原文：What is StarkEx and How Does it Works?

翻譯及校對：「StarkNet 中文」社區

簡析以太坊二層擴容網絡StarkEx及其運行機制

StarkEx 擴容以太坊：閃電般快速交易和低gas 費用的二層解決方案

同大部分一層區塊鏈一樣，以太坊長期以來面臨著可擴展性難題，導致吞吐量低、交易時間長以及Gas 費無法預測。對於需要處理數億筆交易的去中心化應用程序，可擴展性帶來的挑戰阻礙了其用戶使用基於以太坊的應用。

為解決可擴展性問題，StarkWare 開發了 StarkEx，這是建立在以太坊上的二層可擴展性引擎，專為應用程序設計。

StarkEx 旨在不影響安全性、隱私性、自託管的情況下，大幅度提升以太坊的可擴展性，提供閃電般快速和低gas 費用的交易。

為了實現該目標，StarkEx 使用了一種先進的密碼學系統，即 STARK 有效性證明(Validity Proof)。

有效性證明能夠在鏈下完成批量交易處理，同時在以太坊主網的智能合約驗證交易的合法性。除增加吞吐量外，通過在同一批次的交易均攤gas 費用，大大降低了使用StarkEx 的應用程序gas 費。

StarkEx 可擴展性引擎如何運行

StarkEx 的亮點在於可擴展性引擎中的兩個關鍵組件分工合作，即鏈下STARK 證明器和鏈上驗證器。驗證器計算量相較於證明計算量呈多對數（譯者註：即驗證所需的計算量增長遠低於證明計算量），這就保證StarkEx 能夠同時提供擴展性和計算完整性(Computational Integrity)。
但它的底層到底是如何運行的？該過程包含四個步驟：
  1. 批量處理
  2. 驗證和更新
  3. 生成證明
  4. 鏈上驗證
下面我們來逐一分析。

批量交易

運營商（例如交易所）將多個交易打包到同一個「批次」中，交由StarkEx 服務處理。然後，將同一批次打包成單個壓縮狀態更新到鏈上，並提交一個證明。這樣處理效率更高，且減少了必須在鏈上處理的交易總數。

驗證和更新

整個系統交易狀態以哈希形式壓縮更新。

生成證明

當批量交易處理完成後，StarkEx 會生成一個STRAK 證明用於確認交易的有效性。然後將證明和更新發送到鏈上驗證器智能合約來確保交易完整性。

鏈上驗證

STARK 證明完成驗證後，狀態更新提交至以太坊，並在以太坊主網上完成結算確認。
所有的交易都是在鏈下處理和驗證，但完整性證明都是在鏈上進行驗證。此外，所有的交易都是私密的，受到後量子安全密碼學(Post-Quantum Secure Cryptography) 的保護。這意味著StarkEx 的完整性能夠抵抗量子計算機(Quantum Computer) 的攻擊。量子計算機不久將有能力打破傳統加密算法。

StarkEx 的業績和用例

StarkEx 的業績讓人十分驚喜，自2020 年在以太坊主網上線以來，StarkEx 經過實戰測試，達到生產級別，已完成交易量超2.94 億筆，累計交易量超7780 億美元，鑄造超9000 萬個NFT 。所有StarkEx 平台上已鎖定超5.48 億美元價值的資產，這也證明了其可靠性、安全性和信任度。
相比於統計數據，更驚人的是StarkEx 的靈活可變性。
StarkEx 通過REST API 部署和集成即時可用，只需幾週時間即可在主網上發布生產級別應用程序。而StarkWare 開發富有表現力的零知識證明編程語言Cairo 更是提升靈活性，讓StarkEx 可以針對特定邏輯定制各種功能。
StarkEx 已承載豐富多樣的應用，可以完美說明這一點。

Sorare

Sorare 是基於以太坊的夢幻體育鏈遊，玩家可以收集、交易NFT 球員卡，管理虛擬球隊。 Sorare 的區塊鏈架構師Pierre Duperrin 稱，Sorare 與StarkEx 的整合讓Sorare 進入到主流賽道，並為每周公司節省近100 萬美元。
他說「我們希望把資產出售成本控制在10 或5 美元，但是高昂的gas 成本令人望而卻步，而如今通過與StarkEx 的整合，我們已經實現了幾乎零gas 交易」。
自2021 年7 月上線以來，StarkEx 已經為Sorare 平台上近1600 萬筆交易提供支持，促成超7.9 億美元的交易量。

ImmutableX

Immutable 是以太坊鏈上專為NFT 打造的二層解決方案。其使命是為下一代Web3 遊戲提供動力，Immutable 利用StarkEx 為玩家提供無縫的遊戲體驗、零gas 費、完全碳中和的NFT 鑄造及交易。
迄今為止，StarkEx 已經為整個Immutable 生態系統處理NFT 交易1.55 億筆，總交易量超3.61 億美元，其中包括Gods Unchained、Guild of Guardians、GameStop 等Web3 遊戲和交易市場。

dYdX

dYdX 是一個非託管型的去中心化金融(DeFi) 交易所，為超35 種加密貨幣提供永續合約交易。為了給用戶提供最好的交易體驗，dYdX 移植到了StarkEx 架構上，進一步降低交易費用、交易最低限制、全倉保證金交易、即時交易結算，以及最重要的資產自託管。
「有效性證明Rollup 在鏈上提交交易，降低每筆交易所需的gas 費用。因此我們能夠全面降低交易費用，並將節省下的費用轉還給交易用戶。」dYdX 創始人兼CEO Antonio Juliano 說道。
所有這些還僅僅只是開始。
隨著分片技術逐步提升以太坊的效率和性能，StarkEx 也將繼續優化，進而提升合作夥伴生態系統中的開發者和用戶體驗。同時，StarkEx 團隊將始終秉持創新、跟進最新技術進展、一絲不苟地構建最優秀的產品。