L2 夏が来る？ StarkNet テクノロジーの原理と生態を 1 つの記事でマスターする

星球君的朋友们

Odaily资深作者

2023-03-29 02:33

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StarkNet とそのエコシステム内の主要プロジェクトを紹介します。

AI要約

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StarkNet とそのエコシステム内の主要プロジェクトを紹介します。

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元の編集者: Biteye のコアコントリビューター Crush

1. レイヤー2サマーへのプレリュード

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(データソース: https://dune.com/Henrystats/arbitrum-metrics)

レイヤー 2 の前の 4 つの王、Optimism、Arbitrum、zkSync、StarkNet のうち、後の 2 つだけがエアドロップを発表していません。 OptimismとArbitrumはユーザーを掴むためのエコロジー蓄積＋エアドロップという手法を次々と実践しており、その成果はレイヤー2エコロジーの市場シェアに反映されている。レイヤ 2 エコシステムがより成熟し、EIP-4844 によってロールアップ料金が大幅に削減されるにつれて、ユーザーのプリエンプションがレイヤ 2 の成功の中核要因となるでしょう。現在の市場構造では、zkSync と StarkNet が市場を掌握する時間はあまり残されておらず、プロジェクト間の競争とユーザーの fomo によってもたらされる資産効果により、Layer 2 Summer が出現する準備が整いました。

(注: EIP-4844 はイーサリアムネットワークへの改善案であり、ロールアップのオーバーヘッドを 10 ～ 100 分の 1 に削減することが期待されています。これは、ブロブと呼ばれる有効期間の短いデータを伝送できる新しいトランザクションタイプをイーサリアムに導入します。以前は Calldata の形式で保存されていたデータが、代わりに BLOB に保存できるようになり、BLOB のストレージコストが Calldata よりもはるかに安くなりました。ユーザーエクスペリエンスの観点から、ユーザーの最も直観的な認識は、L2 のコストが大幅に削減されたということです。これは、L2 エコロジーの発生に重要な基盤を提供することを意味します。)

レイヤ 2 の 4 つの王の中で最も評価額の高いプロジェクト (親会社 StarWare の評価額は 80 億米ドル) である StarkNet エコプロジェクトの金含有量は、言うまでもなく最近の取引活動からわかります。

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2.1 プロジェクトの概要

StarkNet の親会社である StarkWare は 2018 年に設立され、イスラエルに本社を置き、その 2 つの主要製品は、イーサリアムメインネットに基づく拡張エンジンである StarkEx と、汎用 ZK-Rollup である StarkNet です。 StarWare 技術チームは、ZKP 分野で 10 年以上の研究およびエンジニアリングの経験があり、2018 年にイーサリアムのスケーラビリティ問題を解決し、大規模なスケーラビリティのロックを解除するために SATRK 有効性証明の使用を提案するリーダーとなりました。。

StarkEx: アプリケーション向けに設計されたレイヤー 2 スケーラビリティエンジンです。StarkEx は、各アプリケーションに専用のロールアップ技術サービスを提供します。2020 年からイーサリアムメインネットで正式に開始されており、比較的成熟しています。現在、StarkEX をベースに開発されたプロジェクトには、Sorare、immutableX、dYdX、ApeX などの有名なプロジェクトが含まれます。

StarkNet: 特定のアプリケーションのカスタム開発を行わずに任意のスマートコントラクトを展開できる汎用ロールアップ。 StarkNet は、2021 年 11 月にイーサリアムメインネットを開始します。現在、メインネットでは 50 以上のプロジェクトが開始され、テストネットでは 100 以上のプロジェクトが開始されています。

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2.2 技術アーキテクチャ等

有効性証明に基づくzk-rollupスキームと同様に、StarkNetとStarkExも「オフチェーン計算-zk証明の生成-オンチェーン検証」の形式を採用し、イーサリアムの拡張を実現します。

ただし、独自の zk-STARK ゼロ知識証明アルゴリズム、zk フレンドリーなプログラミング言語 Cairo、SHARP 共有バリデータ、および多様なデータ可用性を通じて、高いトランザクション処理速度と低コストを実現します。

2.2.1 STARKに基づく有効性証明

zk-STARKは、StarkWareの創設者であるEli Ben Sasson氏が2018年の論文で提案したもので、Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledgeの略称であり、スケーラビリティや透明性などの優れた特徴を持っています。

