現在、イーサリアムの開発トレンドはモジュール型ブロックチェーンへとますます傾いています。
モジュラーブロックチェーンのフレームワークでは、イーサリアム上でのトランザクションの計算と実行はメインネットワークによって操作されなくなり、この部分の作業はチェーンの下のレイヤー2に転送されるため、メインネットワークの負担が大幅に軽減されます。イーサリアムの拡張パフォーマンス。
最初のレベルのタイトル
Rollup
レイヤ 2 拡張ソリューションの中で、ロールアップが最も有望であると考えられています。
ロールアップは、イーサリアムチェーンの下でトランザクションの検証と計算を完了し、トランザクションをパックして圧縮し、トランザクション更新後に新しいステートルート（ステートルート）とともにメインネットワークに送り返すことで、メインネットワークが占有するスペースを削減します。 。
Rollup には、Optimistic Rollup と zk-Rollup という 2 つの実装スキームがあります。で：
オプティミスティックロールアップの使用法不正行為の証拠, まず、メインチェーンにアップロードされたすべてのトランザクションが合法であると仮定し、検証者が問題のあるトランザクションに異議を唱えるための証拠を提案できるようにチャレンジ期間を設定します。不正行為が確認されたら、詐欺師は罰せられ、挑戦者には報酬が与えられます。
Zk ロールアップの使用法有効性の証明、すべてのトランザクションは検証されてチェーンの下にパッケージ化され、検証されたトランザクションがメインチェーンに送信されると、トランザクションの正当性を証明するためにゼロ知識証明が添付されます。 StarkWare CEO ウリ氏の言葉を借りれば、「トラストレス コンピューティングの完全性 (計算の完全性) を提供する、非常に優れた機能です。たとえ誰も監視していなくても、計算が正しく実行されることを確信できます。」 初期のビット コインに非常に似ています。コンセプト。
ロールアップには 3 つの主な役割があります。
Sequencer：これは主に、マイナーと同様に、ユーザーからトランザクションを収集し、それらを並べ替えて、新しいマークル ルートを Layer1 のロールアップ スマート コントラクトに渡す役割を果たします。
Prover：すべてのトランザクションの計算と検証、およびトランザクションの正当性を証明するための zk-proof の生成を担当します。
Verifier：通常、レイヤー 1 に展開され、証明者が提出した証明の有効性を検証する計算の一部を完了して、整合性の計算に必要なすべての情報が提供されていることを確認する責任があります。
Optimistic Rollup は EVM と互換性があります。技術ソリューションは成熟しており、早期に実装されています。開発者にとって、移行コストは低いため、Arbitrum プロジェクトと Optimism プロジェクトが現在、ロールアップの中で最も高い市場シェアを持っています。 zk-RollupsはEVMと互換性がないため、技術的難易度が比較的高く、開発の進捗も遅く、現状ではスマートコントラクト向けのOPシステムのロールアップほど応用範囲は広がっていません。
それでも、zk-Rollup にはオプティミスティック ロールアップに比べて次のような多くの利点があります。
スケーラビリティが向上します。これは、zk-Rollups がメインネットにアップロードする必要があるデータが Optimistic Rollups よりも少ないためです。 zk-rollups によってチェーンにリリースされたトランザクション情報は検証され、証明書が添付されているため、他のユーザーはトランザクションを検証せずに証明書を検証するだけで済み、検証トランザクションに関連するデータをアップロードする必要はありません。楽観的ロールアップは不正行為の証明という課題を受け入れる必要があるため、これらのデータをチェーン上に置く必要があります。実際のアプリケーションでは、zk-Rollup のパフォーマンス向上能力は Optimistic Rollup の約 10 倍です。
トランザクションの完了時間が短い。zk-Rollups によってチェーンに公開されたトランザクションは検証され、証明が添付されています。検証は比較的簡単で、検証時間は通常 10 分程度かかります。ただし、詐欺のリスクがあるため、Optimistic Rollups によって送信されたトランザクションはこのチャレンジの期間は約1週間であるため、即時出金などの機能は実現できません。
