一文了解Starknet(STRK)：以太坊Layer2扩容解决方案

Starknet 由 StarkWare 创建，是一个 zk-Rollup Layer2，使用 zk 证明为以太坊创建一个链下执行层。这种链下执行机制是一种让基于以太坊的交易变得非常低成本和快速的方法。简单地说，Starknet 将许多交易一起批量处理，然后有效地将这些数据发布到以太坊。

Starknet是什么

Starknet 是一种 zk-Rollup Layer 2 解决方案，可提供高吞吐量、低 Gas 成本并保留以太坊 Layer1 的安全等级，旨在透过使用链外计算的 STARK 证明，以更轻且更具成本效益的 Layer1 验证取代繁重的 Layer1 计算来扩展以太坊。

这种方法可以与数独谜题进行比较，其中验证解决方案比从头开始解决它更容易和更快。

Starknet 作为以太坊上的无需许可的 Layer2 网络运行，并使用最具可扩展性和安全性的加密证明系统 STARK，利用 Cairo 语言（一种专门为STARK 证明设计的图灵完备程式语言）来编写合约。

发展历史

Starknet 由以色列区块链公司 StarkWare Industries 开发，用于扩展以太坊。Starknet 于 2022 年 2 月作为无需许可的 Layer2 网络推出，允许任何人在其上建立去中心化应用程式或 dapp。

此外，StarkWare 还开发了另一个名为 StarkEx 的平台，该平台自 2020 年 6 月起上线，是一个针对 dapp 的特定要求量身定制的许可网络。

StarkWare 成立于 2018 年，并获得了红杉资本、Paradigm 和 Coatue 等知名投资者的支持。

Starknet技术分析

ZK-Rollup和OP-Rollup

目前市场上使用最广泛的 Layer2 ： Arbitrium 的底层技术是 OP- Rollup，（Optimistic Rollup），通过欺诈证明（Fraud proofs）实现扩容。

在 Op-Rollup 中，交易数据被系统乐观地相信是正确的，而不进行实时验证，直接进入一个等待期。

在等待期内，如果有节点提出异议并提供了证据证明存在恶意交易，那么该交易将被取消；如果没有异议，等待期结束后，交易将自动完成并在主链上验证交易。

而 Starknet 则是基于 ZK-Rollup 技术的 Layer2。ZK-Rollup 主要依赖于零知识证明技术，通过将计算和验证过程分离，将合约执行的验证放在链下完成，然后将验证结果提交到以太坊主网上。

计算过程在链下进行，而验证结果仅作为一个证明提交到以太坊，因此，这种方法提供了最高级别的安全性和用户隐私保护。

OP-rollup 和 ZK-rollup 相比，ZK-rollup 则是一种比 OP-rollup 更加安全的替代方案，而 OP-rollup 则是具有 EVM 兼容性的 DeFi 项目的更好选择。

由此可见，具备 EVM 兼容性的 ZK-rollup 以其天然的安全性的优势将会是 Layer2 的未来的叙事发展方向。安全性的实现这一优势要归功于 Starknet 对最安全、最可扩展的密码学证明系统 ： STARK 的依赖。

Zk-STARKs和Zk-SNARKs

Zk-STARK和 Zk-SNARK都属于零知识证明的技术，用于创建可以验证但不泄露全部信息的证明。但它们在实现方式和特性上存在一些关键的区别。

选择使用 SNARKs 还是 STARKs 取决于具体的应用场景和需求。

SNARKs 在证明大小和验证速度上有优势，但需要信任设置，而 STARKs 不需要信任设置，对量子计算机攻击有抵抗力，但证明较大，验证速度较慢。

这里需要了解“信任设置（Trusted Setup）”这一概念，这是一种在某些类型的零知识证明系统（如 zk-SNARKs）中使用的过程，在系统开始运行之前创建了一些初始参数。这些参数在证明的生成和验证过程中都会被使用。

信任设置的关键是确保生成者在创建初始参数后彻底销毁他们所使用的秘密信息。如果生成者保留了这些秘密信息，他们就有能力创建看似有效的虚假证明，这将危及系统的安全性。

因此，信任设置过程需要接受严格的审查和监控，以确保所有生成者都按规定销毁了秘密信息。这就是为什么称其为“信任设置”，因为用户必须相信这个过程是公正的，生成者没有作弊行为。

而 zk-STARKs 却是一种不需要信任设置的零知识证明系统。这意味着，与需要信任设置的系统（如 zk-SNARKs）不同，zk-STARKs 的证明生成和验证过程不依赖于任何秘密信息。这提供了更高的透明性和安全性，因为系统的安全性不依赖于任何特定个体或组织的行为。

zk-STARKs 是通过使用一种被称为“FRI”的技术实现的。

FRI协议

FRI 协议的基本思想是通过一系列的抽样和插值步骤，逐步降低多项式的度。在每一步，证明者都会提供一个新的多项式，并声称它是原始多项式的一个压缩版本。验证者可以通过检查这些多项式在随机点上的值，来验证这个声称是否正确。

