Chuyển Tiêu Đề Gốc 'Starknet 万字研报：蓄势待发，长期主义者的跬步千里'

So với các câu chuyện ồn ào khác trong thế giới web3, dòng ZK đã lâu đã đại diện cho một cơ sở hạ tầng nền tảng dài dòng, đơn điệu nhưng mang ý nghĩa sâu sắc. Đó giống như một hành hương khó khăn nơi insiders làm việc vất vả trong khi outsiders vẫn đang trong bóng tối. Tuy nhiên, đáng mừng là tốc độ phát triển của ZK đã vượt xa mong đợi trong hai năm qua. Hai hệ thống ZK Rollups hàng đầu, ZkSync và Starknet, đã đạt được tiến bộ đáng kể về hiệu suất và chi phí.

Sau khi nâng cấp Ethereum EIP-4844, ZK Rollup cũng đang củng cố vị thế của mình trong cuộc đua với OP Rollup. Thú vị hơn nữa là sự hợp tác giữa hai đối thủ cũ StarkWare và Polygon Labs, đã nâng cấp giao thức STARK—đại diện lâu nay cho sức mạnh hàng đầu của ZK—và chính thức ra mắt Circle STARK, mang đến một bước nhảy mới trong khả năng chứng minh ZK.

Nếu bạn đã đọc bài viết của năm ngoái (“Mùa Hè L2 đến rồi? Thông Nguyên Tắc Kỹ Thuật Và Hệ Sinh Thái Của StarkNet Trong Một Bài ViếtNếu bạn quan tâm đến quy trình chứng minh ZK đằng sau Starknet hấp dẫn mà lại bị ngăn cản bởi các công thức toán học đáng sợ và các lý thuyết kỹ thuật phức tạp, hãy theo dõi bài viết này để khám phá một số vấn đề then chốt về ZK. Chúng tôi sẽ cố gắng tránh các phần toán học khó chịu và dựa trên cơ sở đó, thảo luận về các lợi ích kỹ thuật của Starknet, đặc biệt là những bước tiến lớn gần đây.

01 Bắt đầu với ZK đầu tiên

ZK là cả một nhãn và một viết tắt của Hệ thống Chứng minh Zero Knowledge. Là một chủ đề nổi bật, bằng chứng ZK giống như một truyền thuyết bí ẩn - chúng cho phép chứng minh một sự thật mà không cần tiết lộ bất kỳ thông tin bổ sung nào. Làm thế nào mà một mục tiêu lý tưởng như vậy có thể được đạt được? Để làm được điều này, chúng ta cần vẽ một phép so sánh quen thuộc với bất kỳ sinh viên nào.

Thường, nếu một sinh viên muốn chứng minh sự xuất sắc học vấn của mình, cách đơn giản nhất là trình bày bảng điểm của họ. Giả sử hệ thống thi cử hiệu quả và công bằng, một bảng điểm cho thấy điểm tổng kết là A có thể xác nhận trình độ học vấn của sinh viên mà không tiết lộ bất kỳ chi tiết học vấn cụ thể nào.

Quy trình của các bằng chứng ZK khá tương tự. Đơn giản, các thành phần cốt lõi của nó có hai phần: Prover và Verifier. Prover giống như hệ thống kiểm tra của trường học, tuân thủ một quy trình cố định để tạo ra bảng điểm làm bằng chứng về khả năng học vấn của học sinh. Bằng chứng này sau đó được trình bày cho Verifier, có thể là phụ huynh hoặc công ty, để xác nhận năng lực của học sinh dựa trên bảng điểm.

Ở đây chúng ta thấy rằng phần khó nhất của quá trình chứng minh là Prover tạo ra chứng minh. Trong một chứng minh ZK, quá trình này có thể được chia thành hai phần: biến thành phép tính và cam kết đa thức.

1.1 Arithmeticization

1. Arithmeticization là quá trình chuyển đổi các vấn đề chứng minh phức tạp thành các vấn đề đại số. Cụ thể, đó là chuyển đổi bằng chứng (Chứng nhân) mà chúng ta muốn chứng minh thành một tập hợp các ràng buộc đa thức (Ràng buộc Đa thức). Điều này tương tự như cách chúng ta chuyển đổi khả năng học thuật của sinh viên thông qua các kỳ thi thành một tập điểm số.
2. Nhân chứng: Nhân chứng là cái mà chúng ta thường gọi là dữ liệu gốc của các phép tính ngoại chuỗi, bao gồm dữ liệu giao dịch, dữ liệu trạng thái tài khoản, kết quả tính toán trung gian, v.v. Đó là dữ liệu riêng tư mà chúng tôi sử dụng để chứng minh tính hợp lệ của các giao dịch nhưng không muốn công khai.
3. Ràng Buộc Đa Thức: Ràng buộc đa thức. Điều cần phải làm trong quá trình chứng minh ZK là biến các vấn đề phức tạp thành vấn đề toán học. Phần quan trọng nhất của phương pháp chứng minh toán học là tìm ra một đa thức và cuối cùng chứng minh rằng bạn đã thực sự tìm ra nó. Ràng buộc đa thức đề cập đến các điều kiện mà đa thức cần phải thỏa mãn.

1.2 Cam kết Đa thức

Cam kết đa thức, trong các chứng minh toán học cụ thể, liên quan đến việc chứng minh rằng bạn đã tìm thấy một đa thức thỏa mãn tất cả các ràng buộc được tạo ra trong bước biểu đạt số học. Nếu đa thức là hợp lệ, thì chứng minh toán học sẽ thành công, có nghĩa là vấn đề chúng ta muốn chứng minh đã được xác lập. Quá trình này tương tự như việc đến được một điểm trung bình có trọng số hoặc bảng điểm đảm bảo tất cả các điểm của học sinh đều là A, từ đó chứng minh sự xuất sắc học vị của học sinh.

Bạn có thể đặt câu hỏi về sự tương đồng này, vì trong cuộc sống thực, bản sao thường không thể phản ánh chính xác khả năng học thuật của một người do nhiều lỗi và yếu tố không thể kiểm soát trong hệ thống thi cử của con người. Tuy nhiên, trong thế giới ZK, với sự trợ giúp của toán học rõ ràng và các quy trình minh bạch, mở, ý tưởng này đang được thực hiện, giống như các hợp đồng thông minh và blockchain đảm bảo sự công bằng và minh bạch.

