícil decisão de recomeçar? Quais desafios enfrentou o SNARK?

2.3.1 Transparência

Antes de responder à pergunta anterior, talvez precisemos abordar outra questão: O que é a coisa mais cara no campo da criptografia? A resposta de Satoshi Nakamoto é confiança.

SNARK acaba por tropeçar nesta mina terrestre. Quando SNARK realiza compromissos polinomiais, adota o método KZG, que requer uma Configuração Confiável para gerar uma String de Referência Comum (CRS) que é então utilizada para gerar chaves para o processo de prova e verificação.

Voltando ao nosso exemplo de uma transcrição, a razão pela qual os pais ou empresas podem avaliar a excelência académica de um aluno com base numa média de A é porque concordamos coletivamente com a hierarquia das capacidades académicas, de alto a baixo, como A, B, C, D. Apenas sob este padrão é que uma nota A tem significado.

Mas e se o sistema de classificação da escola for comprometido, e a classificação das habilidades acadêmicas se tornar C, A, B, D? Os alunos que originalmente receberam uma nota C podem ser erroneamente considerados os melhores desempenhadores e receberem prioridade. Isso leva a julgamentos errados.

A partir disto, podemos ver quão crucial é a segurança deste padrão acordado coletivamente. No entanto, no mundo criptográfico governado pela lei da selva, esta Configuração Confiável torna-se uma enorme vulnerabilidade.

Sabendo disso, por que o SNARK persiste em usar o método KZG? É porque as provas obtidas usando KZG são muito pequenas em tamanho. Lembre-se do que o “S” em SNARK representa? Sucinto! A tentação de tamanhos de prova pequenos era muito grande, especialmente antes da atualização Ethereum Constantinople, onde tamanhos de prova menores trouxeram melhor praticidade e eficiência para o SNARK e foram adotados por mais projetos por um longo tempo. Então, tudo se resume a compensações.

Agora, no que diz respeito ao STARK, para lidar com o aspecto Não-Confiável, o STARK adota o método FRI (Provas de Oráculo Interativas de Reed-Solomon Rápidas) para compromissos polinomiais.

Especificamente, o método FRI codifica polinómios usando codificação de Reed-Solomon, armazena-os sob a forma de uma árvore de Merkle e facilita interações multi-ronda entre validadores e provadores através de um Oracle para alcançar verificabilidade e transparência (o “T” em STARK).

(Nota: Vale ressaltar que aqui o termo "Oracle" não se refere aos oráculos centralizados ou semi-centralizados comumente vistos no mundo web3, mas sim a uma entidade virtual descentralizada simulada localmente por validadores e provadores com base em regras de protocolo. É uma forma de mecanismo de prova interativa.)

Para continuar a analogia com o exemplo de uma transcrição, podemos ver o processo de compromisso polinomial no sistema STARK como um sistema de classificação construído na blockchain, garantindo a justiça e transparência de todo o sistema através da tecnologia blockchain.

Além disso, em provas STARK, validadores e provadores podem simular o processo de interação usando um Beacon Aleatório comum e, eventualmente, embalá-lo em uma prova completa, alcançando provas não interativas para uma melhor usabilidade e assincronicidade.

2.3.2 Escalabilidade

Os avanços da STARK também residem na sua universalidade e flexibilidade no tratamento de problemas computacionais complexos em larga escala, bem como na sua capacidade de diminuir o tamanho médio da prova à medida que a escala da prova aumenta, formando um efeito de rede, conforme representado pelo “S” em Escalável.

Ao contrário do SNARK, que utiliza métodos de computação de circuito representados por R1CS para aritmetização e requer o redesenho do circuito para problemas diferentes, o STARK utiliza o método AIR (Algebraic Intermediate Representation). Este é um método de computação de máquina universal que conecta diferentes estados através de equações de transição de estado, permitindo que quase qualquer problema computacional seja abstraído em um conjunto de restrições polinomiais.

Além disso, o uso do método FRI da STARK na geração de provas polinomiais emprega uma estrutura recursiva para diminuir gradualmente o grau dos polinômios. Isso resulta em um crescimento do tamanho da prova muito mais lento do que o crescimento da escala do problema (nível logarítmico), proporcionando vantagens significativas no tratamento de computações em grande escala.

Voltando ao exemplo das notas e exames, se compararmos o processo de aritmetização a um exame, então SNARK e STARK se assemelham, respetivamente, a exames tradicionais em papel e a exames em computador.