さらなるセキュリティ。zk-Rollups によってアップロードされたトランザクションは検証され、証拠が添付されており、悪事を行う可能性は低いです。不正なコンテンツを含むトランザクションをアップロードする可能性があるオプティミスティック ロールアップと比較して、zk-ロールアップはデータの信頼性とセキュリティが高くなります。
最初のレベルのタイトル
zk-SNARK および zk-STARK
zk システムの 2 つの主要プロジェクトは、zksync と Starkware です。このうち、zksync は zk-SNARK テクノロジーを使用し、Starkware は zk-STARK テクノロジーを使用します。
zk-SNARK は Succinct Non-Interactive Proof の頭字語で、zk-STARK は Scalable Transparent Proof of Knowledge の頭字語です。 zk-SNARK は早くに誕生し、テクノロジーは比較的成熟しており、広く使用されています。初期のプライバシー コイン プロジェクト zcash では、zk-SNARK テクノロジーが使用されていました。 zk-STARK は、zk-SNARK の改良版であると考えられており、より高速で便利な実装であり、zk-SNARK を最適化し、その欠点の一部を補うことを目的としています。
名前からわかるように、zk-STARK は zk-SNARK に比べて拡張性と透明性の点で利点があり、セキュリティも高いです。具体的な理由は次のとおりです。
スケーラビリティ。zk-STARK テクノロジーを使用すると、証明者の実行時間は、計算サイズおよび検証時間の多項式対数において最大でも準線形になります。 zk-SNARK では、証明者は複雑で高価な証明プロセスに直面し、それに応じて検証時間が長くなる可能性があります。
透明性。zk-STARK は、信頼できる設定にパブリック参照文字列を必要とする zk-SNARK とは異なり、信頼できる初期化設定を必要としませんが、ランダムなパブリック検証を使用するため、パラメータが破棄されたり変更されたりすることを心配する必要はありません。
安全性。zk-STARK は対称暗号化のハッシュ関数に依存しているため、ハッシュ関数の衝突防止機能により量子攻撃に対抗する機能がもたらされます。
最初のレベルのタイトル
Starkware
副題
動作原理
Starkware シリーズ製品のワークフローを次の図に示します。
StarkEx を例に挙げると、StarkNet のワークフローはほぼ同様です。
ユーザーは最初にアプリケーション (通常はアプリケーションのクライアントまたは Web ページのフロントエンド) で操作を実行し、アプリケーションはこれらのアクションを実行した後にトランザクションを StarkEx サービスに送信します。
StarkEx サービスはこれらのトランザクションをパックして実行し、パッケージを次の宛先に送信します。SHARP（共同証明者、共同証明サービス）, このプロセスの実行は、カイロ言語で書かれたプログラムによって完了します. StarkWare は、チューリング完全言語である Cairo を使用して、すべてのスマート コントラクトの計算結果を証明可能な多項式に変換します。これにより、スマート コントラクトが作成されます。有効性の証明と互換性があります。
SHARP は Stark ベースの証明システムです、このバッチのトランザクションの正当性を証明できる証拠を生成します。
SHARP は Stark 証明を導入環境に送信します。レイヤ 1 の検証者、検証者によって検証されました。
StarkEx サービスは、オンチェーンのステータス更新トランザクションを送信します。レイヤ 1 に展開された StarkNet スマート コントラクト製品
製品
Starkware には現在、次の 2 つの製品があります。
StarkExアプリケーションに提供するものは、カスタマイズされたToBサービス、StarkEx 上で実行されるアプリケーションは、ビジネス ロジックをカスタマイズできます。 StarkEx は、Defi やゲームなどのアプリケーションを提供し、トランザクションを高速化してトランザクション コストを削減し、ZK-Rollup または Validium を通じてデータの可用性を実現します。
StarkNet です許可のない分散型、検閲耐性のある汎用レイヤー 2 ネットワーク、すべてのユーザーと開発者は、Cario 言語で書かれたスマート コントラクトをデプロイできます。
