Starknet 0.12.0 がメインネットを正式にデプロイ: 量子の飛躍を実現

序文

Starknet 0.12.0 が 7 月 12 日にメインネットに正式にデプロイされ、スループットの向上と待ち時間の短縮が実現されたと報告されています。この記事を読む前に、ゼロ知識証明の概念を予備的に理解しておく必要があります。

ゼロ知識証明は暗号化の概念に属し、対話型の証明です。古典的な例から始めましょう。A は赤緑色盲で、B はビリヤード ボールを 2 つ持っています (赤と緑の 1 つずつ)。 A の目には 2 つのボールはまったく同じ色に見えます。B は、2 つのビリヤード ボールの一方が赤で、もう一方が緑であることを A に証明する必要があります。このとき、A はビリヤードの玉を背中に置き、2 つの玉を入れ替えるかどうかを判断します。B は、A が 2 つの玉を入れ替えたかどうかを何度も繰り返し、B の推測の結果が正しければ判断する必要があります。 , するとAさんは、ビリヤードの2つの球のうちの1つは赤で、もう1つは緑である、これが本当の状況であると考えます。これは古典的なゼロ知識証明の例です。ゼロ知識証明では、「証明者」と「検証者」の 2 つの ID だけが必要です。

1 Starknet の概要

StarkNet は、許可不要の分散型 Validity-Rollup (「ZK-Rollup」とも呼ばれます) です。イーサリアム上のレイヤー 2 として、イーサリアムの構成可能性とセキュリティを犠牲にすることなく、あらゆる Dapp がコンピューティングの無限の拡張を達成できるようにします。

StarekNet の親会社である StarkWare は 2018 年に設立され、イスラエルに本社を置き、主力製品は Starknet と StarkEx です。同社の企業評価額は80億ドルに達した。 StarkNet はこれまでに 5 回の資金調達ラウンドを経て、合計 2 億 7,300 万米ドルを調達しました。

イーサリアム財団が特にスタークウェアを活用したスタークウェアを公的にサポートしており、スタークウェアに 1,200 万ドルの助成金を提供していることは言及する価値があります。そしてこれが、業界が StarkNet とその正統性の将来の発展について概して楽観的である理由の 1 つです。

トークン経済モデル

StarkNet は、2022 年 11 月 16 日に、ネイティブ トークン $STRK が投票、ステーキング、料金支払いのためにイーサリアム メインネットに導入されると発表しました。

図 1-1 $STARK トークンの経済モデル

トークン経済モデルでは、投資家と中心的貢献者のトークン 49.9% を除き、残りの 50.1% のトークンはすべて StarkNet 財団によって所有されます。このうち、トークンの 8.1% が未割り当てのままです。この部分はコミュニティによって対応する用途を決定するために使用されるため、トークンのこの部分は一般に潜在的なエアドロップ割り当てとして推測されます。スタークネット財団はまた、元フェイスブック幹部のディエゴ・オリバ氏を初代CEOに任命した。 Oliva 氏は以前、開発者とユーザーの権利と利益を強調し、Starknet 分散型コミュニティのガバナンスに注力すると述べています。

路線図

V 0.12.0 のスループットとレイテンシ

公式は最近、2023 年の全体的なロードマップを発表しました。バージョン 0.12.0 は、7 月 12 日水曜日にメインネットに正式にデプロイされました。 Starknet の最新バージョン 0.12.0 では、スループットや遅延の改善など、パフォーマンスが大幅に向上しています。 Rust ベースの Sequencer と Rust-Cairo VM を採用することにより、StarkNet のパフォーマンスは大幅に向上し、OKEX 取引所は ETH starknet メインネットのデポジットのサポートを開始しました。

V 0.13.0 トランザクション コスト

バージョン V 0.13.0 では、Starknet のトランザクション コストが大幅に削減されます。これは、取引コストを削減するための主要な要素である意志によって達成されます。現在、L1 (イーサリアム) データコストはトランザクションコストの 95% を占めており、Volition を使用すると、開発者はハイブリッド データ可用性 (DA) モデルを使用して Starknet アプリケーションを構築できます。さらに、イーサリアムの EIP-4844 (シャード Blob トランザクション) は 2023 年第 4 四半期にリリースされる予定です。イーサリアムの EIP-4844 と Starknet の Volition (オフチェーン データの可用性) により、Starknet のデータ コストは大幅に削減されます。