A curto prazo ou para uma pequena escola, os exames tradicionais em papel são mais baratos e rápidos, enquanto os exames baseados em computador requerem preparação em software e hardware, e parecem caros e complicados.

No entanto, para instituições de exames de escala global, um computador pode realizar exames de diferentes tipos e níveis, eliminando a necessidade de os professores criarem perguntas para cada exame e poupando significativa mão de obra. A longo prazo, à medida que o número de exames acumula, os custos de investimento em software e hardware serão grandemente diluídos.

2.3.3 Resistência a Ataques Quânticos

Para além das conquistas representadas por 'S' e 'T', STARK também alcança resistência contra ataques quânticos através do uso de funções hash resistentes a quântica (como o hash Rescue, geralmente considerado seguro pós-quântico, enquanto as tradicionais funções hash SHA-256 são consideradas potencialmente vulneráveis à computação quântica) e problemas algébricos de segurança (problemas algébricos complexos que o provador precisa provar, atualmente acredita-se serem difíceis de resolver mesmo em computadores quânticos).

03nCircle STARK Não fica por aqui

Como discutimos, é evidente que SNARK é uma solução indispensável a curto prazo devido à sua rápida viabilidade. No entanto, à medida que o tempo passa e os volumes de transações aumentam, juntamente com a explosão da complexidade computacional, as pessoas estão se tornando cada vez mais conscientes de que a confiança é na verdade o luxo mais caro no campo da criptografia. Essa percepção enfatiza a superioridade do STARK ao longo do tempo.

Este ponto está a tornar-se gradualmente aparente na indústria também. As principais aplicações que utilizam SNARKs, como a versão Boojum da ZkSync, já começaram a explorar a transição gradual de SNARK para STARK. Além disso, a Polygon, conhecida pela sua agilidade, também se mudou para STARK. O sistema de prova atualizado deste ano, Plonky3, é baseado na mais recente pesquisa conjunta dos Polygon Labs e da StarkWare, conhecida como Circle STARK.

O Círculo STARK representa uma nova geração de protocolos de prova ZK baseados em STARKs atualizados. Introduz inteligentemente curvas circulares e integra com sucesso o pequeno campo primo M31 no sistema de prova, melhorando significativamente a eficiência da prova.

Nos sistemas de prova ZK, os campos primos desempenham um papel crucial. É através das operações em campos primos que as provas são possíveis. A escolha do campo primo representa um equilíbrio entre eficiência e segurança. Campos primos menores requerem menos cálculos e, portanto, oferecem maior eficiência. Por outro lado, campos primos maiores normalmente significam níveis mais elevados de segurança, razão pela qual tanto o STARK quanto o SNARK historicamente usaram campos primos grandes.

A inovação do Circle STARK reside na sua combinação de curvas circulares e no uso do pequeno campo primo M31. Isso não só melhora a eficiência da prova, mas também garante segurança pós-quântica.

A StarkWare lançou recentemente e tornou de código aberto o provador de próxima geração baseado no Circle STARK, chamado Stwo. Espera-se que a eficiência de prova do Stwo seja 100 vezes maior do que a do provador de primeira geração, Stone. O Stwo será totalmente compatível com o avançado Cario, e o atual Provador Starknet (Provador SHARP) baseado no Provador Stone também fará a transição para usar o Stwo. Isso significa que os desenvolvedores e usuários no ecossistema do Starknet se beneficiarão diretamente do aumento de desempenho trazido pelo Stwo sem a necessidade de qualquer ação.

Para além de acelerar a geração de provas, Brendan Farmer, co-fundador da Polygon, mencionou que a aplicação do Circle STARK irá, em última análise, reduzir significativamente os custos e expandir para mais provas de aplicação. Eli Ben-Sasson também está otimista, afirmando que o lançamento do Circle STARK pode ser visto como um marco significativo, com os sistemas de prova mais eficientes prestes a surgir num futuro próximo, acompanhados por avanços e melhorias contínuas.

04 Starknet Continua a Fortalecer os Seus Esforços, Melhorando o Desempenho

Através da análise acima, podemos claramente ver que o sistema de prova STARK e sua versão mais recente atualizada, Circle STARK, são merecedores de estar na vanguarda e são as estrelas de amanhã. Como produto principal da StarkWare, Starknet tem um futuro ilimitado no caminho do ZK Rollup.