透明性: ZK-STARK は、共通参照文字列 (CRS: Common Reference String) の信頼できる設定がなくても機能します。代わりに、証明者と検証者の間の対話は公的に検証可能なランダム性を使用して確立され、これによりユーザーの信頼の仮定が軽減され、STARK ベースのプロトコルのセキュリティが向上します。

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(画像ソース: https://medium.com/coinmonks/zk-starks-create-verifiable-trust-even-against-quantum-computers-dd 9 c 6 a 2b b 1 3d)

STARK の利点には、次のような一連のトレードオフもあります。

STARK のプルーフサイズは SNARK に比べて大きいため、レイヤー 2 トランザクションの量が少なく、プルーフコストの分担が難しい場合、確認遅延が大きくなります。現時点で、StarkNet トランザクションの最終確認時間はその理由は、StarkNet の現在のトランザクション量が比較的少なく、有効性証明の費用を分担するのに十分なトランザクションを集める必要があると同時に、zk-STARK がカイロと協力する必要があるためです。トランザクションの有効性証明を生成します。これには、開発者にとって一定の学習しきい値があります。

2.2.2 カイロプログラミング言語

Cairo は、2020 年に StarkWare チームによってリリースされたチューリング完全プログラミング言語で、STARK を知らない開発者でも Cairo を使用して STARK を使用して検証可能なコンピューティングを実現できます。既存の証明システムの多くは、ビジネスロジックごと、つまり計算ごとに、特定の計算を表す多項式制約の集合を生成する必要があり、多様なスマートコントラクトの実行結果を検証可能な多項式にどのように統一するかが課題となっています。。

Cairo が作成したプログラムにより、計算結果は STARK 証明器を介して証明可能な多項式に直接変換できるため、スマートコントラクトとゼロ知識証明は良好な互換性を実現できます。 Cairo は STARK のために生まれたプログラミング言語であり、この 2 つを組み合わせることで STARK の可能性を最大限に引き出すことができますが、EVM エコロジーとの分離は常に解決すべき問題でした。 EVM 互換性は、さまざまな zk 拡張ソリューションにとって高台であり、StarkWare チームもそのために熱心に取り組んでいます。

2022年10月末、StarkNetはZK-EVMの開発にカイロを使用すると主張したが、イーサリアムクライアントのNethermindはStarkWareとEVMの互換性を実現するためにSolidityからCairoへのコンパイラWarpの開発に取り組んでいる。チームは、現在、Wrap はすでに Uniswap V3 の Cairo コードへの書き換えをサポートしていると主張しています。 StarkNet が実際に運用環境に導入されると、さまざまなソリューションの互換性の実際の効果がテストされます。

2.2.3 SHARP 共有認証者

SHARP は共有証明者 (SHARed Prover) であり、StarkEx と StarNet がゼロ知識証明を生成するために使用する証明者です。 SHARP は StarkEx と StarNet の有効性証明を同時に生成できるため、StarkNet 上のさまざまな StarkEx アプリケーションとトランザクションを 1 つの STARK 証明に集約して証明できるため、STARK 証明の容量をより早く満たし、トランザクションの処理速度とレイテンシが低くなります。

再帰的証明は、一部のハードコーディングされたロジックだけでなく、汎用コンピューティングにも使用できる次世代の最先端テクノロジーです。 SHARP と STARK を組み合わせることで、StarkWare エコシステム全体のトランザクションで再帰的な性質が十分に実現され、究極のスケーラビリティがもたらされます。

2.2.4 多様なデータの利用可能性

有効性証明の一般的なロジックは、「オフチェーン計算 - ZK 証明の生成 - オンチェーン検証」です。つまり、ユーザーがレイヤー 2 でトランザクションを送信 -> シーケンサーがソートと実行のためにトランザクションを収集し、その後トランザクションが行われます。計算が完了したら証明者に提出 -> 証明者が生成有効性証明がメインネットワーク上の検証者コントラクトに提出 -> 検証者コントラクトが証明の有効性を検証検証に合格すると、ステータスが検証者によって確認されますメインネットワーク。

データの可用性: ロールアップモードでは、証明者によって生成された証明が検証された後、新しい状態が有効になり、状態の特定の情報 (台帳残高など) がメインネットワークに書き込まれ、ユーザーは信頼できるようになります。信頼性のないメインネットワークによって確認されたデータメインネットには最新のユーザー残高があるため、つまりデータの可用性がオンチェーンであるため、状態情報によって新しい転送が開始されます。

