StarkEx 是一個在以太坊主網上運行的 Layer-2 擴展性引擎。StarkWare 開發了 StarkEx，這是一個針對加密貨幣交易所的擴展性引擎。StarkEx 使交易所能夠以降低成本和高流動性的方式提供非託管交易的大量交易。StarkEx 目前支持 ETH、ERC-20 和 ERC-721 代幣，並且可以輕鬆支持其他 EVM 相容區塊鏈上的代幣。

StarkEx是什麼？

StarkEx 是一個框架，有助於開發特定應用和有權限的擴展解決方案。StarkEx 是一個可擴展的引擎，專門設計來滿足應用程序的獨特需求，包括遊戲和 DeFi。StarkEx 是以太坊主網上的 Validium L2 擴展引擎，已經量身定製以容納特定的有權限 Dapps。像 dYdX、ImmutableX、DeversiFi 和眾多其他合作者使用它來部署他們的想法，主要用於交易用例。大多數協議都是構建在這個特定的 L2 上，這個 L2 負責產生實際交易量和執行交易。StarkEx 利用 STARK 零知識證明技術，為加密貨幣交易所引入可擴展的非托管交易。

StarkEx的背景

StarkEx是一個成熟的平台，自2020年6月起部署在以太坊主網上，並以SaaS業務模式推出。這是Starkware的產品，Starkware是一家成立於2018年的ZK-rollup公司，由Eli Ben-Sasson，Michael Riabzev，Uri Kolodny和Alessandro Chiesa創立。Eli共同發明了STARK，FRI和Zerocash，是Zcash的創始科學家。自2001年從希伯來大學獲得理論計算機科學博士學位以來，他一直在探索密碼學和計算完整性的零知識證明。

Uri Kolodny是一位連續創業家，共同創立了許多技術公司，其中包括OmniGuide和Mondria。Michael共同創立了StarkWare，開發和實現了用於零知識計算完整性的zk-STARK系統。Alessandro共同創立了StarkWare，共同發明了Zerocash協議，並編寫了Libsnark，這是簡潔零知識證明的領先開源工具。

Starkware 是零知識基於 Rollup 設計的先驅。部署在 StarkEx 上的應用包括 dYdX（永續交易）、Immutable 和 Sorare（NFT 鑄造和交易）、DeversiFi（現貨交易）和 Celer（DeFi 池化）。在上線之前，有超過 5000 萬筆 StarkEx 交易在公共和私有以太坊測試網上解決。

Starkware 產品：StarEx、StarkNet 和 ZK-STARK

STARKs（可擴展透明知識證明）是一種促進計算驗證和驗證的證明系統。它使得能夠處理大量計算、生成計算正確性的證明，並在幾個步驟內驗證證明。StarkWare提供了兩種使用STARKs擴展以太坊的解決方案：StarkEx和Starknet。

StarkEx

StarkEx是一個特定應用的以太坊擴展解決方案，旨在降低成本並加快合併dApps的交易速度。StarkWare團隊負責管理StarkEx，該解決方案於2020年6月推出其主網。StarkEx通過將眾多交易整合到單一區塊中來增強以太坊的效率。它採用了一種名為零知識Rollup的技術，該技術提供數學證據表明交易是合法的。根據特定應用的要求，StarkEx可以以每秒15,000至50,000筆的速率進行交易。

StarkNet

StarkWare 團隊還設計了 Starknet，在 2021 年 11 月推出了其 alpha 主網。與 StarkEx 不同，Starknet 不受 StarkWare 員工監督。Starknet 是以類似於 Ethereum 等公共網路的方式運作的以太坊第二層去中心化擴展解決方案，且不需要許可。

使用零知識（zk）技術，Starknet 在以太坊上增強了用戶體驗並降低了效用成本。它採用了一種名為 Cairo 的本地編程語言。該協議對於賬戶抽象的支持是一個值得注意的特點。此功能使用戶能夠通過利用智能合約來管理他們的賬戶。Starknet 生態系統目前總鎖定價值（TVL）為 251.95 百萬美元。

StarkEx和StarkNet

StarkEx和Starknet都是基於STARK的可擴展性解決方案。兩者都提供可擴展性、最低瓦斯成本和安全性；然而，它們的互操作模式和運行要求不同。StarkEx可能是應用程序的最佳解決方案，主要是自包含的，符合StarkEx提供的API。Starknet可能更適合需要與其他協議同步交互或要求超出StarkEx的協議的協議。

