L2的强力竞争对手，一文了解ZK Rollup赛道的StarkNet

零知识证明研发机构StarkWare表示，其二层扩容解决方案ZK Rollup“StarkNet”目前已经完成基础构建（阶段0），即图灵完备框架Cairo、STARK软件堆栈和二层扩容引擎StarkEx，之后将进行构建阶段一至阶段三。其中，阶段一将支持单一应用Rollup“Single-App Rollup”，将使开发人员能够在StarkNet上构建和部署自己的可扩展性应用程序；阶段二将支持多应用Rollup“Multi-App Rollup”，支持在同一StarkNet实例上运行并访问多个应用程序，这将实现不同应用程序之间的互操作性，以及降低Gas成本；阶段三将支持去中心化Rollup“Decentralized Rollup”。

StarkWare预计将在近几个月内部署阶段一，并在2021年底之前顺利进入阶段二和阶段三。StarkWare构建的StarkNet是一种由STARK驱动的去中心化二层ZK Rollup，可支持以太坊的通用计算。

以下是StarkWare发布的公告全文（译文）：

我们正在分四个步骤构建StarkNet：

阶段0——地基（Foundations）（已完成*）

阶段I——行星（Planets）：单一应用汇总（Rollup）

阶段II——星座（Constellations）：多应用汇总

阶段III——宇宙（Universe）：去中心化汇总

我们预计将在几个月内部署步骤I，并在2021年底之前顺利步入步骤II和III。

介绍

我们正在构建StarkNet，这是一种去中心化，无需许可且不受审查的STARK技术，支持L2 ZK-Rollup，可支持以太坊的一般计算。 它基于图灵完备的Cairo语言。

开发人员，用户和StarkNet节点将能够完成对无许可L2汇总方案所期望的一切：开发人员可以构建实现自己的业务逻辑的应用，并将其部署在StarkNet上。 用户可以将交易发送给StarkNet来执行，就像今天与以太坊进行交互一样。 StarkNet节点和参与者将享受加密经济的激励，以确保网络高效，公平地运行。

所有StarkNet交易将定期进行批处理，其有效性将通过一种STARK证明加以证明，并在以太坊上进行验证。 与验证的计算相比，验证STARK证明所需的计算量小得多，因此StarkNet将以太坊扩展几个数量级。

由于所有StarkNet状态转换都将经过STARK验证，以太坊网络仅接受有效的转换。 重构完整StarkNet状态所需的所有数据将在链上发布。 任何人都可以运行自己的StarkNet节点。 这些属性将使StarkNet像以太坊一样安全和无需许可。

我们已经开发了三年，并且在将“ Moon Math”转变为在以太坊上运行的生产级高效软件方面已经取得了一些非凡的里程碑。 我们做事的方式是首先解决难题，建立核心技术，然后将其逐步投入生产。 随着StarkNet的完成，我们将继续以这种方式进行构建。

阶段0 —地基（Foundations）

我们已经为StarkNet奠定了一些重要的基础。

Cairo

Cairo是我们的图灵完备高级语言和框架，用于生成用于常规计算的STARK证明。 应用程序开发人员可以使用Cairo定义任何业务逻辑，并在链下进行证明和验证，而无需手工制作复杂的“电路”或AIR。 Cairo已经上线主网，开发人员也可以使用。

在几周内，我们将在公开的以太坊测试网上启动Alpha版本的Cairo通用证明服务（GPS）。 这将使开发人员可以使用Cairo构建自己的应用程序，实现他们想要的任何业务逻辑。 他们可以将自己的Cairo代码发送到GPS进行验证，然后在链上进行验证。

GPS实现了单个证明来确认完全分离和独立的应用程序的执行完整性，从而使这些应用程序能够摊销证明验证所消耗的gas费用。

Cairo和GPS是StarkNet的基础——我们将开发人员外部化的决定使他们可以尽早接触该技术，不仅使他们可以开始在此技术上构建，而且还可能影响StarkNet的发展。

我们将根据开发人员社区的需求和反馈继续开发Cairo。 我们将通过新功能，语法和内置插件来增强该语言，以提高其可用性，并继续开发和改进Cairo工具：编译器，跟踪器/调试器以及与通用IDE的集成。