これら 2 つの製品は 2 つの異なるビジネス モデルに対応します、前者はアプリケーション向けにカスタマイズされたサービスを提供して販売するのに対し、後者は汎用サービスを勝手に提供した上で、ネットワーク上でトランザクション手数料を請求したり、トランザクション手数料優先の原理でMEVをノードとして抽出したりします。
StarkWare の共同創設者 Eli Sabasson はかつてこう比喩しました。StarkEx と StarkNet をそれぞれコンピューターとクラウドと比較するStarkEx を購入することは、独自にカスタマイズされたコンピューターを持つようなものであり、各顧客は独自の拡張コンピューターを持っています。 StarkNet が提供するのは、誰もが料金を支払って使用できるネットワークと一般的なサービスです。
StarkNet の動作プロセスを次の図に示します。 StarkEx との最大の違いは次のとおりです。StarkEx サービスは StarkNet の Sequencer に置き換えられますトランザクションの正当性を検証し、トランザクションをパッケージ化し、実行のために Cairo プログラムを呼び出す作業を引き受けます。SHARP が引き受けた証明を生成する作業は、StarkNet の Prover が担当します。現在、Sequencer と Prover はどちらも StarkWare 公式チームによって指定されており、集中化の問題が生じています。
Roadmap
StarkNet はかつてブログでロードマップを公開し、徐々に分散化を達成すると述べました。
ビジョンでは、StarkNet のチーム構築プロセスには 4 つの段階が含まれます。
ステップ 0 -- インフラストラクチャ
ステップ 1 -- プラネット: 単一のオペレーター、単一のアプリのロールアップ
ステップ 2 -- コンステレーション: 単一のオペレーター、複数のアプリのロールアップ
ステップ 3 -- ユニバース: 分散型オペレーター、複数のアプリのロールアップ
ステップ 1 では、StarkNet インスタンス (1 つのロールアップ) でアプリケーションが 1 つだけ実行され、開発者は StarkNet の拡張されたネットワーク上で独自のビジネス ロジックを実装する方法に焦点を当てます。
次のステップでは、同じ StarkNet インスタンス上での複数のアプリケーションの実行がサポートされ、これらのアプリケーションは同じグローバルなレイヤー 2 状態を共有できるようになります。これにより、異なるアプリケーション間の相互運用性が可能になるだけでなく、スケールメリットの向上によりガスコストも削減されます。現段階では、StarkNet はイーサリアム上で任意のビジネス ロジックを備えた複数のアプリケーションを実行するための完全に機能するフレームワークとなり、各インスタンスは単一のオペレーターによって実行されます。ユーザーの観点から見ると、StarkNet はイーサリアムに似ていますが、スケーラビリティが優れています。
副題
カイロ語
Cairo (CPU Algebraic Intermediate Representation、CPU Algebraic Intermediary Code) は、一般的な計算用の STARK 証明を生成するために Starkware によって使用されるチューリング完全プログラミング言語です。アプリケーション開発者は、Cairo を使用してビジネス ロジックを定義し、オフチェーンの証明とオンチェーンの検証を完了できます。複雑な回路や AIR (代数中間コード) を手動で生成する必要はありません。
Cario プログラミング言語を使用すると、あらゆる計算命題のコード化された証明を高速かつ安全に行うことができます。 Cario で書かれたアプリケーションは、対応する実行ロジックを証明でき、Cario アプリケーションは複数の Cario アプリケーションを統合して SHARP を形成することもできます。
SHARP (Shared Proofer) は、複数の独立した Cario アプリケーションからのトランザクションを集約し、それらを同じ STARK プルーフで使用できます。STARK 証明では、証明を考えるのに必要な時間は、ステートメントの実行に必要な時間とほぼ直線的に比例します。証明を検証するのに必要な時間は、証明を作成する時間の対数になります。