02 SNARK vs STARK

SNARK và STARK hiện đang là hai giao thức chứng minh ZK phổ biến nhất, và chúng lần lượt là các giao thức cơ bản được sử dụng bởi ZkSync và Starknet. Do tên gọi và lĩnh vực tương tự, chúng thường được so sánh. Tuy nhiên, trước khi so sánh chúng, hãy giới thiệu hai hình ảnh để hiểu rõ hơn về các hệ thống chứng minh ZK được xây dựng bởi hai giao thức này từ một góc độ lịch sử.

2.1 Groth và SNARK

Jens Groth là giáo sư tại Bộ môn Khoa học Máy tính UCL (hiện là giáo sư danh dự) và hiện đang làm việc như là Giám đốc Khoa học tại Nexus, tập trung vào zkVM. Bắt đầu từ năm 2009, ông đã sản xuất nhiều, công bố nhiều bài báo về các chủ đề liên quan đến zero-knowledge. Trong lĩnh vực ZK, chúng ta thường nghe đến các bài báo như Groth09, Groth10, v.v., được đặt theo tên của ông và năm xuất bản.

Hai tác phẩm nổi tiếng nhất của ông ấy là:

[Groth10] “Bằng chứng không tương tác dựa trên cặp giản đồ, đã đề xuất một kế hoạch chứng minh không tương tác hoàn chỉnh và được coi là tiền đề lý thuyết cho SNARK.

[Groth16] “Về Kích Thước của Các Biểu Diễn Không Tương Tác Dựa trên Pairing,” mà, dựa trên Groth10, giảm kích thước chứng minh và cải thiện hiệu suất xác minh, vẫn được sử dụng rộng rãi ngày nay.

Chính trên cơ sở nghiên cứu của Groth mà SNARK đã được phát triển và hoàn thiện. SNARK, viết tắt của Succinct Non-interactive Argument of Knowledge, là một hệ thống chứng minh không cần tương tác súc tích nổi tiếng với khả năng sử dụng mạnh mẽ của nó, cho phép việc áp dụng nhanh chóng của ZK trong lĩnh vực tiền điện tử.

2.2 Eli Ben-Sasson với STARK

Đáng chú ý rằng giao thức đầu tiên áp dụng SNARK vào tiền điện tử, Zerocash, được thành lập bởi Eli Ben-Sasson, người sau này thành lập StarkWare và là một trong những người phát minh ra STARK. Hơn nữa, vào những năm đầu, Eli Ben-Sasson tích cực quảng bá việc triển khai giao thức SNARK và công bố các bài báo vào năm 2013 và 2014, đề xuất và tối ưu hóa xây dựng SNARK để tăng cường tính thực tế và hiệu quả, giúp SNARK thu hút sự chú ý và ứng dụng rộng rãi.

Tuy nhiên, có lẽ do sự hiểu biết sâu sắc về những thách thức mà SNARK đối mặt, vào năm 2018, Eli Ben-Sasson và những người khác đã công bố “Scalable, transparent, and post-quantum secure computational integrity” [BBHR18], chính thức đề xuất hệ thống chứng minh STARK và cung cấp một giải pháp toàn diện hơn cho ZK Rollup.

STARK, viết tắt của Scalable Transparent Argument of Knowledge, có lợi thế trong việc chứng minh quy mô lớn và đảm bảo tính minh bạch trong quá trình chứng minh mà không phụ thuộc vào bên thứ ba đáng tin cậy. Nó cũng cung cấp bảo mật chống lại các cuộc tấn công từ máy tính lượng tử.

(Lưu ý: Cần làm rõ rằng trong khi câu chuyện kỳ vĩ về các anh hùng luôn hấp dẫn, không có thành tựu nào được đạt được bởi một cá nhân một mình. Ngược lại, cho dù đó là SNARK hay STARK, chúng là kết quả của sự nỗ lực chung của nhiều nhà khoa học. Việc nêu bật các nhân vật cá nhân chỉ là để làm cho lịch sử phát triển quan trọng này của ZK trở nên sinh động từ một góc nhìn. Thậm chí một thiên tài như Groth cũng phải dựa vào những đóng góp nghiên cứu của người khác như Aniket Kate, Gregory Zaverucha và Ian Goldberg để thực hiện các bài báo của mình, và các tác giả đã đề xuất STARK đều là những cá nhân rất tài năng mà chúng ta có thể khám phá sâu hơn trong tương lai.)

2.3 SNARK vs STARK

Vậy nên, điều gì đã thúc đẩy Eli Ben-Sasson đưa ra quyết định khó khăn để bắt đầu lại? SNARK đối mặt với những thách thức gì?

2.3.1 Sự minh bạch

Trước khi trả lời câu hỏi trước đó, chúng ta có thể cần phải đối mặt với một câu hỏi khác: Điều gì là thứ đắt nhất trong lĩnh vực mật mã học? Câu trả lời của Satoshi Nakamoto là niềm tin.

SNARK vô tình vấp phải mìn đất này. Khi SNARK thực hiện cam kết đa thức, nó áp dụng phương pháp KZG, yêu cầu một Thiết lập Đáng tin cậy để tạo Chuỗi Tham chiếu Chung (CRS) sau đó được sử dụng để tạo khóa cho quá trình chứng minh và xác minh.

Quay trở lại ví dụ về bảng điểm, lý do tại sao phụ huynh hoặc các công ty có thể đánh giá sự xuất sắc học thuật của một học sinh dựa trên điểm trung bình A là vì chúng ta có một cách thống nhất về xếp hạng năng lực học thuật từ cao đến thấp là A, B, C, D. Chỉ dưới tiêu chuẩn này, điểm A mới có ý nghĩa.

Nhưng nếu hệ thống xếp loại của trường bị ảnh hưởng, và xếp hạng năng lực học thuật trở thành C, A, B, D? Những học sinh ban đầu được điểm C có thể bị xem nhầm là những người xuất sắc nhất và được ưu tiên. Điều này dẫn đến những đánh giá sai lầm.

Từ đó, chúng ta có thể thấy được tầm quan trọng của việc bảo mật của tiêu chuẩn được đồng thuận này. Tuy nhiên, trong thế giới mật mã được cai trị bởi luật rừng, Trusted Setup này trở thành một lỗ hổng lớn.

