前言：

在中心化體系下，所有的計算機和節點都由一個實體集中控制，雖然有較高的容量卻犧牲了隱私。而在區塊鏈體系下，雖然每個人都有權檢驗系統的有效性，但這些系統的隱私和可擴容性卻一直飽受質疑。 ZK的出現能夠很好的解決這個矛盾。簡單來說，這是對信任機制的重新定義。 ZK是對於數學的信任。當計算機處理大量的交易時，信任機制是基於數學和密碼學上的信任，而不是基於計算機本身。

StarkWare基於ZK技術推出了StarkEx來解決擴容的問題。許多數據表明StarkEx是領先的L2之一，StarkEx上的平均交易成本大約比以太坊便宜100到1000倍；它已經完成了6500萬筆交易，累計交易量超過2,700億美元，鎖定總價值超過10億美元。

2021年12月18日，在第八屆Old Friends Reunion (老友記）Scaling Summit上，我們榮幸的邀請到了StarkWare的聯合創始人兼President Eli Ben-Sasson 為我們深度講解了這一項前沿的擴容技術" STARK Validity Rollups - The Ultimate Scaling Technology" 讓我們一起來感受零知識證明帶來的神奇體驗、其研發的zk-STARK以及旗下兩條強大的產品線——StarkEx與StarkNet的獨特魅力吧！全文閱讀：大家好，我是Eli Ben-Sasson，是StarkWare的聯合創始人兼President。非常高興能在2021年第八屆IOSG老友記擴容峰會上發表演講。我想向大家介紹一項終極擴容技術——STARK Validity Rollups。有這樣一個悖論。比特幣於2008年推出，以太坊於2015年推出，那為什麼這些技術發展如此緩慢，特別是與銀行、信用卡或像支付寶或微信支付這樣的系統相比？答案是它們的工作模式、特別是信任模式的不同。傳統世界的模式，即在區塊鍊和比特幣出現之前的模式，是依靠銀行和金融機構等受信任方的模式。在這種模式中，有一個中央實體來管理所有的信息、所有的財務和所有與之相關的計算。我們需要信任這個中央方，讓其負責，並去了解一切都是以公正、正確及有效的方式進行的。其中把追究這些實體的責任的過程委託給一小部分受信任的實體，如審計員、會計師、律師、法官和各類指定的監管機構。也就是信任這個中央系統，並把檢查系統、檢查其完整性的過程指定和委託給特定人員。這是傳統世界的做法，非常高效，而區塊鏈提供了一種不同的方式。區塊鏈有包容性的問責制，這意味著能邀請每個人用個人的筆記本電腦連接到互聯網，並用電腦檢查在區塊鏈上進行的一切是否公正和有效。這個機制會邀請所有人去檢查並成為記賬人，並讓系統對進展負責。這是很棒的機制，然而意味著要同時犧牲隱私和可擴容性——因為每一筆交易都被發送到區塊鏈上的所有節點，每個操作節點的人，首先會看到這些交易，這便意味著你失去了隱私。但同時，因為我們希望這個系統有包容性，希望大家使用標準電腦和智能手機來驗證系統的完整性，所以必須要限制其容量。因此，由於包容性問責制的原則——邀請所有人檢驗區塊鏈，隱私和可擴容性便都被犧牲了。我的發言將只重點講可擴容性，即使我們發明和開發的技術也能解決隱私問題，但不是本次的重點。那麼，我們如何在保證和維持包容性和問責制的同時進行擴容？ （詳情見視頻演說）在受信任方模型中，有一些大的電腦或一組電腦，均由這個受信任的實體運行。所以這可以保證很大的規模或者容量，你擁有隱私，當然除了對運行這些電腦的這個實體沒有掌控權。而在區塊鏈模型中，每個人都可以驗證系統的全部完整性，但這樣就沒有可擴容性。可以做的只能是試圖要求每個人購買更大的電腦、更快的網絡，以便處理更多事務。慢慢地有些人開始被排除在外，因為他們不會去買更大的電腦或一些具有多核和大磁盤空間的服務器。他們會選擇退出，隨著時間的推移，能跟踪系統並驗證其完整性的節點則越來越少，很快又會退回到單一或小部分受信任方掌控的情況。所以這並不是一個很好的解決方案。這是區塊鏈不願意接受的。另一個解決方案依賴於詐欺證明，比如Arbitrum和Optimism已經在採用著的fraud proof rollups。前提是任何人都可以運行大型電腦，而終端用戶只有兩個選擇：要么出去購買然後運行一台大型電腦去跟踪區塊鏈中發生的一切並增加它的容量；要么就得相信這些節點中的某人會代表我們檢查並讓系統負責。這在某種程度上可以更好地擴容，但這也只是半包容，因為你也可以想像到，很多追踪系統的用戶和節點都會掉隊亦或是他們也沒有可以信任的人，這只能是次優的選擇。而通過使用加密的有效性證明（validity proofs）來進行擴容——這個由StarkWare首次推進的方法，到現在已經被許多其他團隊採納。