这个过程会一直持续到多项式的度足够低，以至于验证者可以直接检查它的所有系数。由于在每一步中多项式的度都会减半，所以这个过程可以在对数时间内完成，这使得 FRI 协议非常高效。

FRI 协议的一个关键特性是，它只依赖于公开的、预先定义的参数，而不需要任何秘密信息。这使得它可以用于构建不需要信任设置的零知识证明系统，如 zk-STARKs。

然而，FRI（Fast Reed-Solomon Interactive Oracle Proofs）协议并不相当于信任设置。相反，FRI 协议是一种用于生成和验证 zk-STARKs 证明的技术。它允许证明者向验证者证明一个多项式的系数是低度的，而不需要透露多项式的具体内容。

FRI 协议的关键特性是，它只依赖于公开的、预先定义的参数，而不需要任何秘密信息。

这使得它可以用于构建不需要信任设置的零知识证明系统，如 zk-STARKs。FRI 协议是 zk-STARKs 的一个关键组成部分，它使得 zk-STARKs 能够在不需要信任设置的情况下工作。

但 FRI 协议本身并不是一个信任设置过程，因为它不涉及生成或销毁任何秘密信息。

Starknet的工作原理

StarkWare 公司旗下的产品有专门为项目方定制的 ZKR 企业服务的 StarkEx 以及更加通用的 Starknet。Starknet 由五个部分组成，分别是：

Starknet 上的 prover（证明者）Sequencer（排序器）和 Full node（全节点），以及部署在以太坊上的 verifier（验证者）和 Starknet core（核心状态合约）。

Starknet的工作原理

其工作原理是在 Starknet 上发起一个交易，由链下服务器排序器进行接受，排序，验证，并打包到区块，执行交易，然后状态转发给 Starknet core 状态合约。

随即，证明者将交易生成证明，并发送给以太坊的验证者验证。验证者将验证结果发送到以太坊的 Starknet core 核心状态合约，并从 Starknet core 合约触发一组新的以太坊交易，以更新链上的全局状态以进行记录保存。

全节点（Full node）则发挥了储存功能，包括状态改变、元数据、证明以及记录在 Starknet 中被执行的所有事务，并跟踪系统的当前全局状态。

Starknet的优势

Starknet、StarkEx 和 Cairo 为开发人员提供了一个强大、可靠的解决方案，提供了以太坊的理想特性，例如安全性和去中心化，同时加快了交易速度并降低了成本。

去中心化的高度关注

Starknet 的第一大优势是它非常注重去中心化。STARK-proofs 允许更多用户以低硬件要求验证整个区块链，并且免许可层的序列器和证明器能确保网络具有抗审查性。

在增长和发展方面，Starknet 基金会将 50.1% 的初始 Token 供应用于生态系统发展，其发展目标之一是通过开发治理机制、建立去中心化排序和证明来增强 Starknet 的去中心化。

这种对去中心化的关注有助于吸引我们希望在以太坊中看到的那种建设者——那些专注于构建符合去中心化技术核心原则的开放网络的人。我们认为这是对生态系统发展的积极推动。

StarkEx的可用性

StarkEx 是重型 Layer2 可扩展性引擎，为一些大型网络提供支持，例如永续交易平台 dYdX、Layer2 扩展解决方案 ImmutableX 和 NFT 游戏 Sorare 等 dapp。

Starknet 成功推出的原因之一是 StarkEx 中使用的批处理器，它在 Starknet 的测序中发挥了至关重要的作用。在dYdX和其他平台上进行了测试后，它让开发人员对Starknet的测序仪充满信心，尽管它是在半完整状态下启动的。

这个专有引擎是 Starknet 对考虑在网络上构建的开发人员具有吸引力的另一个原因。复杂的应用程序可以通过垂直整合利用 Starknet 和 StarkEx 的优势。

Starknet 像是一个去中心化的区块链，具有以吞吐量为代价提供更通用功能的 Gas 费用机制；StarkEx 则是一台巨大的计算机，适用于无处不在的案例，如大规模支付、交易和大规模铸造 NFT。

随着 Web3 应用程序的复杂性和功能的增加，可能需要将项目的一部分部署在不同的 Rollup 上以优化效率。

以太坊的助推

“The Surge”是专注于速度的第二赛道，目标是通过 RollUp 实现每秒超过 100,000 笔交易。不仅仅是任何 RollUp，而是面向未来的、量子安全的 SNARKed/STARKed 以太坊。

投资者一直乐于在 ZK 技术中寻找机会，并对以太坊扩容的未来有这庞大的期许。Starknet 无疑从投资者兴趣的激增中受益，在由 Greenoaks Capital 和 Coatue 领投的 D 轮融资中以 80 亿美元的估值筹集了 1 亿美元，Tiger Global 等投资者也参与其中。

