L2 Summer将至？一文掌握StarkNet技术原理及生态

原文作者：Biteye Hankester的核心贡献者

原文编辑：Biteye 核心贡献者 Crush

1. Layer2 Summer 的前奏

Arbitrum 的 DeFi 生态已经初具规模，其发放空投的决定是让自己坐稳 Layer2 把生态头放在第一位。从发布空投规则到开始认领，Arbitrum One 的 TVL 已经占据了整个 layer2 生态的 66.61%的活跃用户在两周内飙升40万。

(数据来源:https://l2beat.com/scaling/tvl）

(数据来源:https://dune.com/Henrystats/arbitrum-metrics）

曾经的 layer2 四大天王：Optimism、Arbitrum、zkSync、StarkNet，只剩下后两个人没有宣布空投。Optimism 和 Arbitrum 先后实践生态积累 + 空投抢用户的打法，结果已经在了 Layer2 体现了生态的市场份额。随着 Layer2 此外，生态越来越成熟 EIP-4844 将大幅降低 Rollup 成本，抢占用户将成为 Layer2 获胜的核心因素。在当前的市场格局下，留给 zkSync 和 StarkNet 抢占市场的时间不多，项目之间的竞争和用户之间的竞争 fomo 财富效应使 Layer2 Summer 呼之欲出。

（注：EIP-4844 这是对以太坊网络的改进提案，预计将是以太坊网络的改进提案 Rollup 的开销降低 10-100 倍。它将向以太坊引入一种新的交易类型，可以携带短暂存在的交易类型称为 blob 的数据。之前以 Calldata 可以将正式存储的数据可用性改为原因 blob 存储，但是 blob 存储成本比 calldata 便宜得多。在用户体验层面，用户最直观的感知是 L2 成本大幅降低，这将是 L2 生态爆发提供了重要的基础。）

作为 Layer2 四大天王中估值最高(母公司) StarWare 估值 80 1亿美元)项目，StarkNet 不用说，生态项目的含金量可以从近期的交易活动中看出。

StarkNet 已经于 2022 年 11 月 16 宣布在以太坊主网上部署其原始代币$STRK，用于投票、质押和支付费用的代币分配仍有待决定。下面将介绍 StarkNet 以及生态重点项目。对生态项目感兴趣的小伙伴可以直接阅读第三部分。

(数据来源:https://l2beat.com/scaling/activity）

2. StarkWare 介绍

2.1 项目概况

StarkNet 的母公司 StarkWare 成立于 2018 年, 总部位于以色列，两种主要产品是基于以太坊主网的扩容引擎 StarkEx 和 通用型 ZK-Rollup StarkNet。StarWare 技术团队已经在了 ZKP 该领域拥有十多年的研究和工程经验 2018 年率先提出采用 SATRK 有效性证明解决以太坊可扩展性问题，解锁大规模可扩展性。

StarkEx：二层可扩展性引擎为应用程序设计，StarkEx 为每个应用程序提供特殊服务 Rollup 技术服务，自我 2020 以太坊主网已于2000年正式上线，相对成熟。目前，它是基于 StarkEX 有开发项目 Sorare、immutableX、dYdX、ApeX 等待名项目。

StarkNet：任何智能合约的通用型都可以部署 Rollup，没有必要为特定的应用程序进行定制开发。StarkNet 于 2021 年 11 目前，以太坊主网已于月上线。 50+项目上线主网，100+项目上线测试网。

StarkWare 在 7 累计轮融资已获得 2.73 2018年融资1亿美元 年 1 月完成 600 种子轮融资1万美元，同年 7 以太坊基金会每月获得以太坊基金会 1200 赠款1万美元；2021 年 3 月份完成 Paradigm 领投的 7500 万 B 轮融资，同年 11 月份完成 5000 万美元 C 投资者包括轮融资 Paradigm、Alameda Research、Three Arrows Capital 等；2022 年 5 月 25 日，StarkWare 以 80 1亿美元的估值完成了 1 亿美元 D 轮融资，Greenoaks Capital、Coatue、Tiger Global 与其他参与者领投。

2.2 技术架构等

基于有效性证明 zk-rollup 方案类似，StarkNet 与 StarkEx 也采用「链下计算-生成 zk 证明-链上验证」实现以太坊扩容的形式。

但它是通过原创的 zk-STARK 零知识证明算法，zk 友好的编程语言 Cairo、SHARP 实现高交易处理速度、低成本等特点的共享验证器和多样化的数据可用性。

2.2.1 基于 STARK 有效性证明

zk-STARK 由 StarkWare 的创始人 Eli Ben Sasson 在 2018 年的一篇论文提出了这一点 Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge 缩写具有可扩展、透明等优良特点。