截至目前，還有其他幾個團隊也在推進可擴容性，比如Matter Labs、Aztec以及其他幾個團隊都在關注這個方向。 StarkWare很多年前就率先談論了這個話題，內部已經在這上面花了3-4年的時間。這個方法是信任數學。一台大型電腦就能處理大量的交易，但無需信任關於該電腦的任何東西。電腦可以由最邪惡的實體執行和維護，而數學將防止它生成無效的證明或者阻止以非法的方式移動系統或處理交易。這個由我們發明並在多次迭代中創新的解決方案結合了傳統世界及區塊鏈世界的優勢。你可以用一台大型電腦來處理許多交易，不同的是你對電腦的信任不是基於對人類的信任，而是基於對數學和密碼學的信任。這樣一來，網絡中的所有節點只需要檢查證明，驗證速度會極快，效率極高。 “零知識證明”裡的“證明（proof）”到底是指什麼呢？舉一個例子，你去餐廳消費，消費後拿到餐廳老闆開給你的一張賬單（相當於prover生成的一份statement），上面寫著你消費的各項金額以及你最終需要支付的總金額。這張賬單其實是一份聲明（statement）：用以說服你消費的總金額是正確的。在這個場景裡，如果你（verifier）對最終支付的總金額有任何疑問你不需要信任老闆（prover），而是可以獨自驗證這份賬單（statement）是否是真實可信的，即你（verifier ）把賬單（statement）上各項消費金額做個簡單的數學題進行加總，最後得出一個結果（proof）證明這份賬單是正確的。我們的zk-STARK證明，有點類似這些餐廳賬單，但更強大。隱私方面不是這次演講的重點。我們的技術可以讓你相信一個聲明是正確的，即使你沒有看到所有的輸入。可以想像一下，你收到一份餐廳賬單，看不到其中的部分項目和金額，但你仍然知道你支付的金額是正確的。這聽起來有點不可能，但這正是零知識證明帶來的神奇體驗之一。這次我想重點講的第二個方面是可擴容性，也就是通過使用STARK證明我們可以非常有效地生成一個能正確執行大量交易的證明（驗證速度更快），而且STARK證明的尺寸很小。這裡有一個verifier，是一台大機器，不需要得到信任——它的硬件不需要被信任，軟件也不需要被信任，運行它的一方不需要被信任或審計。你只需要知道verifier的運行是正確的。現在你知道，verifier處理大量的交易會給出一個證明，這個證明極其簡短，對比起批量交易的規模要小得多，證明會被發送給verifier，然後我們可以把證明發送到區塊鏈上了。這不要求網絡中的所有節點驗證各筆交易，提供相同的安全級別，相反，他們只需要運行一個僅在智能手機上就可以跑動的verifier軟件，然後就可以得到一個新證明以及對系統狀態的新承諾。他們可以檢查證明是否有效，正因如此，他們知道系統已經被更新到一個完整的新狀態。因此，如果系統的狀態捕捉到，比方說，某個國家公民的所有賬戶的集合，你可以得到捕捉到賬戶新狀態的新承諾，以及一個非常簡短的證明。你可以讓這份證明斷言，在過去一天裡，那個國家發生的所有交易都是有效的。即使你選擇最大的國家，比如中國，以及其所有的交易，你可以為所有日常交易生成起始證明，在智能手機上驗證這份證明將花費不到一秒鐘。這聽起來不可能，但技術的力量就能做到。到目前為止我們聊了很多理論，我現在想講下這些是如何由StarkWare實際實現的。 StarkWare是領先的使用有效性證明的L2 Rollup公司，可以說是發明和創新了整套方法。我們有兩個產品，都已經上市並投入生產，一個是StarkEx，另一個是StarkNet。我們StarkWare對我們為區塊鏈的科學和技術做出的貢獻感到非常自豪。我們發明了零知識Stark、發明了像FRI這樣的協議、發明了一種叫做Cairo的編程語言，我們所有的系統都是用這種語言建立的。我們還發明了一種技術解決方案，如共享證明數據可用性模型，以及另一個數據可用性模型Volition。這些都得到了行業內的廣泛接納和採用，我們對此感到非常高興。我們的使命是把可擴容性和隱私帶到你觸手可及的區塊鏈上。我們有全面的產品StarkNet和StarkEx，有60名團隊成員，還在快速發展，有超過1.6億美元的資金。你可以在我們的網站（https://starkware.co/）上閱讀更多內容。先來談談StarkEx。許多數據表明StarkEx是最大的L2：StarkEx上的平均交易成本大約比以太坊便宜100到1000倍；它已經完成6500萬筆交易，累計交易量超過2,700億美元，鎖定總價值超過10億美元。我們現在已支持dYdX、Sorare、Immutable X和DeversiFi，未來將會有更多合作夥伴的加入。