実際、メインネットワークで消費されるガスコストのほとんどは、検証の証明ではなく、データの可用性の保存に使用されます。つまり、メインネットワーク上でデータの可用性を維持すると、多額のコストが発生します。そこでStarkNetは、データの可用性をオフチェーンストレージに転送し、検証された状態のハッシュ値のみをチェーン上に保存するスキームValidiumを提案した。

このスキームでは、データ可用性はデータ可用性委員会 (DAC) によって保存されます。DAC は、状態の正しい更新を監督し、処理されたデータのコピーを保持する独立したメンバーの定足数で構成されます。ユーザーが新しい状態でレイヤー 2 資金を引き出したい場合、特定の台帳情報を提供するために DAC 署名が必要です。 Validium はロールアップのコストを大幅に削減できますが、同時に非重要なトランザクションに適した分散化とデータの可用性が犠牲になります。

Rollup と Validium の 2 つの基本モードに基づいて、StarkWare は Volition モードも提供しており、ユーザーはトランザクションレベルで Validium モードと Rollup モードの間でデータ可用性のストレージモードを選択できます。ユーザーは、単一のトランザクションごとに、Validium モードまたはロールアップモードで保存することを選択できます。要約すると、StarkWare が提供する 3 つのデータ可用性 (DA) モードにより、dApp とユーザーはデータの重要性に応じて選択でき、チームは現在、3 つのモードすべてが実稼働環境で利用可能であると主張しています。ただし、どの DA モードが使用されるかに関係なく、すべてのトランザクションの正当性は STARK 有効性証明によって保証されます。

ロールアップ: 台帳はブロックチェーン上で直接公開されます

Validium: Data Availability Consortium (DAC) は台帳を安全に保ち、ハッシュのみがオンチェーンに保持されます。

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2.3 ワークフロー

2.3.1 StarkNet ワークフロー

1. ユーザーはトランザクションを開始し、検証、並べ替え、実行のためにトランザクションを Squecer に送信し、バッチをパックします。現在、StarkNet システムには StarkWare によって正式にマスタリングされているシーケンサーが 1 つだけありますが、StarkWare チームは将来的に Squeencer を分散化することを計画しており、Squeencer は Cairo OS を通じてトランザクションを実行し、EVM の役割を果たします。

2. Squeencer は実行されたトランザクションのトレースを Prover に送信し、Prover は計算の整合性を示す有効性証明書を生成します。実行トレースは zkp 生成の中核であり、実行トレースの記録は Cairo 言語の zk に適した機能です。Prover は StarkEx の有効性証明も生成し、さまざまな StarkEx アプリケーションや StarkNet からのトランザクションを集約して共有することができます。

3. Squeencer と Prover は、記録のために有効性証明とグローバル状態の変更をすべてのノードに送信します。フルノードは P2P ネットワーク上に構築され、レイヤー 2 ネットワーク全体のトランザクション履歴と、イーサリアムメインネット上のレイヤー 2 関連のトランザクションを記録する役割を果たします。

4. 証明者は、メインネットワーク上の検証者に有効性証明書を送信します。 Verifier はイーサリアムのメインネットに展開されるスマートコントラクトで、Prover によって提供される有効性証明を受信して検証する責任を負います。

5. 検証者は、検証結果を記録および保管するためにメインネットワーク上の StarkNet Core コントラクトに送信します。 StarkNet Core コントラクトはイーサリアムメインネット上にデプロイされ、状態ハッシュやデータの可用性を含むレイヤー 2 グローバル状態変更情報を受信します。Verifier によって検証された結果は状態ハッシュの文字列で、Verifier は新しいレイヤー 1 トランザクションを書き込み、に渡されます。保存用のコアコントラクト。

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(画像出典: https://david-barreto.com/starknets-architecture-review/#more-4602 )

2.3.2 StarkEx ワークフロー

1. ユーザーがアプリ内で対話を開始し、アプリがトランザクションを実行して生成します。トランザクションはアプリによって StarkEx サーバーに直接送信されます。 StarkEx サーバーは、アプリケーション用に StarkEx によってカスタマイズされた Cairo プログラムです

