Rollup之争：Starkware概览

在目前，以太坊的发展趋势正越来越倾向于模块化区块链。

在模块化区块链的架构下，以太坊上的交易计算和执行不再由主网来操作，这部分工作转移到链下的Layer2上来完成，这种方案减轻了主网的负担，大大扩展了以太坊的性能。

未来以太坊主网只承担完成共识和数据可用性的工作，而承担了所有计算执行的Layer2将变为一个类似云计算服务商的角色，正如现在的亚马逊云和阿里云等。

Rollup

在layer2的扩容方案中，被认为最有前景的就是Rollup。

Rollup在以太坊链下完成交易的验证和计算，并把它们打包压缩后连同交易更新后新的状态根传回主网，从而减少对主网空间的占用。

Rollup中又有两种实现方案，分别是OptimisticRollup和zk-Rollup。其中：

OptimisticRollup采用欺诈证明，首先假设上传到主链所有交易都是合法的，并设置挑战期，允许验证者提出证明来挑战有问题的交易，一旦证实有欺诈行为发生，就对欺诈者进行惩罚，对挑战者进行奖励。

StarkEx服务把这些交易打包执行后把包裹发送给SHARP，这个过程中的执行是由Cairo语言编写的程序完成的，值得一提的是，StarkWare通过Cairo这一图灵完备的语言，将所有智能合约的计算结果转化成了可证明的多项式方程，由此让智能合约与有效性证明兼容；

SHARP是一个基于Stark的证明系统，由它来生成能证明这个批次交易有效性的证明；

SHARP把Stark证明发给部署在?Layer1上的Verifier，由Verifier来完成验证；

Charles Hoskinson：Cardano对ZK-rollups有一个“美丽计划”:4月15日消息，Input Output首席执行官Charles Hoskinson在最近AMA活动中被问到为什么Cardano区块链没有涉及ZK-rollups，他回应称Cardano对ZK-rollups有一个“美丽计划”，应该会与Midnight有很大关系，更多细节将在后续公布。Midnight是隐私为中心的Cardano侧链，专注于保护敏感的商业和个人数据、开发者和个人数据，分析认为虽然Charles Hoskinson没有详细说明Cardano区块链将如何使用ZK-rollups，但提及Midnight可能与安全验证链上数据有关。（cryptoslate）[2023/4/16 14:06:00]

StarkExService会发送一个链上状态更新交易给Layer1上部署的StarkNet智能合约，这个智能合约只会在Verifier完成了证明之后才会接受这个新的状态变更。

产品

Starkware目前有两款产品，分别是：

为应用提供定制化的ToB服务，运行在StarkEx上的应用可以自定义他们的业务逻辑。StarkEx服务于Defi和游戏等应用，能加快交易速度，降低交易费用，还可以通过ZK-Rollup或Validium两种方案来实现数据可用性。

StarkNet是一个无需许可的去中心化、抗审查的通用layer2网络，任何用户和开发者都可以在上面部署使用Cario语言编写的智能合约。

这两种产品分别对应了两种不同的商业模式，前者为应用提供定制化服务并出售，而后者则提供无许可的通用服务然后收取网络上的交易费或者作为节点在交易费用优先的原则下抽取MEV。

Rollup框架产品Rollkit集成比特币Sovereign Rollup数据可用性层:金色财经报道，模块化区块链Celestia旗下模块化Rollup框架产品Rollkit（曾称作Rollmint）宣布支持比特币Sovereign Rollup，允许Rollkit Rollup使用比特币的数据可用性。开发者可以创建具有任意执行环境的Rollup，继承比特币的数据可用性保障和安全保障。

通过此次集成，可以在比特币上运行EVM作为Rollkit Sovereign Rollup，扩大Rollup的可能性，并帮助在比特币上启动一个健康的区块空间费用市场，确保安全预算更可持续。Rollkit表示，此次实现基于比特币的Taproot升级和Ordinals使用比特币发布任意数据。[2023/3/6 12:44:32]