No entanto, talvez devido às voltas e reviravoltas do progresso, o Starknet tem enfrentado controvérsias há muito tempo. As razões não são outras senão a experiência do utilizador e os custos.

Felizmente, através dos esforços contínuos da StarkWare, esses problemas estão gradualmente se tornando história. Abaixo, iremos rever algumas atualizações importantes recentes do Starknet e ações adicionais planejadas de acordo com o roteiro.

4.1 V0.12

Starknet Alpha v0.12.0, codenamed Quantum Leap, foi lançado na mainnet em julho de 2023. O foco desta otimização foi melhorar o desempenho da rede e aprimorar a experiência do usuário.

A taxa de transferência e a latência são geralmente consideradas como padrões para medir o desempenho da rede. Ao otimizar a Rustificação do classificador e atualizar a linguagem Cario, o tempo de execução do bloco do Starknet diminuiu significativamente. A taxa de transferência aumentou de 30.000 CSPS (passos Cario por segundo) na versão v0.11.0 para 220.000 CSPS, resultando em uma melhoria significativa de desempenho.

A questão de longa data da má experiência interativa também foi abordada. O estado pendente médio, que costumava durar até 20 minutos enquanto se aguardava a confirmação da mainnet, é agora coisa do passado.

Para os utilizadores, os tempos de transação foram reduzidos para cerca de 10 segundos, mesmo após a confirmação da Camada 2, melhorando significativamente a experiência geral.

Este marco de atualização ajudou o TVL (Total Value Locked) da Starknet a ultrapassar com sucesso os 100 milhões de dólares, com uma taxa de crescimento semanal superior a 43%.

4.2 V0.13

A versão v0.13.0, lançada em janeiro de 2024, expandiu o tamanho do bloco, resultando numa redução significativa de 50% nos custos de computação e numa redução de 25% nos custos de disponibilidade de dados.

A versão v0.13.1 implementou o suporte para o Ethereum EIP-4844 antecipadamente. Como resultado, o Starknet ativou a funcionalidade de blob poucas horas após a atualização de Cancun, tornando-se a primeira solução L2 a reduzir drasticamente as taxas de utilizador.

Nos próximos meses deste ano, de acordo com o roteiro, a v0.13.2 está definida para introduzir a paralelização de transações, permitindo o processamento simultâneo de mais transações, aumentando assim a capacidade da rede e reduzindo a latência.

A versão 0.13.3 integrará o Cairo Native no classificador Starknet, aumentando ainda mais o desempenho do classificador. Esta integração levará a uma aceleração adicional das velocidades da rede.

4.3 V0.14 e Planos de Atualização Subsequentes

De acordo com o roteiro, o muito esperado Volition deverá entrar em funcionamento na atualização v0.14.0.

Atualmente, o armazenamento de disponibilidade de dados (DA) na Ethereum consome a maioria das taxas de gás na rede Starknet. Portanto, reduzir o armazenamento de DA na Ethereum é crucial para diminuir os custos.

A Volição permitirá aos programadores escolher armazenar alguns dados no Starknet L2 e, em última análise, submeter a raiz do estado desses dados ao Ethereum L1. Esta abordagem reduz significativamente os custos de armazenamento DA no L1, alcançando ainda mais o objetivo de reduzir as taxas.

A versão v0.14.0 também planeia adotar recursão aplicativapara processar em lote as pegadas L1 de vários blocos (os dados e tarefas computacionais necessárias para apoiar as operações da Starknet na Ethereum). Esta abordagem visa reduzir os custos gerais.

Atualmente, cada bloco Starknet tem uma prova dedicada e incorre em um custo operacional fixo no Ethereum. Como resultado, a rede muitas vezes precisa acumular volume de transações suficiente para partilhar o custo do bloco antes de empacotar um bloco. Isso leva a tempos de bloco incertos e a uma utilização ineficiente do custo do bloco. Com a recursividade aplicativa, os validadores podem agrupar provas para vários blocos juntos, reduzindo os tempos de bloco e partilhando os custos gerais.

Além disso, o Starknet explorará mais soluções de compressão de DA para reduzir ainda mais os custos.

05 Construção Ecológica

5.1 Situação Atual

Com a melhoria constante de desempenho e a redução contínua de taxas, o ecossistema na Starknet agora tende a tornar-se mais maduro.

