深度解读StarkNet：技术风险、经济模型与评论

原文作者：郑金城，新跃社科大学研究员，全球金融科技学院、Biteye建设者，OceanViews专栏作家；李国权，新跃社科大学教授，新加坡经济协会副会长，全球金融科技学院主席

原文编辑：Biteye核心贡献者Crush

Arbitrum空投的财富效应点燃了市场对L2的信心，纷纷布局还未发币的L2。而?80?亿美元高估值的StarkWare自然是备受瞩目。

那么?StarkWare?是有什么独特的技术值得各大机构热捧？旗下的?StarkNet?想要解决问题？我们将在本文中一一道来。

01?STARKs,StarkEx,StarkNet

1.1STARKs

STARKs是一种可以证明和验证计算的证明系统，旨在提高以太坊的扩展性。

它允许将大型计算从链上转移到链下以降低成本，为计算的正确性生成证明，然后在链上进行少量的计算来验证证明。即验证者通过在链上执行非常少的操作来判断链下完成的计算的完整性。

L2通过?STARKs?技术将多笔交易打包在一起进行数以千计的计算，然后使用单个?STARK?证明在链上验证它们的有效性。

该批次内的所有交易共同分担链上处理的成本，从而在继承以太坊安全性的前提下降低了?Gas?成本，改善用户体验。这模式与共享的士的用户平摊路费相似。

SNARKs是一个简洁的非交互式的证明。STARKs和SNARKs都是?ZKRollups的解决方案。

SNARKs和STARKs对比

相比SNARKs,STARKs?具有以下三个优势：

1.去信任

STARKs公开可验证随机来取代?SNARKs?的可信设置，减少对参与人的依赖，提高协议安全性。

2.更强的扩展能力

STARK具有验证的对数压缩特性，即使底层计算的复杂性呈指数级增长，STARKs?依然保持了较低的证明和验证时间，而非像?SNARKs线性增长。

财政部：推动区块链等新一代信息技术和科技产品深度融合应用:金色财经报道，5月4日，财政部发布关于做好2023年农村综合性改革试点试验有关工作的通知指出，创新数字乡村发展机制。发挥新一代信息技术创新引领作用，大力推进数字乡村建设，推动数字技术与发展乡村实体经济、构建乡村治理体系加速融合，着眼解决实际问题，拓展农业农村大数据应用场景。加强“互联网+农业”建设，推动云计算、大数据、物联网、区块链、北斗终端、多光谱、人工智能技术等新一代信息技术和科技产品深度融合应用，加快推动传统产业数字化、智能化转型，探索乡村数字经济新业态。以数字技术赋能乡村公共服务，完善农民生活服务体系，构建线上线下相结合的乡村便民服务机制，提高乡村治理智能化、精细化、专业化水平。注重网络安全、数据安全。[2023/5/4 14:42:57]

3.更高的安全保证

STARKs使用抗碰撞哈希值进行加密，可抗量子计算的攻击。

但是?STARKs的证明尺寸比SNARKs大，因此L2交易量较低时就会难以分摊证明成本，出现较大的确认延迟。但是当证明规模增加，使用?STARKT?的边际成本会递减，适合大规模应用。此外，相对于?SNARKs，目前?STARKs?采用率不足，基础工具还有待完善。

L2Rollups除了ZKRollups，还有?OptimisticRollups。以下是两种方案的对比。

以?80?亿美元估值完成?1?亿美元?D?轮融资的?StarkWare?提供了两种使用STARK扩展以太坊的解决方案：StarkEx和StarkNet。

1.2StarkEx

StarkEx是一个需要许可的、为特定应用程序定制的扩展解决方案的框架。项目可以使用?StarkEx?来进行低成本的链下计算，生成证明执行正确性的?STARK?证明。

这样的证明包含12,?000?–?500,?000笔交易。最后将证明发送到链上的STARK验证器，验证正确后接受状态更新。

ULTRADX（奥创）与 MastersDAO、MoreMeta 元宇宙平台达成深度战略合作:据官方消息，ULTRADX（奥创）与 MastersDAO、MoreMeta 元宇宙平台达成深度战略伙伴合作关系。

据官方介绍，ULTRADX(奥创）是采用美国CME的全品类全仓保证金系统与OCC的实时清结算系统的加密货币交易平台。

MoreMeta是以沉浸式空间承载内容价值、社交价值的多元交互的综合元宇宙项?。现与多家艺术院校及文化机构达成数字艺术方向的产学研合作，且为多地实现文旅、文博的数字化解决方案，为生态链上下游提供创作与价值革新。