検証時間は証明時間よりもはるかに短いため、再帰的検証を実現できます。Cairo プログラムは複数のトランザクションの正しさを検証でき、複数の Stark 証明を検証するために Cairo プログラムを作成することもできます。このような再帰的検証では、検証の実装に対数時間だけが必要となるため、検証時間を大幅に短縮できます。
Starkware チームがカイロの汎用証明サービス (GPS)、開発者はこのサービスを使用して、カイロ言語で独自のアプリケーションを構築できます。ビジネス ロジックを含む独自の Cairo コードを GPS に送信して証明し、オンチェーンで検証できます。
副題
チームと資金調達
Starkwareのチームはイスラエル出身で、主なメンバーはヘブライ大学やテクニオン・イスラエル工科大学出身のコンピュータサイエンスや暗号開発者であり、ゼロ知識証明の分野では最強のチームと言える。
Starkware の公式 Web サイトからわかるように、チームには現在 77 人のメンバーがおり、さらに 7 人の主題コンサルタントと 5 人のその他のコンサルタントがいます。主要メンバーには以下が含まれます。
Eli Ben-Sasson: 共同創設者兼主任研究員であり、ヘブライ大学で理論コンピューターサイエンスの博士号を取得し、計算の完全性、暗号化、およびゼロ知識証明の研究に長年従事してきました。テクニオン・イスラエル工科大学コンピューターサイエンス教授。 Zcash の創設科学者、zkSNARK と zkSTARK の発明者。
Uri Kolodny: 共同創設者兼 CEO、ヘブライ大学でコンピューター サイエンスの学士号を取得した連続起業家で、豊富なビジネス経験と協力が得意です。
Alessandro Chiesa: カリフォルニア大学バークレー校の共同創設者兼主任研究員、コンピューターサイエンス教授。 Zcash の創設者であり、zk-SNARKs の共同発明者であり、簡潔なゼロ知識証明のための主要なオープンソース ライブラリである libsnark の中心的開発者です。
Michael Riabzev: 共同創設者兼チーフアーキテクト。イスラエル工科大学の博士号を取得し、インテルとIBMで勤務。
オーレン・カッツ: エンジニアリング担当副社長。ヘブライ大学でコンピューターサイエンスを専攻し卒業、テルアビブ大学でMBAを取得し、20年の経験を持つシニアエンジニア。
資金調達に関して、StarkWare は 45 件の投資を含む合計 7 ラウンドの資金調達を明らかにしました。2億7,300万ドルの資金調達を公開、2022年には、Dラウンドの資金調達評価額は79億米ドル経済モデル
経済モデル
Starkware は、今年 7 月中旬にブログ投稿でトークンエコノミーモデルを発表しました。当初は9月にトークン発行を予定していましたが、その後発行時期を延期する旨のメッセージを発表しており、本記事公開時点ではまだトークン発行の正式発表はありません。
StarkNet トークンには主に 3 つの使用シナリオがあります。つまり、StarkNet ネットワーク料金の支払い、ネットワーク コンセンサスへの参加の誓約、およびコミュニティ ガバナンス投票です。
取引手数料：現在、StarkNet の料金は ETH で支払われます。しかし、プロジェクトは今後、料金がネイティブの StarkNet トークンでのみ支払われることを期待しています。優れたユーザーエクスペリエンスをサポートするために、自動化された分散型のオンチェーンメカニズムにより、ユーザーはETHで料金を支払うことができます。
誓約書:StarkNet の稼働性とセキュリティにとって重要な特定のサービスでは、StarkNet トークンをステークする必要がある場合があります。これらのサービスには、順序付け、L1 ファイナリティに達するまでの暫定的な L2 コンセンサス、STARK プルーフ サービス、およびデータ可用性プロビジョニングが含まれる場合があります。これらのサービスは 2023 年までに分散化される予定です。
ガバナンス:StarkNet を改善するための提案には、最小トークン保持しきい値が必要になります。 StarkNet の稼働、セキュリティ、保守にとって重要なプロトコルへのすべての変更には、直接または委任による投票が必要です。たとえば、StarkNet オペレーティング システムへのすべてのメジャー アップデートには、トークン所有者の承認が必要です。
StarkNet トークンの初期供給量は 100 億で、17% が StarkWare 投資家に割り当てられ、32.9% がコア貢献者に割り当てられ、50.1% が財団に割り当てられます。同時に、トークンには追加の発行メカニズムがあり、新しく鋳造されたトークンと取引手数料の一部がコアインフラ開発者とスマートコントラクト開発者に与えられます。