V 0.14.0 手数料マーケットプレイス

ネットワークの混雑は、すべての開発者とユーザーにとって頭痛の種です。この問題を解決するために、Starknet は V 0.14.0 で料金市場を導入し、ガスユーザーが取引に支払う金額に応じて Starknet の限られたリソースを効率的に割り当てる予定です。

V 0.15.0 の固定ブロック間隔の短縮

V0.15.0 バージョンでは、いくつかの改善計画は、ブロックと証明の間の関係を分離し、ブロック間隔を短縮し、ネットワークのスループットを向上させることにより、Starknet のパフォーマンスとユーザー エクスペリエンスを向上させることを目的としています。これにより、Starknet はより強力で効率的なブロックチェーン プラットフォームになります。

2 テクニカル分析

ZK ロールアップ VS OP ロールアップ

現在、市場で最も広く使用されているレイヤー 2 - Arbitrium の基礎となるテクノロジーは OP-Rollup (Optimistic Rollup) です。不正証明を通じて拡張を実現します。 Op-Rollup では、トランザクション データはシステムによって楽観的に正しいと信じられ、リアルタイムの検証は行われず、直接待機期間に入ります。待機期間中に、ノードが異議を唱え、悪意のあるトランザクションがあることを証明する証拠を提供した場合、トランザクションはキャンセルされ、異議がなければ、待機後にトランザクションは自動的に完了し、メインチェーン上で検証されます。期間は終了しました。

Starknet は、ZK-Rollup テクノロジーに基づくレイヤー 2 です。 ZK-Rollupは主にゼロ知識証明技術に依存しており、計算プロセスと検証プロセスを分離することで、契約履行の検証がオフチェーンで完了し、検証結果がイーサリアムメインネットに送信されます。計算処理はオフチェーンで行われ、検証結果は証拠としてイーサリアムに送信されるだけなので、最高レベルのセキュリティとユーザーのプライバシー保護を実現します。

OP ロールアップと ZK ロールアップと比較すると、ZK ロールアップは OP ロールアップより安全な代替品ですが、OP ロールアップは EVM 互換性のある DeFi プロジェクトにとってより良い選択肢です。 EVM 互換性を備えた ZK ロールアップが、その自然なセキュリティ上の利点を備えたレイヤ 2 の将来の開発方向となることがわかります。 StarkNet は、最も安全でスケーラブルな暗号証明システムである STARK に依存しているため、セキュリティが実現されています。

Zk-STARK VS Zk-SNARK

STARK (Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge) と Zk-SNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) は両方ともゼロ知識証明テクノロジーであり、すべての情報を明らかにすることなく検証できる証明を作成するために使用されます。ただし、それらの実装と機能にはいくつかの重要な違いがあります。

SNARK と STARK のどちらを使用するかは、特定のアプリケーションのシナリオと要件によって異なります。 SNARK には証明サイズと検証速度の点で利点がありますが、信頼の設定が必要です。 STARKは信頼設定が不要で量子コンピュータ攻撃に強いですが、証明が大きくなり検証速度が遅くなります。

ここでは、信頼できるセットアップという概念を紹介します。これは、あるタイプのゼロ知識証明システム (zk-SNARK など) で使用されるプロセスであり、システムが動作を開始する前にいくつかの初期パラメーターを作成します。これらのパラメータはプルーフの生成時と検証時の両方で使用されます。

信頼セットアップの鍵は、初期パラメーターの作成後にジェネレーターが使用するシークレットを完全に破棄することです。生成者がこの秘密を保持した場合、有効に見える偽の証明を作成できるようになり、システムのセキュリティが危険にさらされることになります。したがって、すべての生成者が秘密情報を適切に破棄していることを確認するために、信頼の設定プロセスは厳格な精査と監視の対象となる必要があります。これが「信頼セットアップ」と呼ばれる理由です。ユーザーは、プロセスが公正であり、ジェネレーターが不正行為をしていないことを信頼する必要があるからです。

ただし、zk-STARKs は信頼設定を必要としないゼロ知識証明システムです。これは、信頼設定を必要とするシステム (zk-SNARK など) とは異なり、zk-STARK の証明生成および検証プロセスが秘密情報に依存しないことを意味します。これにより、システムのセキュリティが特定の個人や組織の行動に依存しないため、透明性とセキュリティが向上します。 zk-STARKは「FRI」（Fast Reed-Solomon Interactive Oracle Proofs）と呼ばれる技術を利用して実現されている。