MastersDAO是通过全球各领域的爱好者与艺术家所组成的去中心化自治组织，涉及领域涵盖了美术、古董、字画、音乐、影视等方面。[2022/6/27 1:33:46]

StarkEx提供了?3?种数据存储方式。在ZK-Rollup模式下，数据存储在链上，使数据去中心化，便于用户跟踪和监督。

然而，在链上发布数据的成本高。在Validium模式下，数据存储在链下，低成本且不会把数据公开暴露。

但需要数据可用性委员会来监督数据是否得到妥善处理。Volition是一种混合数据可用性模式，用户可以选择将数据放在链上还是链下。

在StarkEx上部署的应用程序包括永久期权dYdX、NFTL2Immutable、体育数字卡牌交易市场Sorare和多链DeFi聚合器?rhino.fi。

StarkEx适用于独立运行且适合StarkExAPI的协议。

1.3StarkNet

StarkNet是一个无需许可的L2，任何人员都可以在其中部署以?Cairo?语言开发的智能合约。部署在StarkNet上的合约之间可以进行交互来构建新的可组合协议。

与应用程序负责提交交易的StarkEx不同，StarkNet的排序器批量交易并发送它们进行处理和证明。

StarkNet更适合需要与其他协议同步交互或超出StarkEx应用范围的协议。随着?StarkNet?开发的进展，基于?StarkEx?的应用将能够移植到?StarkNet，享受可组合性。

1.4Cairo

Cairo是用于STARK证明通用计算定制的编程语言,使开发、审查和维护代码更简单、快捷，不受?EVM?限制，可以抛弃以太坊的历史负担做更复杂的计算如账户抽象，在游戏开发上也更加灵活，支持全链上游戏。

历史上的今天丨《河北省应急产业发展规划(2020-2025)》提出推进区块链等与应急产业深度融合:2020年3月23日，河北省工业和信息化厅透露，为加快河北应急产业发展，该省近日印发《河北省应急产业发展规划(2020-2025)》提出，推进互联网、大数据、人工智能、区块链、物联网等与应急产业深度融合，加速应急产业数字化、网络化、智能化转型。[2021/3/23 19:11:02]

StarkNet本身不支持?EVM，但从Solidity到Cairo的转译器Warp将有助于以太坊原生项目移植到StarkNet，成为大规模应用的基础设施。

1.5SHARP(sharedprover)共享证明器

SHARP技术允许来自StarkEx的不同应用以及StarkNet上发生的交易合并成一个证明，更快填满STARK证明的容量，提高交易处理速度并且分担验证L1证明的gas成本。

02?StarkNet经济模型

StarkWare?已经在链下铸造了?100?亿个?StarkNet?代币。但是这些代币并不代表?StarkWare?的股权，也不提供任何参与?StarkWare?的权利或赋予任何向?StarkWare?提出索赔的权利。

StarkNet?代币可以作为原生代币支付?Gas?费用，相比其他使用ETH做给?Gas?费用的L2，StarkNet?代币更能捕获生态价值，且降低了?ETH?这外生代币带来的冲击。

分配给核心贡献者和投资者的代币有一年的等待期和四年的锁定期，线性释放。

StarkNet明确给开发者和过去?StarkEx?用户奖励，但未明确?StarkNet?用户是否有空投。首次代币分配中有?8.1%?的代币还未决定用途，具体方式由社区决定。

因此笔者猜想这部分代币有可能用于奖励?StarkNet?用户。此外,部署合约的项目方在获得空投奖励后，有可能会给应用的用户分配空投，反馈早期支持者。因此，用户可以根据需要正常使用StarkNet上有价值的应用。

动态 | 梦网集团：深度布局“区块链+通信”:据证券时报消息，梦网集团(002123.SZ)向证券时报回应其在区块链领域的布局情况时表示，目前，梦网集团区块链主要涉及三大业务：网间清结算、可信账单支付和通信反欺诈溯源平台，而在梦网集团云通信战略部署中，基于区块链技术的“可信云”已成为公司四大战略版块之一。其中，区块链网间结算平台基于手机通话或其他通信数据，通过区块链的方式进行密钥管理、身份管理，提供细粒度敏感业务数据或隐私数据加密保护，保护业务数据安全和隐私安全，防止欺诈，提升安全级别。而可信通信结算层的应用，能够在支持与运营商之间直接结算DCB（Direct Carrier Billing）的同时，通过智能合约独立运行的沙箱环境，保障交易数据的隐私性，提高交易的自动化水平。[2019/10/28]