財団に割り当てられた 51% の具体的な目的は次のとおりです。
9% - エコロジー開発者、ユーザー、コミュニティ。 6 月 1 日より前に StarkEx とやり取りした一部のユーザーが含まれます。
9% - コミュニティ リベート - イーサリアムから StarkNet に参加するコストの一部をカバーする StarkNet トークンのリベート。
12% - StarkNet プロトコルの開発、テスト、展開、維持のための研究者や作業者への資金提供。
10% - 財団の使命と一致する生態系活動に資金を提供するための戦略的準備金。
2% — StarkNet トークン所有者および財団によって決定された、大学、NGO など、関連分野の優れた機関および組織に寄付します。
8.1% 未割り当て - コミュニティによって決定された方法で StarkNet コミュニティをさらにサポートするため。
分散型エコシステムの慣習的な分布とコミュニティの長期的な利益を考慮して、投資家と中心的貢献者の 49.9% には 4 年間のロックアップ期間と、1 年間のクリフ (崖期間) および線形アプローチが適用されます。リリーストークンが採用されます。
副題
運用データ
toB 製品である StarkEx は、初期のリリースと比較的成熟した Scale as a Service モデルにより、すでに一部のユーザーを獲得しています。dYdX (現 exodus)、Immutable X、rhino.fi、celer、Sorare。公式ウェブサイトに表示されているデータによると、StarkEx の累計取引額は 7,320 億米ドルに達し、現在の TVL は 4 億 6,100 万米ドルです。
www.starknet-ecosystem.com Web サイトのデータによると、もう 1 つの製品である StarkNet には、現在エコシステム内に 100 以上のアプリケーションがあり、そのうち Defi (45)、NFT (24)、インフラストラクチャー (18) があります。
有名なプロジェクトの中には、AAVEとメーカー2 日前 (10 月 29 日)、Aave と StarkWare 間のクロスチェーン協力の第 1 段階が完了したことが正式に発表されました。この段階では、Aave v2 のイーサリアム上の aToken クロスチェーンが StarkNet のスマート コントラクト インフラストラクチャに接続され、ネットワーク ユーザーが StarkNet 上のクロスチェーン aToken を取得できるようになります。 6月には早くもMakerはメインネットワークとStarkNet間のDAIの転送を開始した。
以前 StarkEx のメイン TVL を占めていた dYdX が 6 月に撤退し、製品の v4 バージョンをリリースするために Cosmos SDK に基づく独立したブロックチェーンを選択したことは言及する価値があります。この事件は、レイヤー 2 と Starkware に対する投資家の信頼にある程度の影響を与えました。
また、この流出事件から、実際にユーザーと影響力を持つアプリケーションは、基礎となるインフラストラクチャの選択において、より多くの発言権と主導権を持っていることがわかります。アプリケーションは、単一の基礎となるチェーンに依存せず、他の基礎となるパブリック チェーンを積極的に選択し、さらには構築することもできます。独自のニーズを満たすアプリケーション チェーン。
エピローグ
エピローグ
強力な技術チームを擁する Starkware は、現在計画に従って徐々に製品開発を行っています。10 月 26 日、同社は STARK 証明プログラミング言語 Cairo を使用して ZK-EVM を作成し、完成したと正式に発表しました。
同時に、いくつかの課題にも直面しており、例えば、zk-STARK は現在、技術的難易度が比較的高く、開発速度が遅く、開発者が少ないため、環境に優しいアプリケーションの開発と維持に多くの困難をもたらしています。 dYdX の離脱により、プロジェクトの TVL の大部分が取り除かれ、基盤となるインフラストラクチャには上位レベルの高品質アプリケーションに対するバインディング機能が不十分であるというジレンマが明らかになり、また、高品質アプリケーションが選択において強い発言力を持っていることが人々に理解されるようになりました。基礎となるチェーン。
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