No que diz respeito à infraestrutura, projetos de carteira como Agente X e Braavos, que funcionam como carteiras inteligentes auto-hospedadas, não só garantem segurança, mas também se adaptam à abstração de contas nativas do Starknet, proporcionando aos utilizadores uma boa experiência interativa como porta de entrada para o mundo web3.

Em termos de pontes entre blockchains, tanto o StarkGate nativo como projetos como Orbiter Finance, MiniBridge e rhino.fi, focados em pontes entre blockchains, juntaram-se ao ecossistema.

Liderar projetos como Starknet.id no setor de DID desempenha o papel de ENS no Ethereum, apoiando os usuários a criar NFTs como identidades e passaportes na cadeia Starknet.

No setor DeFi tradicional, a Starknet também viu o crescimento de projetos líderes como Nostra, Ekubo, zkLend, ZKX, Carmine Options, dominando rapidamente áreas-chave como DEX, staking, empréstimos e funcionalidades de contratos inteligentes. Esses projetos DeFi estão se esforçando pela inovação em seus produtos. Por exemplo, ZKX adota interação gamificada e governança DAO para criar uma bolsa de contratos perpétuos autônomos exclusiva, enquanto Ekubo introduz um design singleton para gerenciar todas as pools de liquidez em um contrato, reduzindo os custos de atrito de negociação para os usuários. O recurso de rebalanceamento com um clique do mySwap reduz efetivamente as perdas impermanentes durante flutuações significativas do mercado, injetando mais vitalidade no ecossistema.

GameFi é um setor muito aguardado pela Starknet, com projetos líderes como o ecossistema Loot e jogos blockchain estratégicos como Realms, Dope Wars e Influence. Topology, um jogo de conhecimento baseado em física desenvolvido pela equipa nativa da Starknet, destaca-se como um dos quatro grandes reis dos jogos blockchain na Starknet.

Além disso, o SocialFi testemunhou o surgimento do xfam.tech, semelhante ao anteriormente popular friend.tech, preenchendo a lacuna no campo social.

Desde o airdrop de $STRK no início deste ano, a atividade na Starknet aumentou significativamente. Além disso, projetos dentro do ecossistema, como zkLend, Ekubo e ZKX, lançaram sucessivamente tokens nativos $ZEND, $EKUBO e $ZKX.

O líder do ecossistema Nostra Finance também lançou a primeira stablecoin nativa em USD $UNO na Starknet, bem como $NSTSTRK obtido do staking $STRK.

As distribuições de tokens em vários níveis servem sem dúvida como um impulso para o ecossistema Starknet e, até à primeira metade deste ano, o desempenho global do ecossistema Starknet tem sido impressionante.

No entanto, no momento atual da feroz competição entre as soluções de Camada 1 e Camada 2, garantir a continuidade da vitalidade requer uma dupla inovação tanto nos produtos quanto na tecnologia para criar aplicações verdadeiramente populares. Por trás disso, além da equipe oficial, os esforços contínuos da comunidade de desenvolvedores também são cruciais. Esta é uma das razões pelas quais a equipe Starknet sempre foi amigável aos desenvolvedores, até mesmo fornecendo recompensas sem precedentes aos desenvolvedores em airdrops.

5.2 Desafios e Escolhas

Como mencionado anteriormente, STARK nasceu para provar complexos em grande escala de forma segura desde o início, e Starknet, seguindo a mesma linha, compartilha esse ethos.

Para alcançar este objetivo grandioso, embora puro, muitos esforços foram inevitáveis, e a linguagem Cairo é um deles. (Nota: A linguagem Cairo é uma linguagem de programação projetada pela StarkWare especificamente para o sistema de prova STARK. Gera provas de forma eficiente, otimiza a computação fora da cadeia e aborda eficazmente as limitações do Solidity na execução de provas).

Ao contrário de outras soluções de Camada 2 que usam Solidity para o desenvolvimento de contratos inteligentes, os desenvolvedores na Starknet devem usar a linguagem nativa Cairo para o desenvolvimento, o que aumenta diretamente a curva de aprendizagem e a barreira de entrada para os desenvolvedores.

Por outro lado, uma vez que a VM do Cairo não é compatível com a EVM, muitos projetos maduros no Ethereum não podem ser migrados diretamente para o Starknet. Isso resultou no Starknet, embora seja uma solução de Camada 2 do Ethereum, lutando para desfrutar dos benefícios de um grande ecossistema.