Biết điều này, tại sao SNARK vẫn sử dụng phương pháp KZG? Bởi vì các chứng minh thu được bằng KZG quá nhỏ. Hãy nhớ điều gì mà “S” trong SNARK đại diện? Ngắn gọn! Sức hấp dẫn của kích thước chứng minh nhỏ quá lớn, đặc biệt trước khi nâng cấp Ethereum Constantinople, nơi kích thước chứng minh nhỏ mang lại tính thực tế và hiệu quả tốt hơn cho SNARK và được áp dụng bởi nhiều dự án trong thời gian dài. Vì vậy, mọi thứ đều về sự cân nhắc.

Bây giờ, đối với STARK, để đối phó với khía cạnh Không Tin cậy, STARK áp dụng phương pháp FRI (Fast Reed-Solomon Interactive Oracle Proofs) cho cam kết đa thức.

Cụ thể, phương pháp FRI mã hóa đa thức bằng mã hóa Reed-Solomon, lưu trữ chúng dưới dạng cây Merkle, và tạo điều kiện cho các tương tác đa vòng giữa các validator và người chứng minh thông qua một Oracle để đạt được tính xác minh và minh bạch (chữ “T” trong STARK).

(Lưu ý: Đáng lưu ý rằng ở đây thuật ngữ “Oracle” không phải là tham chiếu đến các oracle trung tâm hoặc bán trung tâm thường thấy trong thế giới web3 mà là một thực thể ảo phi tập trung được mô phỏng cục bộ bởi các người xác thực và người chứng minh dựa trên các quy tắc giao thức. Đó là một hình thức cơ chế chứng minh tương tác.)

Để tiếp tục sự tương đối với ví dụ về bản sao, chúng ta có thể xem quá trình cam kết đa thức trong hệ thống STARK như một hệ thống chấm điểm được xây dựng trên blockchain, đảm bảo sự công bằng và minh bạch của toàn bộ hệ thống thông qua công nghệ blockchain.

Ngoài ra, trong các bằng chứng STARK, các nhà xác minh và nhà chứng minh có thể mô phỏng quá trình tương tác bằng cách sử dụng một Random Beacon chung và cuối cùng đóng gói nó thành một bằng chứng hoàn chỉnh, đạt được bằng chứng không tương tác để tăng tính sử dụng và không đồng bộ tốt hơn.

2.3.2 Khả năng mở rộng

Các tiến bộ của STARK cũng nằm ở tính phổ quát và linh hoạt trong xử lý các vấn đề tính toán phức tạp quy mô lớn, cũng như khả năng giảm kích thước bằng chứng trung bình khi quy mô bằng chứng tăng lên, tạo ra hiệu ứng mạng, như được biểu thị bởi chữ “S” trong Scalable.

Không giống như SNARK, sử dụng phương pháp tính toán mạch được biểu diễn bởi R1CS cho việc biểu diễn số học và yêu cầu thiết kế mạch cho các vấn đề khác nhau, STARK sử dụng phương pháp AIR (Biểu diễn Trung gian Đại số). Đây là một phương pháp tính toán máy đa năng liên kết các trạng thái khác nhau thông qua phương trình chuyển trạng thái, cho phép hầu như mọi vấn đề tính toán được trừu tượng hóa thành một tập hợp ràng buộc đa thức.

Hơn nữa, việc sử dụng phương pháp FRI của STARK trong việc tạo ra các bằng chứng đa thức sử dụng một cấu trúc đệ quy để dần giảm bậc của các đa thức. Điều này dẫn đến việc kích thước bằng chứng tăng trưởng chậm hơn đáng kể so với việc tăng trưởng quy mô vấn đề (mức độ logarit), cung cấp những lợi ích đáng kể trong việc xử lý tính toán quy mô lớn.

Trở lại ví dụ về điểm số và kỳ thi, nếu chúng ta so sánh quá trình tổng hợp số học với một kỳ thi, thì SNARK và STARK tương ứng giống như các kỳ thi truyền thống dựa trên giấy và dựa trên máy tính.

Trong ngắn hạn hoặc đối với một trường học nhỏ, các kỳ thi dựa trên giấy truyền thống rẻ hơn và nhanh hơn, trong khi các kỳ thi dựa trên máy tính yêu cầu chuẩn bị về phần mềm và phần cứng, và dường như đắt đỏ và cồng kềnh.

Tuy nhiên, đối với các cơ sở giáo dục quy mô toàn cầu, một máy tính có thể tổ chức các kỳ thi của nhiều loại và cấp độ khác nhau, loại bỏ việc giáo viên phải tạo câu hỏi cho mỗi kỳ thi và tiết kiệm đáng kể sức lao động. Trong dài hạn, khi số lượng kỳ thi tích luỹ, chi phí đầu tư vào phần mềm và phần cứng sẽ được phân tán mạnh mẽ.

2.3.3 Sự chống cự trước các cuộc tấn công của Quantum

Ngoài các thành tựu được đại diện bởi “S” và “T”, STARK cũng đạt được sự chống lại các cuộc tấn công từ lượng tử thông qua việc sử dụng các hàm băm chống lại lượng tử (như hàm băm Rescue, thường được coi là an toàn sau lượng tử, trong khi các hàm băm SHA-256 truyền thống được cho là có thể có nhược điểm trong tính toán lượng tử), và các vấn đề đại số an toàn (các vấn đề đại số phức tạp mà bên chứng minh cần phải chứng minh, hiện nay được tin là khó giải quyết ngay cả trên máy tính lượng tử).

03nCircle STARK Không Dừng Lại Ở Đó

Như chúng ta đã thảo luận, rõ ràng rằng SNARK là một giải pháp ngắn hạn không thể thiếu do tính khả thi nhanh chóng của nó. Tuy nhiên, khi thời gian trôi qua và khối lượng giao dịch tăng lên, cùng với sự bùng nổ của độ phức tạp tính toán, mọi người ngày càng nhận thức rằng sự tin cậy thực sự là một trong những mặt hàng xa xỉ nhất trong lĩnh vực mật mã. Nhận thức này nhấn mạnh sự ưu việt của STARK theo thời gian.