區塊鍊是安全的、去中心化的和無信任的，但鏈上交易是昂貴的，因為區塊鏈的容量有限。通過像交易所之類的操作工具在鏈下交易可以獲得無限的擴容性，但這需要用戶信任該操作工具的完整性。那麼我們如何在強化完整性的同時提高可擴容性呢？答案是StarkEx。我們的可擴容性引擎具備一個prover一個verifier。鏈下prover處理大批交易，並準備更新系統的狀態。 Prover還生成一個微小的Stark證明，用數學來保證所有交易的有效性。 Stark證明和系統狀態的更新被發送到鏈上verifier，擔任完整性的守護者。只有證明被驗證為有效，才能在鏈上提交狀態更新。 Stark、prover和verifier之間的勞動分工在設計上並不均衡。 Prover進行雙倍的計算工作才給verifier增加一倍的工作量。這就是進行大規模擴容並仍然執行計算完整性的方法——所有交易均在鏈下驗證，而其完整性的證明則在鏈上驗證。 StarkEx就是這樣用Starks同時提供可擴容性和完整性。第二個產品系列StarkNet現在也已上線。類似於以太坊——每個人都能參與進來編寫智能合約並進行任意部署，每個人都可以向這個網絡發送無權限交易。可以說與以太坊別無二致，只是規模更大，這要歸功於Starks。我們已經有了通用計算L1與L2交互，還有合約及交易的無許可部署，而且很快會有ERC20合約，從L1到L2的橋樑和其他許多進展。 StarkNet不僅只是由StarkWare建立，還擁有一個非常龐大並且還在迅速擴大的生態系統。獨立團隊正在構建兩個獨立的全節點方法。還會有一個從Solidity到Cairo的編譯器，我們所有包括StarkEx和StarkNet的系統都由這種編程語言編寫。總結來說，我們擁有一項無與倫比的技術zk-STARK，由我們原創並供全世界使用。基於此，還擁有兩條強大的產品線StarkEx和StarkNet，均是用一條工具鏈編寫，現在所有人都可以在StarkNet下使用。希望各位能加入我們，一起去了解這些內容。感謝IOSG Ventures邀請我參加第八屆老友記，感謝各位的聆聽！關於主辦方???? IOSG VenturesIOSG Ventures成立於2017年，是由社區驅動的研究型早期美元基金，專注於開放金融、Web3.0和區塊鏈基礎設施早期生態。 IOSG一直積極參與各種開發者社區和DAO社區建設，投資於全球最具潛力的創始團隊。同時作為開發者友好型基金，我們秉持長期價值理論，推出了Kickstarter項目，為有想法並敢於創新的開發者提供資金和資源協助。我們堅持與合作夥伴及項目團隊以及社區的密切合作，相信IOSG必將成為他們創業旅程的堅定陪跑者。 ???? StarkWareStarkWare是為大規模擴展區塊鏈行業開發基於STARK的解決方案，使區塊鏈應用程序的操作安全可靠。 STARK有效性證明確保了以太坊安全、快速的結算時間和順暢的用戶體驗。解決方案支持一系列數據可用性模式，包括StarkNet和StarkEx。 StarkNet：一個無許可去中心化的Validity-Rollup。任何開發者都可以部署任何dApp，使用智能合約，實現更大的規模。 StarkEx：一個獨立的、可定制的rollupSaaS，dApps可以構建在StarkEx服務上。 StarkEx服務支持一系列用例：NFT鑄造和交易、衍生品交易、AMM、現貨交易、支付和DeFi池。它目前擴展了dYdX(衍生品交易)、Sorare和Immutable(NFT鑄造和交易)以及DeversiFi(現貨交易和支付)。 ???? imTokenimToken 是一款去中心化的數字錢包，用於承載加密數字世界的資產、身份和數據，成立於2016 年，imToken 已在全球150 餘個國家和地區，累計為超過1200 萬用戶提供了安全可信賴的數字資產管理服務。目前imToken 支持管理比特幣、以太坊等12 條主流區塊鏈，以及更多EVM 兼容鏈，同時支持去中心化幣幣兌換功能與開放的DApp 瀏覽器。 ???? ArbitrumArbitrum 是由Offchain Labs 研發的以太坊二層擴容方案。採用Optimistic Rollup 技術，在不犧牲以太坊安全性的前提下，Arbitrum 使超高速，低成本的交易成為可能。 2021年8月底上線以來，Arbitrum 已有100+生態項目部署。 Arbitrum 已全面兼容Ethereum Virtual Machine。為進一步提高開發者體驗，未來還將在Arbitrum Nitro 升級中加入WASM 支持。