Atualmente, mais de 90% dos dApps no Starknet são nativos da cadeia, e o custo do desenvolvimento do projeto é considerável.

Perante este dilema, a escolha da Starknet pode ser encontrada no artigo de Eli Ben-Sasson @think-integridade/teimoso%2C-ou-constante">Parar ou Persistir" no início do ano.

O artigo cita a fábula de "montar um tigre é difícil de sair", indicando que sacrificar a segurança para buscar desempenho a curto prazo é como montar um tigre galopante, cheio de perigos. Como verdadeiros crentes em tecnologia, eles nunca disfarçariam tecnologia de segunda categoria como de primeira e a venderiam.

O que o Starknet pretende fazer é uma prova genuína que possa resistir a dados avassaladores e à floresta escura. E aderir à prova é aderir à segurança.

Para aderir, o Starknet possui medidas ricas de incentivo para desenvolvedores. Além de atividades da comunidade, como hackathons, ele lançou recentemente o Programa Seed Grand, oferecendo a equipas selecionadas até $25,000 USDC em recompensas de financiamento não dilutivo para apoiar o desenvolvimento do seu ecossistema na Starknet.

Especificamente para o setor de jogos, a Fundação Programa Piloto de Propulsãoselecionará até 20 jogos para recompensas de financiamento com base no seu consumo de gás na mainnet Starknet, sendo que cada jogo é elegível para receber até $1 milhão em recompensas.

Além disso, Nethermind, a equipa de desenvolvimento de clientes Ethereum em profunda cooperação estratégica com Starknet, também anunciou o Programa Grandioso Starknet, oferecendo um total de $1 milhão em recompensas de financiamento. Cada projeto pode receber até $250,000 em financiamento e suporte técnico da equipe Nethermind.

A Starknet também está a fazer esforços para romper as barreiras entre si e o Ethereum a partir de dois aspectos. Por um lado, o projeto Warp desenvolvido pela Nethermind visa traduzir o código Solidity para o código Cairo para alcançar compatibilidade ao nível da linguagem de alto nível. Por outro lado, a solução Kakarot zkEVM desenvolvida por membros da equipa StarkWare simula o ambiente EVM no Cairo, tentando criar um EVM comprovável. O projeto ainda está em desenvolvimento.

5.3 Futuro

Sob os esforços da StarkWare, a comunidade de desenvolvedores do Cairo está crescendo constantemente. Com a comunidade de desenvolvedores próspera, o ecossistema vai originar mais produtos e ferramentas excelentes, atraindo ainda mais desenvolvedores talentosos para se juntarem à comunidade do Cairo, formando um ciclo positivo.

Para além de esperar que excelentes produtos surjam em campos tradicionais como DeFi, combinando as melhorias de desempenho gradualmente realizadas e as vantagens de integridade computacional da Starknet, estão a surgir alguns setores de tendência potenciais na Starknet que podem representar o futuro.

5.3.1 Jogos Completos On-Chain

O conceito de Jogos totalmente na cadeia (FOCG), também conhecidos como Jogos Infinitos, ganhou popularidade nos primeiros dias da blockchain, capturando a antecipação dos jogadores.

Envolve armazenar as regras e dados dos jogos inteiramente na blockchain, executando todas as operações e interações com base em contratos inteligentes. Esta configuração permite aos jogadores serem verdadeiramente proprietários dos ativos do jogo, garante regras transparentes e verificáveis e fornece um sistema econômico aberto, fomentando assim uma experiência de jogo mais livre e justa.

No entanto, devido a limitações iniciais como throughput, custos e modos de interação na blockchain, os Jogos Totalmente On-Chain permaneceram uma visão ambiciosa por um longo tempo sem atingir a adoção em massa.

No entanto, com a otimização contínua em vários aspectos do Starknet, podemos ver um potencial significativo para que se torne um terreno fértil para nutrir Jogos Totalmente On-Chain.

5.3.1.1 Abstração de Conta Nativa

A Abstração de Conta (AA) é um passo crucial na melhoria da interação e na assistência aos utilizadores da Web2 na transição para a Web3.

Em termos simples, envolve a mudança de Contas Controladas Externamente (EOAs) tradicionais do Ethereum, comumente usadas por indivíduos, para Contas de Contrato Inteligente (CAs). Devido à programabilidade das contas de contrato inteligente, as operações podem ser simplificadas e a experiência do usuário otimizada, garantindo ao mesmo tempo a segurança.