與StarkEx相比，Starknet序列器批量處理並發送交易以進行處理和驗證，而不是由應用程序負責傳輸交易。（StarkWare目前負責操作Starknet的序列器，以便在未來實現去中心化。）Starknet支持rollup數據可用性模式，即將rollup的狀態與STARK證據一起寫入Ethereum。

StarkEx 功能特色

StarkEx 提供了一個擴展解決方案，包括高吞吐量、低 Gas 費用、以太坊級安全性、自保管和快速集成等功能和優勢。StarkEx 通過智能合約執行任意邏輯，用於特定用例，包括交易和 NFT。

資料可用性：Rollup，Validium

此功能在側鏈上執行鏈下交易，例如StarkEx，而不是在Validium協定下執行鏈上執行，例如樂觀匯總。ZK 匯總將 L1 和 L2 之間的橋接時間減少到分鐘，而不是樂觀匯總中的一周。

意志

StarkEx 不限制用戶使用特定的數據可用性選項，這意味著用戶可以在兩個選項（Rollups 或 Validium）之間進行選擇，以進行符合其安全要求和燃氣費用的交易。

大規模

StarkEx的大幅擴張潛力的關鍵在於其離鏈證明者（Prover）和鏈上驗證者（Verifier）之間的非對稱計算分配。離鏈證明者處理大量的交易批次並生成STARK證明。鏈上驗證者通過一系列計算程序評估STARK證明。這有助於實現大規模的離鏈擴展，我們在其中執行大量計算，其完整性則通過最低處理要求在鏈上維護。

自主托管

StarkEx促進自我託管的去中心化應用程式，並利用先進的反審查方法來保證用戶的資產始終處於他們的控制之下。

ZK-STARK

ZK-STARK代表零知識可擴展透明的知識論證。StarkWare開發了ZK-STARKs，它使用現代代數和新穎的加密證明來保護區塊鏈計算的隱私和完整性。 ZK-STARK允許區塊鏈將計算送到單個離鏈STARK證明者，該證明者使用鏈上STARK驗證器來檢查這些計算的完整性。

ZK-STARK的好處

ZK-STARKs提供獨特的好處:

可擴展

ZK-STARKs展示了更快的證明生成和驗證，適用於更大的證人大小。zk-STARK的可擴展性取決於三個關鍵因素：

• 證明者的複雜性
• 驗證者的複雜性
• 溝通的複雜性

這些尺寸和其他因素共同決定了 zk-STARK 運作的效率和速度。證明者生成證明所需的計算資源和時間稱為證明者複雜度。驗證者複雜度是驗證證明者證明所需的時間和計算資源的量。通訊複雜度是在證明驗證期間證明者和驗證者之間交換的數據量。ZK-STARK 旨在在通訊方面保持簡單。

透明

ZK-STARKs使用公開可驗證的隨機化生成公共參數，這減少了對中心化的依賴，增強了透明度。 zkSTARK通過使用公開可驗證的隨機性來生成證明系統中使用的參數，從而消除了對一個值得信賴的準備階段的必要性。系統更加透明，zkSTARK中沒有值得信賴的配置階段消除了與被犧牲參與者相關的風險。

後量子安全

量子計算是一種利用量子力學原理以一種經典計算機無法實現的方式來處理信息的範式。這被稱為後量子安全。這種特性使量子計算機能夠比經典計算機指數級地更快地執行特定類別的計算。zkSTARKs被設計成能夠抵禦來自量子計算機的攻擊，這些攻擊可能危及特定的加密方案。zkSTARKs提供了對抗量子計算進步威脅的更有效防禦。

STRK代幣是什麼？

STRK是支付費用的機制，以啟用網絡運作，通過抵押進行共識，並通過投票支持治理提案，確定Starknet的價值和技術目標，從而維護和保障網絡運作。

最初，Starknet的費用僅以Ether (ETH)支付，作為交易費用的使用。STRK和ETH是網絡交易費用的當前付款方法。接收序列器將部分以STRK支付的費用轉換為ETH，以支付以太坊L1瓦斯成本。這些成本需要以ETH支付，因為這是根據以太坊協議指南的要求。