透明性：ZK-STARK 没有公共参考字符串可以使用 (CRS：Common Reference String ) 在可信度设置的情况下工作。相反，利用可公开验证的随机性来建立证人和验证人之间的互动，减少了用户的信任假设，提高了基础 STARK 协议的安全性。

可拓展性：STARK 具有验证的对数压缩特性，即当证明命题所需的时间为时，可以实现更快的验证速度 T 验证证明所需的时间仅为 log(T)，该特性能让 STARK 通过递归实现低成本、降低大型组合命题延迟等特点，实现可扩展。

(图片来源:https://medium.com/coinmonks/zk-starks-create-verifiable-trust-even-against-quantum-computers-dd9c6a2b13d

STARK 优点也伴随着一系列的权衡：

STARK 证明尺寸比 SNARK 大，因此当 Layer2 当交易量低且难以分摊证明成本时，确认延迟会很大。目前， StarkNet 交易的最终确认时间是 8 小时左右的原因是 StarkNet 目前交易量较低，有效性证明的成本需要收集足够的交易数量；同时， zk-STARK 需要配合 Cairo 为交易生成有效性证明，对开发者有一定的学习门槛。

2.2.2 Cairo 编程语言

Cairo 为 StarkWare 团队于 2020 年度发布的图灵完整编程语言让我们不知道 STARK 开发人员也可以 Cairo 来使用 STARK 实现可验证计算。在现有的大多数认证系统中，对于每个业务逻辑，即每个计算，都需要生成一组代表特定计算的多项约束。困难在于如何将多样化智能合同的执行结果统一为可验证的多项方程。

通过 Cairo 编写的程序可以通过计算结果来计算 STARK 证明器直接转换为可证明的多项方程，使智能合约与零知识证明具有良好的兼容性。Cairo 是为 STARK 编程语言的结合可以最大限度地释放 STARK 潜力，但其与 EVM 生态分裂一直是一个需要解决的问题。EVM 兼容是各种 zk 扩容方案争夺高地，StarkWare 团队也在为此努力。

2022 年 10 月末，StarkNet 便宣称使用 Cairo 开发出 ZK-EVM，同时，以太坊客户端 Nethermind 致力于发展 Solidity 到 Cairo 的编译器 Warp，以实现 StarkWare 对 EVM 的兼容性。团队声称现在 Wrap 已经支持将 Uniswap V3 重写为 Cairo 代码。随着 StarkNet 实际投入生产环境，将检验不同方案兼容性的实际效果。

2.2.3 SHARP 共享证明器

SHARP 即共享证明器 (SHARed Prover)，是 StarkEx 和 StarNet 生成零知识证明 Prover。SHARP 可同时为 StarkEx 和 StarNet 生成有效性证明，因此可以聚合不同的证明 StarkEx 应用以及 StarkNet 交易发生在一个单一的交易中 STARK 为了实现更快的填充，证明中证明了证明 STARK 提高交易处理速度，减少延迟，证明容量。

递归证明是下一代的前沿技术，不仅适用于一些硬编码逻辑，也适用于通用计算。SHARP 与 STARK 结合后，可以让整个 StarkWare 生态交易很好地实现了递归的性质，带来了极端的可扩展性。

2.2.4 多样化的数据可用性

有效性证明的一般逻辑是「链下计算-生成 zk 证明-链上验证」，即用户在 Layer2 上发送交易->Sequencer 收集进行排序和执行，计算后的交易将提交 Prover->Prover 生成有效性证明，提交给主网 Verifier 合约->Verifier 合同验证了证明的有效性，如果验证通过，则该状态由主网络确认。

数据可用性：在 Rollup 模式下，Prover 验证生成的证书后，新状态的有效性，状态的具体信息（如账簿余额）将写入主网络，用户可以根据主网络确认的状态信息发起新的转账，因为主网络有最新的用户余额，即链上的数据可用性。

实际上，主网消耗 gas 大部分成本用于存储数据可用性，而不是验证，即主网络拥有数据可用性会产生大量成本。因此 StarkNet 提出了将数据可用性转移到链下存储的方案 Validium，哈希值只保存在被验证状态的链上。

在该方案中，数据可用性由数据可用性委员会决定 (Data Availability Committee, DAC) 该委员会由法定人数的独立成员组成，负责正确更新监督状态，并保留已处理数据的副本。当用户想在新状态下提取时 Layer2 需要资金 DAC 签名提供具体的账簿信息。Validium 它可以大大降低 Rollup 但与此同时，它牺牲了分散化，适用于非重要交易的数据可用性。

基于 Rollup 和 Validium 两种基本模式，StarkWare 还提供了 Volition 该模式允许用户在交易层面上从 Validium 和 Rollup 在模式之间选择数据可用性的存储模式。用户可以在每个单笔交易中选择 Validium 或 Rollup 保存模式。总结起来，StarkWare 三种数据可用性（DA）模式可以让 dApp 根据数据的重要性，团队表示，生产中可以使用三种方法。但无论使用哪一种 DA 在模式下，所有交易的有效性都将由 STARK 有效性证明保证。