O design do Starknet incorpora a abstração de conta nativa desde o início, com cada conta sendo uma conta de contrato inteligente, reduzindo assim a complexidade de implementar AA no sistema.

Aplicações de carteira nativa como o Agente X e Braavos suportam a abstração de conta, proporcionando aos utilizadores uma experiência semelhante à Web2.

Em cenários de jogos, o papel da abstração de conta torna-se ainda mais evidente. Por exemplo, o recurso de chave de sessão iniciado por equipes de jogos proeminentes no Starknet, como Briq, Loot Realms e Topology, agora é utilizado pelo Loot Survivor. Esse recurso permite carteiras de sessão, eliminando a necessidade de os usuários assinarem cada ação de “ataque”, melhorando significativamente a experiência do usuário.

5.3.1.2 Cairo Ecologia Melhora Gradualmente

Com a otimização contínua e melhorias de desempenho do Starknet, um grande número de comunidades de jogos juntaram-se para construir juntas o ecossistema do Cairo. Com o lançamento de uma série de infraestruturas, o quadro de jogos do ecossistema está agora estabelecido.

Dojo é um motor de jogo on-chain baseado em Cairo, criado em fevereiro de 2023 e atualmente operado e mantido coletivamente pela comunidade. Um motor de jogo serve como base para a construção de jogos, fornecendo aos desenvolvedores de jogos um framework de desenvolvimento composto por contratos, ferramentas e bibliotecas de código. Isso elimina a necessidade de construir os sistemas básicos do jogo do zero, tornando o desenvolvimento de jogos on-chain mais fácil.

(Nota: As duas engines de jogos mais populares para jogos Web2 são Unity e Unreal Engine, em que jogos como "Hearthstone" e "Street Fighter" são construídos. O desenvolvimento de engines de jogos Web3 ainda está em estágios iniciais. As duas engines de jogos criptografados existentes são MUD, construída em EVM, e Dojo, baseada em Cairo. Dojo é a primeira engine de jogos criptografada comprovável.)

O Cartridge é um lançador de jogos que, por um lado, fornece aos desenvolvedores ferramentas e bibliotecas de código baseadas no Dojo para a criação e implementação de jogos, incluindo lógica de jogo em cadeia, arquitetura escalável, acesso do usuário sem problemas, desenvolvimento modular e soluções de monetização. Por outro lado, simplifica o processo de interação para os jogadores, tornando mais fácil para eles descobrir e entrar nos seus jogos favoritos.

5.3.1.3 Camada 3

Starknet, como uma solução universal de Camada2 usando Zk Rollup, não só possui um desempenho de segurança excepcional, alta capacidade e custo significativamente reduzido, mas também oferece desenvolvimento personalizado de Camadas3 Appchains para atender às necessidades específicas.

Os desenvolvedores de jogos podem personalizar e otimizar o ambiente de execução on-chain e o mecanismo de consenso de acordo com seus requisitos, criando uma cadeia específica de jogos de alto desempenho, baixa latência e custo efetivo. Isso abre mais possibilidades para jogos totalmente on-chain.

Realms e Cartridge colaboraram para desenvolver o “Realms World L3”, que se espera que seja lançado oficialmente no terceiro trimestre deste ano. Irá executar todo o ecossistema Realms em cima do Starknet, oferecendo velocidades mais rápidas e custos mais baixos para melhorar ainda mais a experiência do utilizador.

Além disso, Dope Wars anunciou sua colaboração com Cartridge para lançar uma solução Layer3 e usar $PAPER como token de Gás.

5.3.1.4 Resumo

Embora o desempenho do Starknet no Gamefi possa não ser particularmente notável aos olhos do público, focar totalmente em jogos on-chain revela a amigabilidade do ecossistema do Starknet, a clara missão para jogos all-chain e suas próprias vantagens tecnológicas, que são altamente atrativas para desenvolvedores e jogadores.

Atualmente, podemos ver um alto nível de entusiasmo entre os desenvolvedores de jogos no Starknet para construir o ecossistema Cairo. Os esforços colaborativos de projetos de ponta facilitaram o estabelecimento de infraestruturas-chave, como o Dojo.