Điểm này dần trở nên rõ ràng trong ngành cũng. Các ứng dụng hàng đầu sử dụng SNARKs, như phiên bản Boojum của ZkSync, đã bắt đầu khám phá sự chuyển đổi từ SNARK sang STARK một cách dần dần. Ngoài ra, Polygon, nổi tiếng với sự linh hoạt của mình, cũng đã chuyển sang STARK. Hệ thống chứng minh nâng cấp của năm nay, Plonky3, dựa trên nghiên cứu chung mới nhất của Polygon Labs và StarkWare, được biết đến với tên gọi Circle STARK.

Circle STARK đại diện cho một thế hệ mới của các giao thức chứng minh ZK dựa trên STARKs được cập nhật. Nó thông minh giới thiệu các đường cong vòng và tích hợp thành công trường số nguyên tố nhỏ M31 vào hệ thống chứng minh, cải thiện đáng kể hiệu suất chứng minh.

Trong hệ thống chứng minh ZK, các trường số nguyên tố đóng một vai trò quan trọng. Chính thông qua các phép toán trên các trường số nguyên tố mà các chứng minh trở nên có thể. Lựa chọn trường số nguyên tố đại diện cho sự cân bằng giữa hiệu suất và bảo mật. Các trường số nguyên tố nhỏ yêu cầu ít phép tính hơn và do đó cung cấp hiệu suất cao hơn. Ngược lại, các trường số nguyên tố lớn thường biểu thị mức độ bảo mật cao hơn, đó là lý do tại sao cả STARK và SNARK lịch sử đã sử dụng các trường số nguyên tố lớn.

Điểm đột phá của Circle STARK nằm ở sự kết hợp của các đường cong tròn và việc sử dụng trường số nguyên tố nhỏ M31. Điều này không chỉ tăng cường hiệu suất chứng minh mà còn đảm bảo an ninh sau lượng tử.

StarkWare vừa mới phát hành và công khai mã nguồn của bằng chứng thế hệ tiếp theo dựa trên Circle STARK, được gọi là Stwo. Dự kiến ​​hiệu suất chứng minh của Stwo sẽ cao gấp 100 lần so với bằng chứng thế hệ đầu tiên, Stone. Stwo sẽ hoàn toàn tương thích với Cario tiên tiến, và Bằng chứng Starknet hiện tại (SHARP Prover) dựa trên Stone Prover cũng sẽ chuyển sang sử dụng Stwo. Điều này có nghĩa là các nhà phát triển và người dùng trong hệ sinh thái Starknet sẽ trực tiếp hưởng lợi từ việc tăng hiệu suất do Stwo mang lại mà không cần thực hiện bất kỳ hành động nào.

Ngoài việc tăng tốc quá trình tạo ra bằng chứng, Brendan Farmer, cộng sự sáng lập Polygon, đã đề cập rằng việc áp dụng Circle STARK cuối cùng sẽ giảm chi phí đáng kể và mở rộng đến nhiều bằng chứng ứng dụng hơn. Eli Ben-Sasson cũng lạc quan, cho biết rằng việc ra mắt Circle STARK có thể được coi là một cột mốc quan trọng, với hệ thống chứng minh hiệu quả nhất sẽ xuất hiện trong tương lai gần, kèm theo sự đột phá và cải tiến liên tục.

04 Starknet tiếp tục củng cố nỗ lực của mình, nâng cao hiệu suất

Thông qua phân tích ở trên, chúng ta có thể thấy rõ ràng rằng hệ thống chứng minh STARK và phiên bản nâng cấp mới nhất của nó, Circle STARK, là những ứng cử viên xứng đáng và những ngôi sao của ngày mai. Là sản phẩm mũi nhọn của StarkWare, Starknet có một tương lai vô biên trên con đường của ZK Rollup.

Tuy nhiên, có lẽ do sự chuyển biến và khó khăn của tiến trình, Starknet đã phải chịu sự tranh cãi trong một thời gian dài. Nguyên nhân không ai khác chính là trải nghiệm người dùng và chi phí.

May mắn thay, thông qua những nỗ lực liên tục của StarkWare, những vấn đề này dần trở thành quá khứ. Dưới đây, chúng tôi sẽ xem xét một số nâng cấp quan trọng gần đây của Starknet và những hành động tiếp theo được dự định theo lộ trình.

4.1 V0.12

Starknet Alpha v0.12.0, được đặt tên mã là Quantum Leap, đã được triển khai trên mainnet vào tháng 7 năm 2023. Trọng tâm của việc tối ưu hóa này là cải thiện hiệu suất mạng và nâng cao trải nghiệm người dùng.

Khả năng xử lý và độ trễ thường được coi là tiêu chuẩn để đo lường hiệu suất mạng. Bằng cách tối ưu hóa Rustification của bộ sắp xếp và nâng cấp ngôn ngữ Cario, thời gian thực thi khối của Starknet giảm đáng kể. Khả năng xử lý tăng mạnh từ 30.000 CSPS (bước Cario mỗi giây) trong phiên bản v0.11.0 lên 220.000 CSPS, dẫn đến cải thiện hiệu suất đáng kể.

Vấn đề lâu nay về trải nghiệm tương tác kém cũng đã được giải quyết. Trạng thái chờ đợi trung bình, mà trước đây mất đến 20 phút khi chờ xác nhận mainnet, giờ đây đã trở thành quá khứ.

Đối với người dùng, thời gian giao dịch đã được rút ngắn xuống khoảng 10 giây, ngay cả sau xác nhận Layer 2, từ đó cải thiện đáng kể trải nghiệm tổng thể.

Bản nâng cấp Meilenstone này đã giúp TVL (Tổng giá trị bị khóa) của Starknet vượt qua thành công 100 triệu đô la, với tỷ lệ tăng trưởng hàng tuần vượt quá 43%.

4.2 V0.13

Phiên bản v0.13.0, được ra mắt vào tháng 1 năm 2024, đã mở rộng kích thước khối, dẫn đến việc giảm 50% chi phí tính toán đáng kể và giảm 25% chi phí sẵn có dữ liệu.

Phiên bản v0.13.1 triển khai hỗ trợ cho Ethereum EIP-4844 sớm hơn dự kiến. Do đó, Starknet kích hoạt tính năng blob chỉ trong vài giờ sau nâng cấp Cancun, trở thành giải pháp L2 đầu tiên giảm đáng kể phí người dùng.

Trong những tháng sắp tới của năm nay, theo lộ trình, v0.13.2 dự kiến sẽ giới thiệu song song hóa giao dịch, cho phép xử lý đồng thời nhiều giao dịch hơn, từ đó tăng cường thông lượng mạng và giảm độ trễ.