StarkWare联合创始人EliSabasson曾做过一个比喻，将StarkEx和StarkNet的分别比作为计算机和云，购买StarkEx就像拥有自己的定制化计算机，每个客户都拥有自己的扩容计算机。而StarkNet提供的是网络，是通用服务，所有人都可以支付费用并使用。

StarkNet的工作过程如下图所示。它与StarkEx的最大区别是在StarkNet中由?Sequencer取代了?StarkExService来承担验证交易有效性、打包交易、调用Cairo程序执行的工作，而SHARP?所承担的生成证明的工作，在StarkNet中由Prover负责。目前，Sequencer和Prover都由StarkWare官方团队来指定，这就带来了中心化的质疑。

Roadmap

StarkNet曾经在他们的博客中发布过一张路线图，并表示他们会逐步实现去中心化。

公链Zilliqa推出Web3游戏和硬件公司“ROLL1NG THUND3ERZ”:2月14日消息，公链Zilliqa联合创始人Max Kantelia宣布推出Web3游戏和硬件公司“ROLL1NG THUND3ERZ”，该公司不仅会扮演游戏工作室的角色，还将为开发人员构建游戏和dApp工具。Zilliqa去年还宣布计划推出Web3游戏机并将其命名为“Lightn1ng”，Max Kantelia表示未来ROLL1NG THUND3ERZ游戏生态系统不局限于其Web3游戏机，可支持桌面访问。

计划在2023年3月31日左右发布Hub。（cryptoslate）[2023/2/14 12:05:36]

在设想中，团队建设StarkNet的过程包括了四个阶段，分别是：

Step0--基础建设

Step1--Planets：单一操作者、单一app的rollup

Step2--Constellations：单一操作者、多个app的rollup

Step3--Universe：去中心化的操作者、多个app的rollup

在Step1中，一个StarkNet实例上只运行一个应用，开发者关注于如何在StarkNet这个扩容网络上实现自己的业务逻辑。

下一步将支持在同一个StarkNet实例上运行多个应用，并且这些应用将可以共享同一个全局Layer2状态。这将实现不同应用程序之间的互操作性，以及由于规模经济的提高而降低的gas成本。在这个阶段，StarkNet将成为一个功能齐全的框架，在以太坊之上运行具有任意业务逻辑的多个应用程序，每个实例由单个操作者运行。从用户的角度来看，StarkNet用起来和以太坊很像，只是可扩展性更好。

L2Lab发布基于ZK-Rollup的Uniswap版本:金色财经报道，专注于Layer2协议的L2Lab团队发布了ZKSwap项目，该项目基于ZK-Rollup技术，在以太坊的二层网络上实现Uniswap的功能，可以实现无摩擦和实时兑换功能。

ZKSwap （ZK-Rollup based Swap）是一套全新的基于Zkrollup技术的兑换协议，通过Zk-Rollup技术把所有的ERC20 token转移到Layer2上面，基于不断生成的零知识证明来保证Layer1和Layer2状态的一致性，从而让所有的兑换在Layer2上发生，可以做到零GAS费用的实时兑换（不再要等待一个区块时间），并且具备无限的拓展性，摆脱以太坊TPS和区块确认时间的限制，并同时实时掌控自己的资金安全。[2020/9/22]

最后一个阶段是StarkNet对操作者进行去中心化的阶段。在这个阶段中，团队主要做两件事：使用rollup来实现更好的共识机制以及利用经济模型来对贡献者和操作者进行激励，吸引更多参与者来实现网络的去中心化。

Cairo语言

Cairo是Starkware用来为一般计算生成STARK证明的图灵完备的编程语言。应用开发者可以用Cairo定义任何的业务逻辑并完成链下证明和链上验证，而无需手动生成复杂的电路或AIR。

通过Cario编程语言，任何计算命题都可以进行快速、安全的编码证明。一个由Cario写成的应用程序可以证明其对应的执行逻辑，而一个Cario应用程序也可以集成多个Cario应用程序，形成SHARP。