由於引入了鎖倉機制，用戶可以鎖定他們的STRK代幣來支持網絡運營並獲得獎勵。為了提供鎖倉目的的保障，鎖倉STRK對於Starknet的安全性和功能至關重要的某些服務是必要的。在L1最終性之前，可能存在多個提供商用於排序、數據可用性提供、STARK證明服務和臨時L2共識。

增強Starknet可能需要一個最低代幣支持閾值。對於對其安全性、功能和維護至關重要的協議更改，將需要進行投票，無論是直接投票還是通過委派。

基金募集和投資者

StarkNet擁有33家投資者，包括紅杉資本和Paradigm作為主要投資者。其他著名的投資者包括Tiger Global，Greenoaks，Coatue，Multicoin Capital，Vitalik Buterin，ConsenSys和Polychain Capital。迄今為止，StarkNet已經籌集了超過2.5億美元。該公司在 2022 年 5 月籌集了 1 億美元，其估值從 20 億美元增加到 80 億美元。紅杉資本領投本輪融資，此前於2021年11月由阿拉米達研究和創始人基金領投的5000萬美元C輪融資。DVCV 和 Wing VC 於 2021 年 3 月 24 日領投了 StarkNet 的 B 輪融資，投資額為 7500 萬美元。StarkNet在2018年9月的A輪融資中獲得了3000萬美元，Paradigm是主要投資者。

分配與供應

StarkWare最初在2022年5月生成了100億枚Starknet代幣，並於2022年11月30日在區塊鏈上鑄造。目前存在的100億代幣的分發已經或者預計是如下所述：

分配給投資者和早期貢獻者的所有代幣都受以下鎖定時間表的約束，其中百分比基於總代幣供應，以使長期激勵與Starknet社區利益保持一致:

• 從2024年4月15日開始，每月15日將解鎖高達0.64%（6400萬代幣），直到2025年3月15日為止，總計7.68%（7.68億代幣）。
• 從2025年4月15日開始，每月15日將解鎖高達1.27％（1.27億代幣），直到2027年3月15日為止，總計30.48％（30.48億代幣）。

StarkEx是如何工作的？

StarkEx是一個可擴展的引擎，專門設計來滿足應用程序的獨特需求，包括遊戲和DeFi。實施第二層解決方案有兩種不同的方法：ZK-Rollup或Validium數據可用性。當StarkEx處於“rollup模式”時，以太坊會根據用戶餘額的變化進行更新。數據以“validium”模式發布給數據可用性委員會（DAC），這是一群受信任的管理員。該系統由外部組件和鏈上組件組成。外部或鏈下組件維護狀態，執行交易並將狀態更新傳輸到鏈上組件。此外，該組件負責系統的狀態和資產以及確認轉移。以下是StarkEx使用的程序：

驗證

操作員（例如，交易所）處理傳送到StarkEx服務的使用者交易。StartEx在兩個階段驗證交易：順序驗證和並行無狀態驗證，例如值範圍和格式驗證。對於最多1,000筆並行發送的交易，響應延遲為100-200毫秒。

在網關確認交易已通過初始驗證後，用戶可以確定該交易將被執行並且交易已完成。用戶可以在應用程式界面中整體呈現交易，而無需等待在鏈上完成。

批量處理

StarkEx 根據更複雜的標準驗證並批處所有交易。由於交易的前置條件通常決定其有效性，因此此驗證階段是順序而非並行的。每個驗證過的交易都會被 StarkEx 服務分組到一個批次中，並更新相關的餘額。此驗證階段的可觀察延遲時間可能為幾分鐘或高達四小時，具體取決於交易何時插入隊列的末尾或開始。

生成證明

StarkEx服務生成一個STARK證明，證明了批次中交易的有效性，並在批次交易後將其傳輸上鏈。

在鏈上驗證

鏈上驗證者智慧合約在生成鏈上預期交易有效性的證明后收到 STARK 證明。對新餘額狀態的承諾在驗證證明后存儲在鏈上。

StarkEx 應用和數據可用性

StarkEx為開發者提供應用程序，將其自己的StarkEx與其應用程序集成。StarkEx被眾多知名行業參與者使用，包括Sorare、Dydx、Immutable X、Opera和DeversiFi。當開發者開始使用StarkEx時，他們將獲得其L1 StarkEx合約和測試網絡上的StarkEx實例。但是，用戶必須注意，如果應用程序未正常運行，他們隨時可以取回資金，並對資金擁有控制權。