V0.13.3 sẽ tích hợp Cairo Native vào bộ sắp xếp Starknet, từ đó tăng hiệu suất bộ sắp xếp. Sự tích hợp này sẽ dẫn đến việc tăng tốc độ mạng hơn nữa.

4.3 V0.14 và Kế Hoạch Nâng Cấp Tiếp Theo

Theo lộ trình, Volition được mong đợi sẽ được triển khai trong bản nâng cấp v0.14.0.

Hiện tại, lưu trữ khả dụng dữ liệu (DA) trên Ethereum tiêu thụ phần lớn các chi phí gas trên mạng Starknet. Do đó, việc giảm lưu trữ DA trên Ethereum là rất quan trọng để giảm chi phí.

Volition sẽ cho phép các nhà phát triển chọn lựa lưu trữ một số dữ liệu trên Starknet L2 và cuối cùng nộp gốc trạng thái của dữ liệu này lên Ethereum L1. Cách tiếp cận này giảm đáng kể chi phí lưu trữ DA trên L1, đồng thời đạt được mục tiêu giảm phí.

Phiên bản v0.14.0 cũng dự định áp dụng đệ quy áp dụngđể xử lý hàng loạt các dấu chân L1 của nhiều khối (dữ liệu và nhiệm vụ tính toán cần thiết để hỗ trợ các hoạt động của Starknet trên Ethereum). Phương pháp này nhằm vào việc giảm chi phí chi phối.

Hiện tại, mỗi khối Starknet đều có một bằng chứng riêng và gây ra một chi phí vận hành cố định trên Ethereum. Kết quả là, mạng thường cần tích lũy đủ khối lượng giao dịch để chia sẻ chi phí khối trước khi đóng gói một khối. Điều này dẫn đến thời gian khối không chắc chắn và sử dụng chi phí khối không hiệu quả. Với đệ quy ứng dụng, những người xác minh có thể gói bằng chứng cho nhiều khối cùng một lúc, giảm thời gian khối và chia sẻ chi phí phụ.

Ngoài ra, Starknet sẽ khám phá thêm các giải pháp nén DA để giảm chi phí thêm nữa.

05 Xây dựng sinh thái

5.1 Tình hình hiện tại

Với sự cải thiện đều đặn về hiệu suất và sự giảm phí liên tục, hệ sinh thái trên Starknet hiện đã có xu hướng trở nên mạnh mẽ hơn.

Về mặt cơ sở hạ tầng, các dự án ví như Agent X và Braavos, hoạt động như các ví thông minh tự lưu trữ, không chỉ đảm bảo an toàn mà còn thích nghi với sự trừu tượng tài khoản bản địa của Starknet, mang đến trải nghiệm tương tác tốt cho người dùng như cổng thông tin vào thế giới web3.

Về cầu nối qua chuỗi, cả StarkGate bản địa và các dự án như Orbiter Finance, MiniBridge và rhino.fi, tập trung vào cầu nối qua chuỗi, đã tham gia vào hệ sinh thái.

Các dự án hàng đầu như Starknet.id trong lĩnh vực DID đóng vai trò của ENS trên Ethereum, hỗ trợ người dùng tạo ra NFT như các danh tính và hộ chiếu trên chuỗi Starknet.

Trong lĩnh vực DeFi truyền thống, Starknet cũng chứng kiến sự phát triển của các dự án hàng đầu như Nostra, Ekubo, zkLend, ZKX, Carmine Options, nhanh chóng chiếm lĩnh các lĩnh vực chính như DEX, staking, cho vay và các chức năng hợp đồng thông minh. Các dự án DeFi này đang cố gắng đổi mới trong sản phẩm của họ. Ví dụ, ZKX áp dụng tương tác theo cách chơi game và quản trị DAO để tạo ra một sàn giao dịch hợp đồng vĩnh viễn tự trị duy nhất, trong khi Ekubo giới thiệu thiết kế singleton để quản lý tất cả các hồ bơi thanh khoản trong một hợp đồng, giảm chi phí ma sát giao dịch cho người dùng. Tính năng cân bằng lại bằng một cú nhấp chuột của mySwap giảm thiểu hiện tượng mất cố định trong suốt biến động thị trường đáng kể, tiêm năng lượng mới vào hệ sinh thái.

GameFi là một lĩnh vực được Starknet rất mong đợi, với các dự án hàng đầu như hệ sinh thái Loot và các trò chơi blockchain chiến lược như Realms, Dope Wars và Influence. Topology, một trò chơi kiến thức dựa trên vật lý được phát triển bởi nhóm người dân địa phương của Starknet, đứng là một trong bốn vị vua lớn của trò chơi blockchain trên Starknet.

Ngoài ra, SocialFi chứng kiến sự xuất hiện của xfam.tech, tương tự như trang web bạn bè.friend.tech trước đây, lấp đầy khoảng trống trong lĩnh vực xã hội.

Kể từ khi airdrop của $STRK vào đầu năm nay, hoạt động trên Starknet đã tăng đáng kể. Hơn nữa, các dự án trong hệ sinh thái, như zkLend, Ekubo và ZKX, đã liên tiếp phát hành token native $ZEND, $EKUBO và $ZKX.

Nhà lãnh đạo hệ sinh thái Nostra Finance cũng đã ra mắt đồng tiền ổn định USD gốc đầu tiên $UNO trên Starknet, cũng như $NSTSTRK được hưởng từ việc đầu cơ $STRK.

Phân phối token đa cấp không thể phủ nhận là một mũi tên bắn vào cánh cho hệ sinh thái Starknet, và tính đến nửa đầu năm nay, hiệu suất tổng thể của hệ sinh thái Starknet đã rất ấn tượng.

Tuy nhiên, trong bối cảnh cạnh tranh gay gắt giữa các giải pháp Layer 1 và Layer 2 hiện tại, đảm bảo sự sống động liên tục yêu cầu sự đổi mới kép về cả sản phẩm lẫn công nghệ để tạo ra các ứng dụng thực sự phổ biến. Đằng sau điều này, ngoài đội ngũ chính thức, sự nỗ lực liên tục từ cộng đồng nhà phát triển cũng vô cùng quan trọng. Điều này là một trong những lý do Starknet luôn thân thiện với nhà phát triển, thậm chí cung cấp các phần thưởng chưa từng có cho nhà phát triển trong airdrops.