首席执行官 Uri Kolodny 表示，资金将用于产品和业务开发、工程设计和发展生态系统。凭借充足的资源，我们预计 StarkWare 将开始加大业务发展，以加速其生态系统的增长，来与Polygon等其他第2层的竞争对手抗衡。

STRK代币

STRK 是 Starknet Layer2 的原生加密货币，初始供应量为 100 亿，具体分配如下：

STRK代币分配

• 17% 分配给 StarkWare 投资者；
• 32.9% 分配给核心贡献者，包括 StarkWare 及其员工和顾问，以及 Starknet 软件开发合作伙伴；
• 50.1% 由 StarkWare 授予基金会分发，其中 9% 作为社区分配（Community Provisions），适用于为 Starknet 工作并为其底层技术提供支持或开发的人员；
• 9% 用作社区回扣（用于部分支付从以太坊加入 Starknet 的费用）；12% 用于资助开发、测试、部署和维护 Starknet 协议的研究和工作；
• 10% 用作战略储备金，用于资助与基金会使命相一致的生态系统活动；
• 2% 由 Starknet 代币持有者和基金会决定，捐赠给备受推崇的机构和组织，例如大学、非政府组织等；
• 8.1% 未分配，由社区决定的方式进一步支持 Starknet 社区。

所有分配给核心贡献者和投资者的代币将受到 4 年的锁定期限制（一年完全锁定后线性释放）。

用途

• 治理：STRK 旨在充当治理代币，STRK 代币持有者可以直接对 Starknet协议的改进提案和变更进行委托或投票。
• 质押：排序和数据可用性配置等关键协议服务可能需要质押 STRK 代币。
• 交易费用：目前， Starknet上的 Gas 费用以 ETH 支付，开发人员预计未来将推出以 STRK 代币支付 Gas 费。

空投

Starknet 原生代币 STRK 已于 2024 年 2 月 20 日开始，通过 Starknet 基金（SNF） Provisions 计划（Starknet 空投计划）进行分发。首轮代币分配将有约 130 万个钱包有资格领取 STRK 代币，领取时间持续四个月直至 6 月 20 日。

Starknet 基金（SNF） 将代币分发计划称为 “Provisions” 而非 “Airdrop”，本次代币分发的主要对象为 Starknet 支持者、以太坊生态支持者，以及非 Web3 开发者。

此次空投中，Starknet 的用户将获得 51.33% 的代币份额，ETH 的质押者获得 21.99%，StarkEx 用户及 Starknet ECMP 成员分别获得 9.62% 和 9.05% 的代币份额。详细分配占比见下图：

在此期间未领取的代币，将被回收到池中并在未来的轮次或计划中分配。

Starknet生态

Starknet 生态项目繁多，目前包含 100 多种 dapp 和服务。

DeFi领域

JediSwap

JediSwap 是由 Mesh Finance 社区在 Starknet 上创建的无需许可的、可组合的 AMM。JediSwap 创新性十足，能够以一种无需信任的方式实现极其快速、近乎无 Gas 费的资产交换。

Morphine

Morphine 是一种创新的 DeFi 借贷协议，主要有两个用例：被动放贷和主动借贷。

被动放贷允许用户提供流动性，并通过 junior tranches 和 senior tranches 不同的风险层级获得收益，以迎合不同的风险偏好。

另一方面，主动借贷使用户能够部署子账户，在这些子账户中，他们可以借入最多 15 倍于其抵押品的资金，可以访问 LSD、LP、ERC4626 以及设置自动操作。

Orbiter Finance

Orbiter Finance 是一个去中心化的跨 rollup 桥，用于以太坊原生资产传输。Orbiter Bridge 基础设施允许跨各种 rollup（如 StarkNet、zkSync 等）快速且经济高效地传输以太坊资产。

DeversiFi

DeversiFi 是一个去中心化交易所，旨在通过 Starknet 实现更快、更安全的交易，同时保持与以太坊的连接。

钱包

Argent X

Argent X 是由 Argent 为 Starknet 打造的第一款钱包。利用 Starknet 上的原生帐户抽象，Agent X 可提供 multisig 多签安全性以及无需助记词的便利性让用户安心使用，并且交易费用更低、确认时间更快。

Braavos

Braavos 是一个基于 Starknet 的友好的智能合约自托管钱包，旨在为 Web2 用户提供无缝体验，目前可以在 Android、iOS、Chrome、Firefox 和许多其他浏览器上使用。

其他 Web3 项目

Carbonable

Carbonable 是一个基于 Starknet 的碳贡献追踪系统，采用基于区块链的创新方法有助于减少二氧化碳排放、实现碳中和。

Dolven Labs

Dolven Labs是一个基于 DAO 的生态系统 Catalyst，也是 Starknet 生态系统的无许可 DeFi 工具和创新项目的中心。该团队还开发了 Starknet Social 和 StarkGuardians 等项目。