金曜日の契約

FRI プロトコルの基本的な考え方は、一連のサンプリングと補間のステップを通じて多項式の次数を徐々に減らすことです。各ステップで、証明者は、元の多項式の圧縮バージョンであると主張する新しい多項式を提供します。検証者は、ランダムな点でこれらの多項式の値をチェックすることで、主張が正しいことを検証できます。

このプロセスは、多項式の次数が十分に低くなり、検証者がすべての係数を直接チェックできるようになるまで続けられます。多項式の次数は各ステップで半分になるため、このプロセスは対数時間で実行でき、FRI プロトコルは非常に効率的になります。

FRI プロトコルの重要な特性は、事前に定義された公開パラメーターのみに依存し、秘密情報を必要としないことです。これは、信頼セットアップを必要としない zk-STARK などのゼロ知識証明システムの構築に役立ちます。ただし、FRI (Fast Reed-Solomon Interactive Oracle Proofs) プロトコルは信頼セットアップと同等ではありません。その代わりに、FRI プロトコルは、zk-STARK の証明を生成および検証するためのテクノロジーです。これにより、証明者は、多項式の具体的な内容を明らかにすることなく、多項式の係数が低次であることを検証者に証明することができます。 FRI プロトコルの重要な特性は、公開された事前定義されたパラメーターのみに依存し、秘密情報を必要としないことです。これは、信頼セットアップを必要としない zk-STARK などのゼロ知識証明システムの構築に役立ちます。 FRI プロトコルは zk-STARK の重要なコンポーネントであり、信頼セットアップを必要とせずに zk-STARK が動作できるようにします。ただし、FRI プロトコル自体は、秘密情報の生成や破棄を含まないため、信頼セットアップ プロセスではありません。

Starknet の仕組み

StarkWare の製品には、プロジェクト関係者向けにカスタマイズされた ZKR エンタープライズ サービスである StarkEx と、より一般的な StarkNet が含まれます。 StarkNetは、Starknet上のProver（認証者）、Sequencer（ソーター）、Fullノード（フルノード）と、Ethereumコントラクト上に展開されるVerifier（検証者）とStarknetコア（コアステート）の5つの部分で構成されます。

その動作原理は、StarkNet 上でトランザクションを開始することです。これは、オフチェーン サーバー ソーターによって受け入れ、並べ替え、検証され、ブロックにパッケージ化され、トランザクションを実行して、ステータスを Starknet コア ステータス コントラクトに転送します。証明者は直ちにトランザクションの証明を生成し、それを検証のためにイーサリアムの検証者に送信します。検証者は検証結果をイーサリアムのスタークネットコア状態コントラクトに送信し、スタークネットコアコントラクトから一連の新しいイーサリアムトランザクションをトリガーして、記録保持のためにチェーン上のグローバル状態を更新します。フル ノード (フル ノード) は、状態の変更、メタデータ、プルーフを含むストレージ機能を果たし、Starknet で実行されたすべてのトランザクションを記録し、システムの現在のグローバル状態を追跡します。

図 2-1 Starknet の動作原理の概略図

3 StarkNet エコシステム

図 3-1 Starknet 生態マップ (Twitter @odin_free より)

Starknet には多くのエコロジー プロジェクトがあり、現在 100 以上の dapps とサービスが含まれています。その中には、Braavos と Argent という 2 種類のウォレットがありますが、2 つの間のニーモニックは相互運用できません。 10kswap、Jediswap、Myswap などの DEX、Zklend などの融資プロトコルを含む 60 以上の Defi プロトコルが導入されていますが、現時点で Defilama データによると、StarkNet の合計 TVL はわずか 1,736 万ドルです。同タイプのzkSync時代の1億8,921万ドルと比較すると、まだ10倍近くの差があり、StarkNetエコシステムがまだ初期段階にあることがわかります。

図 3-2 defilama の StarkNet TVL

クロスチェーン ブリッジには、公式クロスチェーン ブリッジ スターゲート、オービター、レイヤースワップなどが含まれており、Did には StarknetID とミッション プラットフォーム StarQuest があります。現在、Starknet のさまざまなプロトコルの NFT Odyssey 活動が本格化しています。StarkNet の将来のエコロジーが繁栄し続けるか、それとも短命に終わるかは、見守るしかありません...