5.2 Thách thức và Lựa chọn

Như đã đề cập trước đó, STARK đã được sinh ra để chứng minh an toàn cho các chứng minh phức tạp quy mô lớn từ đầu, và Starknet, theo đuôi cũng chia sẻ triết lý này.

Để đạt được mục tiêu lớn nhưng tinh khiết này, rất nhiều nỗ lực đã là điều không thể tránh khỏi, và ngôn ngữ Cairo là một trong số đó. (Lưu ý: Ngôn ngữ Cairo là một ngôn ngữ lập trình được thiết kế bởi StarkWare đặc biệt cho hệ thống chứng minh STARK. Nó hiệu quả tạo ra các chứng minh, tối ưu hóa tính toán off-chain, và hiệu quả đối phó với các hạn chế của Solidity trong việc thực thi các chứng minh.)

Không giống như các giải pháp Layer 2 khác sử dụng Solidity cho việc phát triển hợp đồng thông minh, các nhà phát triển trên Starknet phải sử dụng ngôn ngữ bản địa Cairo cho việc phát triển, điều này trực tiếp tăng độ cong và rào cản đối với các nhà phát triển.

Tuy nhiên, vì Cairo VM không tương thích với EVM, nhiều dự án đã phát triển trên Ethereum không thể được di dời trực tiếp sang Starknet. Điều này đã khiến cho Starknet, mặc dù là một giải pháp Layer 2 của Ethereum, gặp khó khăn trong việc tận hưởng các lợi ích từ một hệ sinh thái lớn.

Hiện tại, hơn 90% dApps trên Starknet đều là bản gốc của chuỗi, và chi phí phát triển dự án là đáng kể.

Trong tình huống này, lựa chọn của Starknet có thể được tìm thấy trong bài viết của Eli Ben-Sasson @think-integrity/stubborn%2C-or-steadfast">Đứng Im Lặng hay Kiên Định" vào đầu năm.

Bài viết trích dẫn truyện ngụ ngôn về việc “cưỡi hổ khó xuống,” cho thấy rằng hy sinh an ninh để theo đuổi hiệu suất ngắn hạn giống như cưỡi một con hổ phi mã, đầy nguy hiểm. Như những người tin tưởng vào công nghệ, họ sẽ không bao giờ giấu diếm công nghệ kém chất lượng thành công nghệ hàng đầu và bán nó.

Điều mà Starknet nhắm tới là chứng minh chân thực có thể chịu được dữ liệu áp đảo và khu rừng tối. Và tuân thủ chứng minh là tuân thủ bảo mật.

Để tuân thủ, Starknet có các biện pháp khuyến khích nhà phát triển phong phú. Ngoài các hoạt động cộng đồng như hackathons, gần đây đã ra mắt Chương trình Hạt giống Lớn, cung cấp cho các nhóm được lựa chọn lên đến $25,000 USDC trong phần thưởng tài trợ không pha loãng để hỗ trợ sự phát triển hệ sinh thái trên Starknet.

Cụ thể cho ngành công nghiệp game, Chương trình Thử nghiệm Động cơ sẽ chọn tối đa 20 trò chơi để tài trợ phần thưởng dựa trên việc tiêu thụ gas trên mạng chính Starknet, với mỗi trò chơi đủ điều kiện nhận lên đến 1 triệu đô la trong phần thưởng.

Ngoài ra, Nethermind, nhóm phát triển khách hàng Ethereum trong hợp tác chiến lược sâu rộng với Starknet, cũng đã công bố Chương trình lớn Starknet, cung cấp tổng cộng 1 triệu đô la trong phần thưởng tài trợ. Mỗi dự án có thể nhận được tối đa 250.000 đô la trong quỹ tài trợ và hỗ trợ kỹ thuật từ nhóm Nethermind.

Starknet cũng đang nỗ lực phá vỡ rào cản giữa chính nó và Ethereum từ hai khía cạnh. Một mặt, dự án Warp được phát triển bởi Nethermind nhằm dịch mã Solidity thành mã Cairo để đạt tính tương thích ở mức ngôn ngữ cấp cao. Mặt khác, giải pháp Kakarot zkEVM được phát triển bởi các thành viên của đội ngũ StarkWare mô phỏng môi trường EVM trong Cairo, cố gắng tạo ra một EVM có thể chứng minh. Dự án vẫn đang trong quá trình phát triển.

5.3 Tương lai

Dưới sự nỗ lực của StarkWare, cộng đồng phát triển Cairo đang phát triển ổn định. Với cộng đồng phát triển mạnh mẽ, hệ sinh thái sẽ đẻ ra nhiều sản phẩm và công cụ xuất sắc hơn, thu hút thêm nhiều nhà phát triển tài năng tham gia cộng đồng Cairo, hình thành một chu kỳ tích cực.

Ngoài việc mong đợi sự xuất hiện của các sản phẩm xuất sắc trong các lĩnh vực truyền thống như DeFi, việc kết hợp những cải tiến về hiệu suất và ưu điểm tính toán nguyên thể của Starknet dần dần được thực hiện, một số lĩnh vực xu hướng tiềm năng đang nổi lên trên Starknet có thể đại diện cho tương lai.

5.3.1 Trò chơi Toàn mạng chính thức

Khái niệm trò chơi hoàn toàn trên chuỗi (FOCG), còn được biết đến với tên gọi Trò chơi Vô Hạn, đã trở nên phổ biến trong những ngày đầu của công nghệ blockchain, thu hút sự chờ đợi của game thủ.

Nó bao gồm việc lưu trữ các quy tắc và dữ liệu của trò chơi hoàn toàn trên blockchain, thực hiện tất cả các hoạt động và tương tác dựa trên hợp đồng thông minh. Thiết lập này cho phép người chơi thực sự sở hữu tài sản trong trò chơi, đảm bảo quy tắc minh bạch và có thể xác minh, và cung cấp một hệ thống kinh tế mở, từ đó thúc đẩy trải nghiệm chơi game tự do và công bằng hơn.

Tuy nhiên, do các hạn chế ban đầu như lưu lượng, chi phí và chế độ tương tác trên blockchain, Các Trò chơi Hoàn Toàn Trên Chuỗi vẫn là một tầm nhìn cao cả trong một thời gian dài mà chưa đạt được sự thông dụng rộng rãi.