Se um dia os jogos totalmente on-chain puderem ser totalmente realizados, permitindo que mais e mais entusiastas de jogos entrem no mundo dos jogos Web3 e realmente ganhem propriedade de seus ativos de jogo, há razões para acreditar que tudo isso acontecerá na Starknet.

5.3.2 ZKML

Com a explosão simultânea das tecnologias de IA e blockchain, a IA+Blockchain é cada vez mais vista como a direção futura de desenvolvimento, com a Aprendizagem de Máquina de Conhecimento Zero (ZKML) sendo uma solução.

Os modelos ML tradicionais são frequentemente como caixas pretas, pertencentes a instituições centralizadas. Os utilizadores comuns, além de confiarem no endosso de grandes instituições, não podem verificar quais modelos estão a usar ou se foram treinados com dados fiáveis. Esta é uma das principais razões pelas quais os grandes modelos centralizados são criticados.

Simplesmente colocar modelos na cadeia de forma descentralizada para treino e execução não é viável devido aos altos custos de gás e à incapacidade de garantir a confiabilidade dos modelos e dos dados de treinamento num ambiente não confiável na cadeia.

Nesse cenário, ZKML torna-se necessário. Pense off-chain, aja on-chain. Ao treinar e executar modelos off-chain e usar a tecnologia ZK para gerar provas submetidas à cadeia, ZKML aborda perfeitamente os dois dilemas mencionados anteriormente - custo e confiabilidade.

Além disso, devido às funcionalidades de privacidade inerentes ao ZK, o ZKML também tem amplas perspetivas em áreas sensíveis como finanças e saúde.

Construir ZKML na Starknet usando Cairo tem vantagens inerentes. Cairo, como linguagem desenvolvida para prova, tem excelente integridade computacional e é altamente abstraída em provas. Os desenvolvedores podem chamar diretamente os componentes de prova sem terem de lidar com problemas de prova, simplificando muito o processo de desenvolvimento.

Além disso, beneficiando das vantagens de escalabilidade do STARK, tem efeitos significativos na rede ao lidar com dados computacionais em larga escala, suportando de forma eficiente e econômica os enormes dados necessários para aprendizado de máquina. Portanto, o ZKML baseado na Giza Tech na Starknet está se desenvolvendo rapidamente.

Giza é uma plataforma de middleware ZKML no Starknet que fornece o framework de desenvolvimento Orion, permitindo que os desenvolvedores usem frameworks familiares (como PyTorch, TensorFlow) para treinamento de modelos e implantação fácil no Starknet.

Além disso, Giza introduziu um framework de agentes chamado Agents que combina ZKML com comportamentos multi-chain. Os desenvolvedores podem criar agentes de IA on-chain com base em ZKML, interagir com contratos inteligentes e tomar decisões com base em regras predefinidas.

Atualmente, Giza tem sido aplicado em vários projetos. Por exemplo, em redes sociais, colabora com a Circles Network para análise de gráficos sociais para detetar utilizadores falsos. No DeFi, colabora com o Yearn Finance para fornecer estratégias de investimento inteligentes e soluções de gestão de risco com base em ZKML.

A mais recente inclusão no Starknet Seed Grand Program, ML Village, está usando Gizé para introduzir o ZKML em jogos blockchain para tomada de decisões, demonstrando suas amplas perspetivas de aplicação.

06 Conclusão

De acordo com os anúncios recentes da equipe oficial da Starknet, espera-se que até 2024, as taxas de gás sejam reduzidas para muito abaixo de $0.01, enquanto alcançam centenas de transações por segundo (TPS), tornando-a a Layer2 com o maior TPS.

Este objetivo pode não parecer ambicioso para Starknet, pois a visão da StarkWare para Starknet vai além de ser apenas uma solução de Camada 2. Em termos de escolhas de produto e mercado, Starknet é mais semelhante ao Solana, abandonando tanto as vantagens quanto as restrições do EVM para construir do zero.

No entanto, ao contrário da Solana, que tem falhas na descentralização, o Starknet herda engenhosamente a extrema descentralização do Ethereum, garantindo escalabilidade e segurança através da combinação da Camada 2 do Ethereum e ZK. Transforma o triângulo impossível numa possibilidade.

Este resultado aparentemente perfeito, como mencionamos anteriormente, é uma prática de aderir ao longo prazo, uma jornada de sacrificar o próximo pelo distante. Esperamos ver o Starknet liberar mais vitalidade no futuro.

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