2. StarkEx サーバーはトランザクションをバッチでパッケージ化し、SHARP Prover に送信し、有効性証明書を生成します。

3. 証明者は、生成された有効性証明書を検証のためにチェーン上の検証者に送信します。

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2.4 StarkNet 価値分析

StarkNet は StarkWare が立ち上げた汎用レイヤ 2 で、メインネットワークのセキュリティを確保するための正当性証明スキームを採用しており、トラック上の zk-rollup に属しています。「zk-rollup と op-rollup の将来を占有するのは誰でしょうか?」 Fang のエコロジーがさらに爆発するにつれて、op-rollup のインタラクティブなソリューションは制限され、非インタラクティブ性とシンプルさのおかげで zk-rollup が優勢になるでしょう。有効性証明の。

zk-rollup のサブディビジョントラックにおいて、StarkNet は zkEVM の激しい方向に突き進むのではなく、STARK+Cairo を通じて新しい道を切り開き、有効性証明テクノロジーを極限まで高めることに尽力し、StarkNet のネイティブエコロジーを誕生させました。。

現時点では、Web3 全体はまだ大規模な普及には至っておらず、StarkNet のエコロジーはまだ初期段階にあります。トランザクションの不足により、StarkNet が有効性証明のコストを共有するのに十分な数のトランザクションを蓄積することが困難になり、その結果、StarkNet のトランザクション確認時間を大幅に短縮し、究極のスケーラビリティを解放します。

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3. StarkNet の主要な生態プロジェクトの一覧表

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3.1 ウォレット

3.1.1 Argent X

Argent X は Argent によって発売された StarkNet ウォレットです。これは StarkNet をサポートする最初のウォレットでもあります。StarkNet のネイティブアカウント抽象化機能を使用してマルチ署名とニーモニック不要の機能を実現し、StarkNet の優れたパフォーマンスを使用してトランザクションコストの削減を実現します。トランザクションの確認時間が短縮されます。

Argent X ユーザーは、iOS および Google プラグインを通じて Argent を使用できます。交換、質入れ、融資などのDeFi機能が組み込まれているため、ユーザーはウォレット内でDeFiのワンストップ操作を完了できます。

Argent は、ユーザーが Web2 エクスペリエンスを取得できるようにする生体認証、ガーディアンメカニズム、その他の機能も提供します。 Argent X の契約の安全性は、Trail of Bits、Solidified、G 0 Group の 3 つの監査会社によって認証されています。

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3.1.2 Bravvos

Bravvos は、StarkNet 上で実行されるセルフカストディアルアカウント用の抽象ウォレットでもあります。 Bravvos は、iOS、Android、および複数のブラウザで利用できるシームレスな Web2.0 ユーザーエクスペリエンスを提供すると同時に、シードフレーズを排除し、ユーザーがアカウントを回復できるようにすることに取り組んでいます。

BravvosはステーキングやレンディングなどのDeFiサービスも提供する予定だ。 Braavos は、引き出し制限と引き出し遅延時間をサポートすることで、長期 (高額) 貯蓄と毎日 (少額) の消費を分離するアカウントのセグメント化もサポートしており、ユーザーは各取引の詳細を表示して、アカウント上で洗練された資金管理を実現できます。鎖。

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3.2 クロスチェーンブリッジ

3.2.1 StarkGate

StarkGate は StarkWare によって開発されたイーサリアム Starknet の公式クロスチェーンブリッジであり、ユーザーがイーサリアムと StarkNet の間で ETH および ERC-20 トークンのクロスチェーントランザクションを実現するのに役立ちます。

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3.2.2 Orbiter Finance

Orbiter Finance は、ユーザーが ETH メインネット、StarkNet、zkSync、Loopring、Arbitrum、Optimism、Polygon、ZKSpace、Immutable X、dYdX、Metis、BNB チェーン、および Boba チェーン間で資産を転送できるようにする分散型クロスロールアップブリッジです。

Orbiterブリッジは独自のマーケットメーカーモデルにより、ユーザーは低手数料や高速などの優れたエクスペリエンスを得ることができますが、現時点ではETH、USDC、USDT、DAIの4通貨での送金のみサポートしています。

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3.3 DID

3.3.1 StarkNet ID

StarkNet.id は StarkNet のドメイン名サービス (.stark) で、ユーザーは StarkNet ベースの分散型 ID を無料で作成できます。ユーザーは、Web2 のソーシャルメディアアカウントから Web3 の ENS ドメイン名への ID タグを含む、あらゆるデータを Starknet ID に添付することもできます。チームは、サポートする StarkNet ID ダッシュボードや、ユーザーがより包括的な管理と構築を容易にするためのその他の機能を開始する予定です。分散型 ID システム。