Tuy nhiên, với việc tinh chỉnh liên tục trên nhiều khía cạnh của Starknet, chúng tôi có thể thấy tiềm năng đáng kể để trở thành mảnh đất màu mỡ để nuôi dưỡng Trò chơi Hoàn toàn Trên Chuỗi.

5.3.1.1 Native Tài khoản trừu tượng

Account Abstraction (AA) là một bước quan trọng trong việc cải thiện tương tác và hỗ trợ người dùng Web2 chuyển đổi sang Web3.

Đơn giản, điều đó liên quan đến việc chuyển từ các Tài khoản Sở hữu Bên ngoài Ethereum truyền thống (EOAs), thường được cá nhân sử dụng, sang Tài khoản Hợp đồng Thông minh (CAs). Nhờ tính có thể lập trình của các tài khoản hợp đồng thông minh, các hoạt động có thể được đơn giản hóa và trải nghiệm người dùng được tối ưu hóa trong khi đảm bảo an ninh.

Thiết kế của Starknet tích hợp tính trừu tượng tài khoản nguyên bản từ đầu, với mỗi tài khoản là một tài khoản hợp đồng thông minh, từ đó giảm bớt sự phức tạp khi triển khai AA trong hệ thống.

Các ứng dụng ví dApps cốt native như Agent X và Braavos hỗ trợ trừu tượng hóa tài khoản, mang lại trải nghiệm giống Web2 cho người dùng.

Trong các kịch bản chơi game, vai trò của trừu tượng hóa tài khoản càng trở nên rõ ràng hơn. Ví dụ, tính năng chính của phiên được khởi xướng bởi các nhóm chơi game nổi bật trên Starknet, chẳng hạn như Briq, Loot Realms và Topology, hiện được sử dụng bởi Loot Survivor. Tính năng này cho phép ví phiên, loại bỏ nhu cầu người dùng ký mọi hành động "tấn công", từ đó nâng cao đáng kể trải nghiệm người dùng.

5.3.1.2 Cairo Ecology Gradually Improves

Với việc tối ưu hóa liên tục và cải thiện hiệu suất của Starknet, một số lượng lớn cộng đồng game thủ đã cùng nhau xây dựng hệ sinh thái Cairo. Với việc triển khai một loạt cơ sở hạ tầng, khung cảnh game của hệ sinh thái đã được xây dựng.

Dojo là một công cụ game trên chuỗi dựa trên Cairo, được tạo ra vào tháng 2 năm 2023 và hiện đang được cộng đồng vận hành và duy trì cùng nhau. Một công cụ game phục vụ như nền tảng để xây dựng trò chơi, cung cấp cho các nhà phát triển game một khung phát triển bao gồm hợp đồng, công cụ và thư viện mã nguồn. Điều này loại bỏ nhu cầu cho họ xây dựng các hệ thống cơ bản của trò chơi từ đầu, giúp việc phát triển trò chơi trên chuỗi dễ dàng hơn.

(Lưu ý: Hai động cơ trò chơi phổ biến nhất cho trò chơi Web2 là Unity và Unreal Engine, các trò chơi như “Hearthstone” và “Street Fighter” được xây dựng trên đó. Sự phát triển của động cơ trò chơi Web3 vẫn đang ở giai đoạn đầu. Hai động cơ trò chơi mã hóa hiện đang tồn tại là MUD, được xây dựng trên EVM, và Dojo, dựa trên Cairo. Dojo là động cơ trò chơi mã hóa có thể chứng minh đầu tiên.)

Cartridge là một trình khởi chạy trò chơi, một mặt cung cấp cho các nhà phát triển các công cụ và thư viện mã nguồn dựa trên Dojo để tạo ra và triển khai trò chơi, bao gồm logic trò chơi trên chuỗi khối, kiến trúc có thể mở rộng, quy trình truy cập người dùng mượt mà, phát triển theo từng phần, và giải pháp kiếm tiền. Mặt khác, nó đơn giản hóa quá trình tương tác cho người chơi, giúp họ dễ dàng khám phá và tham gia vào trò chơi yêu thích của mình.

5.3.1.3 Lớp 3

Starknet, như một giải pháp Layer2 phổ quát sử dụng Zk Rollup, không chỉ nổi bật với hiệu suất bảo mật, thông lượng cao và chi phí giảm đáng kể, mà còn cung cấp phát triển tùy chỉnh của Layer3 Appchains để đáp ứng nhu cầu cụ thể.

Nhà phát triển game có thể tùy chỉnh và tối ưu hóa môi trường thực thi trên chuỗi và cơ chế đồng thuận theo yêu cầu của họ, tạo ra một chuỗi đặc biệt cho game hiệu suất cao, độ trễ thấp và tiết kiệm chi phí. Điều này mở ra nhiều khả năng mới cho các trò chơi hoàn toàn trên chuỗi.

Realms và Cartridge đã hợp tác để phát triển “Realms World L3”, dự kiến sẽ được ra mắt chính thức trong quý 3 năm nay. Nó sẽ chạy toàn bộ hệ sinh thái Realms trên nền tảng Starknet, cung cấp tốc độ nhanh hơn và chi phí thấp hơn để tăng cường trải nghiệm người dùng.

Ngoài ra, Dope Wars đã công bố với Cartridge để phát hành một giải pháp Layer3 và sử dụng $PAPER như một token Gas.

5.3.1.4 Tóm tắt

Trong khi hiệu suất của Starknet trong Gamefi có lẽ không đặc biệt ấn tượng trong mắt công chúng, tập trung hoàn toàn vào các trò chơi on-chain cho thấy tính thân thiện với hệ sinh thái của Starknet, sứ mệnh rõ ràng cho việc chơi trò chơi toàn bộ trên chuỗi và những ưu điểm công nghệ riêng của nó, tất cả đều rất hấp dẫn đối với các nhà phát triển và người chơi.

Hiện tại, chúng ta có thể thấy có một mức độ nhiệt tình cao từ các nhà phát triển game trên Starknet để xây dựng hệ sinh thái Cairo. Các nỗ lực hợp tác từ các dự án hàng đầu đã tạo điều kiện cho việc thiết lập cơ sở hạ tầng chính như Dojo.