基於這一點，StarkEx提供了兩種不同的方法來實施第二層解決方案: ZK-Rollup或Validium數據可用性。StarkEx應用程序必須保持用戶數據的恆定可用性，以確保自我監管、冗餘性和無信任性。數據可用性保證存儲在用戶保險庫中的狀態與StarkEx維護的狀態完全同步，並且完整的餘額樹永遠可訪問，確保用戶在StarkEx停止運作時可以驗證他們對現金的監管。

數據可用性模式

StarkEx提供以下數據可用性模式：ZK-Rollup和Validium，StarkEx Perpetual和StarkEx Spot都支持。意志模式允許在應用程序中使用ZK-Rollup和Validium保險庫，使用戶可以為每個資產選擇保險庫範圍，還可以進行數據存儲。然而，它比前一個選項更不流行，因為只有StarkEx Spot獨家支持它。

Zero-Knowledge Rollups

零知識 Rollups，或者 ZK-Rollups，採用被稱為“零知識證明”的先進加密學和數學，以驗證每筆交易的合法性。ZK-Rollups 是支持去中心化和安全的以太坊擴展解決方案的首選。StarkEx 和 zkSync 是採用零知識 Rollups 的第二層解決方案的典型代表。在 StarkEx ZK-Rollup 中，Cairo 程序保證了重建 L2 餘額 Merkle Tree 所需的數據作為 calldata 在鏈上傳播。

當 ZK-rollup 發生時，運營商會為狀態根創建一個有效性證明（SNARK 或 STARK）。這顯示了以太坊上的 Rollup 智能合約接收的狀態根來自一組有效的交易。這使運營商無法傳輸無效的狀態根。ZK-rollup 使用兩種形式的有效性證明：SNARK 和 STARK。ZK Sync、Scroll 和 Polygon ZkEVM 利用 SNARKs，而 StarkNet 和 StarkEx 則採用 STARKS。

ZK-Rollup在無需信任的情況下運作。在逃脫事件期間，用戶資金的所有必要數據都可以在區塊鏈上進行訪問和透明。儘管具有這種優勢，但該模式的缺點是，批次中每個修改的保管庫都會產生一筆燃氣費用。當許多保管庫狀態發生變化時，狀態更新事件的費用主要與數據可用性相關，而不是證明驗證。

有效性

替代數據可用性模式是Validium。密碼學證明驗證了在該數據模式下計算的準確執行。在使用Validium保險庫時，用戶的餘額不會在鏈上公開。相反，它們會被派送給幾個聲譽良好且可靠的實體，例如數據可用性委員會（DAC）成員。如果一個委員會成員的法定人數支持狀態更新，則僅當委員會的法定人數支持狀態更新時，才會在鏈上被視為真實並被接受。他們正式確認他們知道所有更新的保險庫餘額，並且可用性驗證者已經委託了新的狀態。

與 ZK-rollups 相比，需要支付燃氣費用，而無需在鏈上數據上進行支付。在鏈上狀態更新期間，大部分燃氣費用用於驗證證明。在保密性方面，用戶的餘額信息由一個受信任實體委員會在鏈外維護，而不是在鏈上。這種選擇的缺點是，使用 DAC 需要對委員會成員的信任。

關於數據可用性委員會（僅限於 Validium）

DAC包括一群個人或組織。 DAC成員承諾為StarkEx驅動的應用程序提供數據存儲的冗餘性和無信任性，確保數據始終可用。 DAC成員是自主的第三方，同意代表運營商接收和保留每個狀態更新。 如果運營商（或StarkWare）離線，DAC成員承諾在鏈上發布狀態更新，確保用戶可以始終訪問他們的資金，這對於自我保管至關重要。 DAC包括Consensys，Chainstack，StarkWare和許多其他受尊敬的實體。

結論

StarkEx 是一系列關鍵工具，項目可以利用這些工具實現成本效益的鏈下計算。這個 L2 解決方案提供了可擴展性、降低的 gas 價格和安全性，但仍具有獨特的運營要求和互操作框架。