SHARP可以聚合几个独立的Cario应用程序的交易，并在同一个STARK证明中使用。使用STARK证明，提出证明所需的时间与执行语句所需的时间大致呈线性关系。验证证明所需的时间与提出证明的时间则是对数关系。

由于验证时间远小于证明时间，就可以实现递归验证：一个Cairo程序可以验证多笔交易的正确性，同样也可以编写一个Cairo程序来验证多个Stark证明。由于只需要对数时间来实现验证，这样的递归验证可以极大程度地减少验证时间。

EthHub联合创始人：gas费高是致力于Eth2、Optimistic Rollups扩容方案等的原因:8月13日，EthHub联合创始人Eric Conner发推称，我们知道，gas费很高。这就是为什么人们致力于：Eth2、Optimistic Rollups、Plasma扩容方案、支付渠道、侧链的原因。[2020/8/13]

Starkware团队推出了Cairo的通用证明服务(GenericProofService，GPS)，开发者可以使用这项服务用Cairo语言构建自己的应用。他们可以把自己包含业务逻辑的Cairo代码发送给GPS来证明，并在链上验证它们。

由于GPS支持使用一个证明来断言不同多个应用程序执行的完整性，从而使这些应用程序能够分摊证明验证的gas费用。

团队和融资

Starkware的团队来自以色列，主要成员是有自希伯来大学和以色列理工背景的计算机科学及密码学开发者，可以说是零知识证明领域实力最强的团队。

从Starkware的官网上可以看到，这个团队目前有成员77人，外加7名学科顾问和5名其他顾问。主要成员包括：

EliBen-Sasson：Co-Founder&首席科学家，希伯来大学理论计算机科学博士学位，长期从事<spandata-letter-spacing:0pt;vertical-align:baseline;">计算完整性、密码学和零知识证明方面的研究。以色列理工学院计算机专业的教授。Zcash的创始科学家，zkSNARK、zkSTARK的发明者。

UriKolodny：Co-Founder&CEO，希伯来大学计算机科学学士，是一个商业经验丰富、善于合作的连续创业者。

AlessandroChiesa：Co-Founder&首席科学家，加州大学伯克利分校计算机专业的教授。Zcash的创始科学家，zk-SNARKs的联合发明者，简洁零知识证明的领先开源库libsnark的核心开发者。

MichaelRiabzev：Co-Founder&首席架构师。以色利理工学院的博士，曾在Intel、IBM工作。

OrenKatz：工程副总裁。希伯来大学计算机专业毕业，特拉维夫大学MBA，20年经验的资深工程师。

在融资方面，StarkWare共披露了七轮融资，涉及投资45笔，对外披露融资额2.73亿美元，2022年，D轮融资估值79亿美元，投资人包括Paradigm，SequoiaCapital和PanteraCapital等机构以及Vitalik。

经济模型

Starkware在今年七月中旬的博客中发布了他们的代币经济模型。原本计划于9月发行其代币，但是后又发布消息推迟发币时间，截至本文发布的时间，仍然没有官宣发币。

StarkNet代币将主要具有3个使用场景，分别是支付StarkNet网络费用、质押以参与网络共识、社区治理投票。

交易费用：目前，StarkNet中的费用以ETH支付。但接下来，该项目预计费用将仅使用原生StarkNet代币支付。为了支持良好的用户体验，自动化和去中心化的链上机制将允许用户以ETH支付费用。

质押：对StarkNet的活跃性和安全性至关重要的某些服务可能需要质押StarkNet代币。这些服务可能包括排序、在达到L1最终性之前达成临时L2共识、STARK证明服务和数据可用性供应。预计这些服务将在2023年实现去中心化。

治理：改进StarkNet的提案将需要一个最低的代币持有阈值。对于对StarkNet的活跃性、安全性和维护至关重要的协议的所有更改，都需要直接或通过委托进行投票。例如，StarkNet操作系统的所有重大更新都需要获得代币持有者的批准。