Nếu một ngày các trò chơi hoàn toàn trên chuỗi có thể được thực hiện hoàn toàn, cho phép ngày càng nhiều người đam mê trò chơi tham gia vào thế giới trò chơi Web3 và thực sự sở hữu tài sản trò chơi của mình, có lý do để tin rằng tất cả điều này sẽ xảy ra trên Starknet.

5.3.2 ZKML

Với sự bùng nổ đồng thời của công nghệ AI và blockchain, AI+Blockchain ngày càng được xem là hướng phát triển tương lai, với Zero Knowledge Machine Learning (ZKML) là một giải pháp.

Các mô hình ML truyền thống thường giống như các hộp đen, thuộc sở hữu của các tổ chức tập trung. Người dùng bình thường, ngoài việc tin tưởng vào sự chứng thực của các tổ chức lớn, không thể xác minh mô hình họ đang sử dụng hoặc liệu chúng có được huấn luyện với dữ liệu đáng tin cậy hay không. Điều này chính là một trong những lý do chính mà các mô hình lớn tập trung bị chỉ trích.

Chỉ việc đưa các mô hình lên chuỗi một cách phi tập trung để huấn luyện và thực thi không khả thi do chi phí gas cao và không thể đảm bảo tính đáng tin cậy của các mô hình và dữ liệu huấn luyện trong môi trường chuỗi không đáng tin cậy.

Trong tình huống như vậy, ZKML trở nên cần thiết. Hãy nghĩ ngoài chuỗi, hành động trong chuỗi. Bằng cách huấn luyện và chạy mô hình ngoài chuỗi và sử dụng công nghệ ZK để tạo ra chứng minh được gửi đến chuỗi, ZKML hoàn toàn giải quyết hai vấn đề đã đề cập trước đó - chi phí và đáng tin cậy.

Hơn nữa, do tính năng bảo mật có sẵn trong ZK, ZKML cũng có triển vọng rộng rãi trong các lĩnh vực nhạy cảm như tài chính và chăm sóc sức khỏe.

Xây dựng ZKML trên Starknet bằng cách sử dụng Cairo có những lợi thế vốn có. Cairo, là một ngôn ngữ được phát triển để chứng minh, có tính toàn vẹn tính toán xuất sắc và rất trừu tượng trong các chứng minh. Các nhà phát triển có thể trực tiếp gọi các thành phần chứng minh mà không cần phải xử lý các vấn đề chứng minh mình, giúp đơn giản hóa quá trình phát triển một cách đáng kể.

Hơn nữa, nhờ vào những lợi ích về khả năng mở rộng của STARK, nó có những hiệu ứng mạng đáng kể trong việc xử lý dữ liệu tính toán quy mô lớn một cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí, hỗ trợ dữ liệu khổng lồ cần thiết cho việc học máy. Do đó, ZKML dựa trên Giza Tech trên Starknet đang phát triển nhanh chóng.

Giza là một nền tảng middleware ZKML trên Starknet cung cấp khung phát triển Orion, cho phép các nhà phát triển sử dụng các khung phần mềm quen thuộc (như PyTorch, TensorFlow) để huấn luyện mô hình và triển khai dễ dàng trên Starknet.

Ngoài ra, Giza đã giới thiệu một khung chương trình đặc biệt gọi là các Đại lý kết hợp ZKML với các hành vi đa chuỗi. Nhà phát triển có thể tạo ra các đại lý trí tuệ trên chuỗi dựa trên ZKML, tương tác với các hợp đồng thông minh và ra quyết định dựa trên các quy tắc được xác định trước.

Hiện tại, Giza đã được áp dụng vào nhiều dự án. Ví dụ, trên mạng xã hội, nó hợp tác với Mạng Circles để phân tích đồ thị xã hội để phát hiện người dùng giả mạo. Trong DeFi, nó hợp tác với Yearn Finance để cung cấp các chiến lược đầu tư thông minh và giải pháp quản lý rủi ro dựa trên ZKML.

Bản cập nhật mới nhất trong Chương trình Grand Starknet Seed, ML Village, đang sử dụng Giza để giới thiệu ZKML vào trò chơi blockchain cho quyết định, thể hiện triển vọng ứng dụng rộng lớn của nó.

06 Kết luận

Theo thông báo gần đây từ đội ngũ chính thức của Starknet, dự kiến vào năm 2024, phí gas sẽ được giảm xuống dưới mức $0.01, đồng thời đạt hàng trăm giao dịch mỗi giây (TPS), khiến nó trở thành Layer2 có TPS cao nhất.

Mục tiêu này có vẻ không quá quá lớn lao đối với Starknet, vì tầm nhìn của StarkWare về Starknet vượt xa việc chỉ là một giải pháp Layer 2. Về lựa chọn sản phẩm và thị trường, Starknet giống hơn với Solana hơn, bỏ lại cả những ưu điểm và hạn chế của EVM để xây dựng từ đầu.

Tuy nhiên, khác với Solana, có nhược điểm về phân quyền, Starknet thông minh kế thừa sự phân quyền cực độ của Ethereum trong khi đảm bảo khả năng mở rộng và bảo mật thông qua sự kết hợp giữa Ethereum Layer 2 và ZK. Nó biến tam giác không thể thành một khả năng.

Kết quả hoàn hảo này, như chúng tôi đã đề cập trước đây, là một thực hành tuân thủ theo chiến lược dài hạn, một hành trình hy sinh cái gần nhằm đến cái xa. Chúng tôi mong đợi thấy Starknet giải phóng thêm sức sống trong tương lai.

Tuyên bố:

1. Bài viết này được tái bản từ [ Gương].Chuyển tiếp Tiêu đề Gốc ‘Starknet 万字研报：蓄势待发，长期主义者的跬步千里’. Tất cả bản quyền thuộc về tác giả gốc [Biteye 核心贡献者 Anci]. Nếu có ý kiến ​​phản đối về việc tái in này, vui lòng liên hệ Gate Họcđội ngũ, và họ sẽ xử lý nó ngay lập tức.
2. Tuyên bố từ chối trách nhiệm: Các quan điểm được thể hiện trong bài viết này chỉ thuộc về tác giả và không cung cấp bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.
3. Các bản dịch của bài viết sang các ngôn ngữ khác được thực hiện bởi nhóm Gate Learn. Trừ khi được nêu, việc sao chép, phân phối hoặc đạo văn bản dịch là không được phép.