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3.3.2 WIW Protocol

WIW は、プライバシー保護に焦点を当てたオンチェーン ID プロトコルです。ユーザーのオンチェーン行動に基づいて対応するタグを生成し、ユーザーが ID システムを構築できるようにします。主に 3 つのアプリケーションシナリオをカバーします。

個人ブランドの構築: WIW は、ユーザーがチェーン上で自分の実績を表示し、チェーン上で履歴書を作成できるように支援します。また、ユーザーがチェーン上で信用を構築することで潜在的なエアドロップやクレジットローンの機会を獲得できるようにします。

ソーシャル活動: WIW のユーザー ID の正確な分析により、ユーザーは一致するコミュニティを見つけて参加し、同じ興味を持つ人々と出会うことができます。

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3.4 DeFi

3.4.1 10 KSwap

10 KSwap は、StarkNet に導入された最初のオープンソース AMM プロトコルであり、AMM プロトコルのパフォーマンスに対するロールアップのパフォーマンスを活用し、L2 世界に手数料の削減、摩擦の軽減、流動性の向上をもたらすことを目的としています。

現在、10 KSwap は ETH、USDC、DAI、WBTC、USDT を含む 5 つのトークン間のスワップをサポートしており、従来のスワップと同様に、ユーザーは 10 KSwap に流動性を提供してマーケットメイク収入を得ることができます。

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3.4.2 Nostra

Nostra は StarkNet の展開に基づいた分散型融資プロトコルで、フラッシュローンをサポートし、StarkNet の最初のネイティブステーブルコイン $UNO も提供する StarkNet の最初のプロトコルです。

Nostra は、Nostra Money Market、UNO、Nostra Swap の 3 つの製品で構成される StarkNet の流動性レイヤーを構築することを目指しています。

Nostra Money Market: 流動性レイヤーの中核製品であり、MakerDAO ($UNO の鋳造) と同様の鋳造および融資サービスをユーザーに提供します。Nostra は、担保リスクの分離やインテリジェントな清算などの機能も提供し、ユーザーの融資エクスペリエンスをさらに向上させます。より優れた資産安全性が得られ、通貨市場はノストラスワップと UNO ミンターにも利益をもたらし、流動性システム全体が論理的な閉ループを完成するのに役立ちます。

Nostra Swap: Curve と同様、Nostra システムの安定した通貨取引プラットフォームであり、UNO のペッグと成長をサポートするために使用されます。ユーザーはNostra SwapにLPを提供して取引手数料とマネーマーケットへの利息を得ることができ、また$UNOやその他の安定した通貨の交換も実現できます。

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3.4.3 ZKX

ZKX は、StarkNet 上で自己保管機能とコミュニティガバナンスを備えた初の永久先物取引プラットフォームです。このプロトコルは、分散型ノードネットワークとアップグレードされた取引体験を通じてさらなる拡張性を提供し、StarkNetとイーサリアム上のあらゆるユーザーに永久的なスワップとデリバティブを提供することを目的としています。

ZKXは、USDCを獲得するための取引とステーキング、ZKXの高度な機能のロックを解除するための取引量の増加など、ユーザーの取引を奨励する一連の措置を導入しました。

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3.5 NFT

3.5.1 Aspect

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3.5.2 Mint Square

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3.6 Game

3.6.1 cartridge.gg

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3.6.2 Briq

Briq は StarkNet 上に構築された 3D ブロックで構築された NFT タイプのチェーンゲームであり、誰でも個別の仮想世界ストレージチェーンを構築でき、ユーザーは Briqs を使用して ERC-1155 標準 NFT を構築し、チェーンゲームを構築できます。

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3.6.3 Influence

Influenceは没入型宇宙戦略サンドボックスMMO、プロジェクトトークン$SWAYです。プレイヤーは専用の小惑星を所有し、さまざまな職業の乗組員を操作することで、採掘、建設、交易、研究、戦闘などを行うことができます。現在、Influence は受賞歴のある 3 回のテストを実施し、引き続き積極的な開発を行っていますが、リリース日はまだ最終決定されていません。

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3.6.4 lootrealmsLoot Realms

ゲームスタジオ Bibliotheca DAO によって開発され、チェーン上で結合できる大規模なマルチプレイヤー戦略ゲームのエコシステムとトークン $LORDS です。ゲームプレイは、EVE、Satoshibin などの Web2 の軍事サンドボックスゲームに似ています。プレイヤーは、持続可能な経済システムを構築して資源を生産し、また軍事力を構築して資源を保護し、競争する必要があります。

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