03?StarkWare融资情况

根据Crunchbase的数据，StarkWare在七轮融资中总共获得?2.825?亿美元。

2022?年?7?月，AlamedaResearch追加?950?万美元投资。但是?AlamedaResearch已于?2022?年?11?月破产，这笔投资是否收到存疑。

以太坊基金会的拨款树立了?StarkWare?的正统性。

04?创始人

EliBen-Sasson

Eli是?StarkWare?的联合创始人兼总裁，也是其董事会主席。

自从?2001?年获得希伯来大学理论计算机科学博士学位以来，他一直在研究密码学和计算完整性的零知识证明。

Eli?是?STARK、FRI?和?Zerocash?协议的共同发明人，也是?Zcash?公司的创始科学家。多年来，他在普林斯顿高等研究院、哈佛大学和麻省理工学院担任研究职位。

声音 | 平安集团COO：区块链应用需要深度改造:据深圳晚报报道，平安集团首席运营官兼首席信息官陈心颖表示：在技术层上要改造区块链底层，此前比特币的交易速度为6-7个交易/秒，平安改造后可以进行100万规模的交易。在隐私性上，金融领域要做到可以验证交易但又不泄露信息；在场景上，区块链应用需要深度改造。[2018/8/23]

最近曾在以色列理工学院担任计算机科学教授，他离开该职位后和伙伴共同创立了?StarkWare。

UriKolodny

Uri是StarkWare的联合创始人兼首席执行官，也是其董事会成员。

他拥有希伯来大学计算机科学学士学位和麻省理工学院斯隆管理学院的?MBA?学位。Uri?是一位连续创业者，曾共同创立了几家科技公司，包括?Mondria。

之前，Uri?还曾在两家以色列风险投资公司帮忙孵化项目，并在麦肯锡公司担任分析师。

05?竞争对手

StarkNet?与zkSync、Optimism、Arbitrum因为其受到的关注度被称为L2的四大天王。

数据来源：

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

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

3.https://defillama.com/

Optimism?和?Arbitrum?采用乐观?rollup,开发难度较低，已经具有较为完善的生态系统，吸引了大量资金和用户，甚至走出了如?GMX，GainsProtocol这样的优秀L2原生协议。

Vitalik在?ETHSeoul期间表示，虽然OptimisticRollups?更加发达，但?ZKRollups?技术的基础将使其最终能够取代OptimisticRollups。虽然?ZKRollups速度更快，但它们缺少以太坊虚拟机(EVM)，这使得运行?dApps?具有困难。因为?EVM是?dApps?的主要处理单元。所以基于?ZK?的?Rollups?正在开发兼容?EVM?的方案。如果开发进程缓慢，则?ZKRollups有可能失去先发优势，让?OptimisticRollups?稳坐宝座。这类似于以太坊和其他L1之间的竞争，虽然以太坊的性能不是最好的，但是凭借先发优势牢牢吸收住最多的资金和最优秀的开发者。

StarkNet?不仅面对采用?OptimisticRollups?的L2竞争，也面对同样采用?ZKRollups?的L2竞争。根据?EshitaNandini?的总结，目前有多个L2正在构建?ZKEVM。

Type-1?是?ETH?等效，可?100%?无缝使用?EVM基础设施，但证明过程很缓慢。Taiko?通过在零知识证明生成前快速确认最终性来减轻这一缺点。

具体方式即只需证明过去状态?X?有效，且在?X?之后没有来自账户?A?的交易，因此用户可以提取其在状态?X?中的代币。目前已经完成alpha-2中测试了去中心化证明和协议经济学，其中有?126?位独立证明者，已证明了?93,?146个区块，证明时间在?130?到160秒之间。

Taiko?目前已经弃用了?alpha-2,并将在第二季度推出alpha-3?。由于Type-1zkEVM在实现等效性方面毫不妥协，具有较大的复杂性，今年可能不会有主网。

Type-2EVM?等效，证明速度相对?Type-1?改善，但仍旧慢。Type?2是?Scroll，Linea?的目标,PolygonzkEVM?已经实现。

PolygonzkEVM?主网Beta版本已经于?3?月?27?日如期上线。在主网Beta的第一阶段，专门的安全委员会将能够快速升级PolygonzkEVM。在第二阶段，将采取一系列措施，以确保在出现任何问题时用户能够得到保护，但权力下放程度更高，并且没有具有特权访问权限的安全委员会。