StarkNet将让Cairo在后台运行。

STARK软件堆栈

我们已经开发了生态系统中功能最强大的证明系统，并且已经在主网上运行了几个月。 我们还开发了开源证明程序ethSTARK，该速度比其他证明程序快20倍； 它既提供零知识签名，又提供量子后安全签名。

我们的扩展标准包括在主网上的一次证明中处理30万笔交易，在汇总吞吐量方面达到了世界纪录：300000 tps。 在此过程中，我们已经取得了汇总gas效率的世界纪录：315gas/tx，比以太坊L1的交易便宜几个数量级。

这项技术将成为StarkNet去中心化验证层的基石，因此，作为StarkNet开发的一部分，我们将发布更多和增强的证明（有关更多信息，请参见即将发表的博客文章）。

StarkEx

StarkEx是我们的L2扩展引擎。 自2020年6月以来，它一直为DeversiFi的客户提供主网服务。它将在未来几周内为dYdX和ImmutableX提供动力。 StarkEx可以处理复杂的交易逻辑（现货交易，衍生产品，NFT）以及付款。

开发StarkEx是我们扩展工具链并针对实际需求进行测试的方式。 实际应用程序和实际用户需求最能帮助工具成熟和发展。 它还可以帮助我们了解为更好地服务于生态系统而需要解决的元素，例如与钱包和区块浏览器的集成。

StarkEx是使用基于STARK的ZK-Rollup扩展应用程序功能的实时示例，并且是Cairo在主网上编写的第一个生产应用程序。 因此，它也将是StarkNet上运行的应用程序之一。

未来发展路线

阶段I——行星（Planets）：单一应用汇总

此步骤将使开发人员能够在StarkNet上构建和部署自己的可扩展应用程序。

此时，每个StarkNet实例将能够运行一个应用程序。不同的实例可以运行不同的应用程序。

StarkNet框架将包括以下内容：

生成用于任意Cairo逻辑的STARK证明，然后在以太坊上提交和验证的机制。

与L1以太坊的交互：L1代币的存入，提取，链上数据的发布，保护StarkNet用户免受恶意StarkNet运营商侵害的逃逸机制等。

L2用户余额以及应用程序的存储和内存的管理。

开发人员将能够完全专注于构建应用程序的业务逻辑，然后进入生产环境：在StarkNet上大规模部署和运行它。

使我们能够构建通用的可扩展ZK-Rollup的原因在于：

Cairo，这是一种通用的图灵完备的编程语言

我们强大的STARK堆栈（证明者和验证者），可将大量计算捆绑到一个证明中

阶段II——星座（Constellations）：多应用汇总

下一步将支持在同一StarkNet实例上运行并访问相同的全局L2状态的多个应用程序。 这将实现不同应用程序之间的互操作性，并由于规模经济的改善而降低gas成本。

Cairo，强大的STARK堆栈和GPS增强了StarkNet在支持多应用程序汇总中的竞争优势。

在此阶段，StarkNet将是一个功能完整的框架，用于运行以太坊之上具有任意业务逻辑的多个应用程序，每个实例均由一个运营商运行。

运营商现在可以启动StarkNet节点，应用程序开发人员可以在其上部署合同。 从用户的角度来看，StarkNet现在看起来和感觉都像以太坊，但规模更大。

阶段III——宇宙（Universe）：去中心化汇总

StarkNet演进的最后一步是实现去中心化运营。

我们现在正在解决的，影响该阶段的有意义的研发问题包括（i）使用ZK-Rollups改善达成共识的机制，以及（ii）设计加密经济机制以激励去中心化StarkNet贡献者和运营商（交易定序器，证明者， 等）以高效，公平，安全地运行。

结语

我们正在构建StarkNet，一种以太坊上的基于STARK的去中心化无许可 L2 ZK-Rollup产品，并且支持基于Cairo语言的通用计算。

StarkNet将使应用程序能够在不损害安全性的前提下进行扩展，用户支付合理的交易费，并且整个生态系统可以大幅增长并兑现其承诺。