StarkNet代币初始发行量为100亿枚，17%?分配给StarkWare投资者，32.9%分配给核心贡献者，50.1%分配给基金会。同时，该代币具有增发机制，新的铸造代币和交易费用的一部分将授予给核心基础设施开发人员和智能合约开发人员。

分配给基金会的51%具体用途为：

9%?——生态开发者，使用者和社区。包括在6月1日前与StarkEx有过交互的部分用户。

9%?——社区退款——StarkNet代币的退款，以部分支付从以太坊加入StarkNet的成本。

12%?——资助用于开发、测试、部署和维护StarkNet协议的研究者和工作者。

10%——战略储备，用于资助符合基金会使命的生态系统活动。

2%?——捐赠给相关领域杰出的的机构和组织，如大学、非政府组织等，由StarkNet代币持有者和基金会决定。

8.1%未分配——以进一步支持StarkNet社区，具体方式由社区决定。

考虑到去中心化生态系统的惯例分配和社区的长期利益，给投资者和核心贡献者的49.9%将有4年的锁定期，并且将会采用1年的Cliff和线性的方式释放代币。

从代币分配可以看出，StarkNet代币奖励优先考虑核心基础设施和dApp的开发人员，而较少倾向于普通用户。

运营数据

StarkEx这个toB产品由于推出较早，且Scaleasaservice的模式相对成熟，已经积累了一些用户，如dYdX，ImmutableX，rhino.fi，celer和Sorare。根据官网显示的数据，StarkEx上累计的交易金额达到了7320亿美元，目前的TVL是4.61亿美元。

另一个产品StarkNet，根据www.starknet-ecosystem.com网站上的数据，目前生态中大约有100多个应用，其中数量最多的是Defi、NFT(24个）和基础设施。

比较知名的项目中，AAVE和Maker?都将部署到StarkNet上，两天前刚刚官宣了Aave与StarkWare的第一阶段跨链合作已完成开发。该阶段是Aavev2在以太坊上的aToken跨链至StarkNet的智能合约基础设施，允许网络用户在StarkNet获取跨链aToken。而早在6月份，Maker已经上线了DAI在主网和StarkNet之间的转账。

值得一提的是，此前在StarkEx中占据主要TVL的dYdX在6月出走，选择了基于CosmosSDK的独立区块链来推出v4版本的产品。这次事件一定程度上影响了投资人对layer2和Starkware的信心。

从此次出走事件中也可以看出，真正拥有用户和影响力的应用在选择底层基础设施上拥有更多的话语权和主动权，它们并不依赖于某个单一的底层链，可以主动选择其他的底层公链，甚至自己搭建符合自己需求的应用链。

过去“胖协议瘦应用”的叙事或许会被重新定义。对于各种底层基础设施的项目来说，如何抓住自己生态中的优质应用，做好留存，也成为了当前需要重新思考的问题，毕竟，要捕获更多价值就要捕获更多用户，而真正与用户交互的是应用而不是底层，用户并不关心底层技术实现的原理，只会随着应用迁移而迁移。

结语

拥有强大技术团队的Starkware目前正按照他们的规划逐步开发产品：10月26日，他们官宣了已使用STARK证明编程语言Cairo写出编写完成ZK-EVM。

同时他们也面临着一些挑战，比如zk-STARK目前技术难度比较高，开发速度慢，开发人员少，这给生态应用的发展和留存带来了很多困难。dYdX的出走带走了项目中多数的TVL，暴露出底层基础设施对上层优质应用绑定能力不足的窘境，也让人们看到了优质应用在挑选底层链时强势的话语权。

但是由于技术的优越性，长期来说，我们仍然看好zk-rollup和STARK的发展。后期随着代币释放带来的激励效果以及网络逐渐转向去中心化，Stakware仍将会是Rollup赛道最有力的竞争者之一。

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