GasFee以ETH支付，预计未来PolygonzkEVM中的质押和治理将使用MATIC代币，此外，PolygonzkEVM通过ERC-4337支持帐户抽象，将允许用户使用任何代币支付费用。

Scroll和以太坊基金会一起开源开发?zkEVM,将通过并行计算和证明外包给旷工来缩短证明时间。Scroll?处于?Alpha?测试网阶段,可以进行跨链和转账,已经无障碍运行两个月，预计二季度上线主网。

3?月?28?日，ConsenSys宣布将ConsenSyszkEVM重塑为Linea，目前向所有开发人员、用户或协议开放测试。Linea通过MetaMask和Truffle等原生集成，将零知识证明与EVM等效性相结合，为开发者提供灵活性和可扩展性，无需?ZK?技术专业知识。

Linea采用多证明人系统，当代码中存在漏洞时，多重签名可以强制执行特定结果。通过这个系统，一个rollup将利用几种具有不同安全级别的证明机制，以消除单证明人rollup存在的单点故障风险。

Type-3几乎?EVM?等效，更快的证明，但部分?app?需要重新开发。Type?3?是?Scroll?目前所处的过渡阶段。Kakarot?是一个用?Cairo?编写的?zkEVM,作为?EVM?字节码的解释器，最终可能成为?StarkNet?上的L3，目前归类?Type-3?。

Type-4,将用高级语言如?Solidity?编写的智能合约源代码，编译成?ZK-SNARK?友好的语言。证明速度很快，但不太兼容。

zkSyncEra?已经上线，对普通用户开放。目前分担?zkSyncgasfee?的用户不多，因此交互成本较高，部分项目方对?gasfee?进行了补贴。由于?Arbitrum?空投的财富效应，社区用户交互热情高涨，但是目前?zkSync?上土狗项目居多，发生了多起?rugpull?事件。

StarkNet使用Warp作为Solidity到Cairo的编译器。StarkNet是目前唯一一个将其排序器和证明器去中心化的zkEVM。但目前?StarkNet?还未发布生产级别版本，只适合用户小额交互体验,任务常常执行失败。

Vitalik?还提出了?Optimistic?和?ZK?混合的模式。zkEVM成熟之前,发布区块链等待?24?小时，如果没有欺诈挑战就发布零知识证明，确定区块。如果有挑战，就引入治理，通过?2of3?模式裁定。

如果零知识证明时间能大幅缩短，另外一种混合模式就以发布零知识证明为主，只有当零知识证明未能正常发布，才使用OptimisticRollup。这既可能会是StarkNet的一条可选发展路径也可能会使竞争方式。

06?总结

StarkNet采用了基于STARK的Rollup路线，虽然该方案相对于其他方案在去中心化、去信任、抗审查等方面有明显的优势，但是由于该方案的开发工具尚不成熟，研发难度也很大，性能还有待提升。

此外，虽然StarkNet已经得到了机构投资者的支持，但目前仍处于试用阶段，尚未完全成熟。StarkNet下一阶段的重点是将现在由?Python开发的sequencer升级为由Rust进行开发，提高区块链的性能。

此外是提高生态内项目的丰富度和成熟度。加密原生用户可以去体验生态内项目，但需注意项目的风险，选择参与前需要进行充分的风险评估。

虽然StarkNet具有抗量子攻击的特性，但是否会成为扩容的终局还有待观察。因此，对于StarkNet的未来发展，我们需要持续关注和评估。

区块链的安全性是整个生态系统的重中之重，底层基础层的安全性绝不能被忽视、妥协、让步、或折衷，否则整个生态系统与账本将会失去用户的信任。

因此，在基础层的设计中，需要选择最为安全的共识算法，即使它的能源消耗可能很高。这个问题可以通过采用类似在纳斯达克上市的?IrishEnergyLimited?所倡导的可再生能源挖矿来解决。

相比之下，第二层的中心化程度可以更高，以实现更高的效率和灵活性。不管是底层还是上层，都需要遵循合理的设计原则，以确保整个生态系统的安全性和可靠性。

任何依赖于以太坊基础层安全性的第二层或应用，都必须对基础层的共识算法有充分的信心，确保其安全性不受损害。这可能是社区面临的最大系统性风险。

免责声明：

本文使用了ChatGPT进行内容增强。ChatGPT是一种人工智能语言模型，它基于先进的技术进行训练，并可以生成人类可理解的语言。以上StarkNet分析内容仅供读者了解和学术研究使用，并不构成任何投资建议。

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