Rollup：账本直接发布在区块链上

Validium：数据可用性协会 (DAC) 只有哈希值保存在链上，以确保账簿的安全

Volition：应用程序允许用户在发起每笔交易时选择这笔交易 DA 模式，Rollup 或 Validium

2.3 工作流程

2.3.1 StarkNet 工作流程

1. 用户发起交易并发送交易 Squencer 验证、排序和执行，并包装批次。目前 StarkNet 只有一个系统 StarkWare 官方掌握的 Sequencer，但 StarkWare 团队计划将在未来进行 Squencer 去中心化；Squencer 通过 Cairo OS 来执行交易，玩 EVM 的角色。

2. Squencer 提交执行交易的踪迹 Prover，由 Prover 生成计算完整性的有效性证明。生成了执行踪迹 zkp 记录执行踪迹的核心是 Cairo 语言的 zk 友好特点；在这里 Prover 也为 StarkEx 生成不同的有效性证明，可以从不同的地方聚合 StarkEx 应用和 StarkNet 实现共享的交易。

3. Squencer 和 Prover 将有效性证明和全局状态变化发送到全节点进行记录。整个节点基于整个节点。 P2P 网络建设负责记录整个网络 Layer2 网络交易历史和以太坊主在线和 Layer2 相关交易。

4. Prover 将有效性证明提交给主网 Verifier。Verifier 是以太坊主网上部署的智能合同，负责收集和验证 Prover 提供的有效性证明。

5. Verifier 将验证结果发送到主网 StarkNet Core 记录和保存合同。StarkNet Core 合同部署在以太坊主网上接收 Layer2 全局状态变化信息，包括状态哈希和数据可用性； Verifier 经验证的结果是一串状态哈希，由 Verifier 写一个新的 Layer1 交易，并传递给 Core 保存合同。

6. StarkNet Core 合同收到验证结果(状态哈希)后，从 Layer2 接收「Call data」并保存形式的数据可用性。同步给出数据 Layer2 解码整个节点，确保记录和重建整个节点 Layer2 历史交易；在 Validium 方案中，StarkNet Core 合同不保存数据的可用性，只保存哈希状态。

(图片来源:https://david-barreto.com/starknets-architecture-review/#more-4602）

2.3.2 StarkEx 工作流程

1. 用户在应用程序中发起交互，由应用程序执行并生成交易，这些交易将直接发送给应用程序 StarkEx 服务器。StarkEx 服务器是 StarkEx 为某个应用程序定制 Cairo 程序

2. StarkEx 服务器分批包装交易并发送给 SHARP Prover，并生成有效性证明

3. Prover 将生成的有效性证明发送到链上 Verifier 进行验证

4. 验证通过后，Verifier 向 StarkEx 合同发送状态哈希；StarkEx 服务器将在主网上发布 StarkEx 在整个过程中，用户与应用程序之间的互动在链下进行，应用程序向 StarkEx 链上进行服务器发送交易的过程。

(图片来源:https://docs.starkware.co/starkex/overview.html）

2.4 StarkNet 价值分析

StarkNet 是 StarkWare 推出的一般类型 Layer2采用有效性证明方案获得主网的安全性，属于赛道 zk-rollup。「zk-rollup 与 op-rollup 谁将占领未来」这是一个老生常谈的话题，主流观点是 op-rollup 由于其技术实现难度小，EVM 兼容性好，短期内会占据主导地位；长期以来，随着以太坊生态的进一步爆发，op-rollup 交互方案将受到限制，zk-rollup 非交互性和简洁性将以有效性证明为主。

在 zk-rollup 在细分赛道中，StarkNet 不热 zkEVM 方向冲锋在前，而是通过 STARK+Cairo 开辟了一条新的道路，致力于将有效性证明技术发挥到极致，催生 StarkNet 原始生态。

目前，整个 Web3 还并未实现 mass adoption，StarkNet 生态只是初现雏形，交易量稀少 StarkNet 很难积累足够数量的交易来分摊有效性证明的成本，导致 StarkNet 交易确认时间长，无法发挥极端可扩展性。

但随着 Web3 渗透率逐渐上升，StarkNet 它将以其独特的技术优势承担大量的用户和交易，为以太坊生态带来多样性，让更多的用户享受良好的生态 Web3 体验。

3. 盘点 StarkNet 重点生态项目

StarkNet 官方显示：基于 StarkNet 部署和上线的项目有 100+个，其中 53 已上线的主网，涵盖钱包，DID、跨链桥、DID、DeFi、NFT、Game 以及各种项目类型。以下将介绍关键类型中的关键项目。更多的项目可以通过 StarkNet 了解自己的生态列表。

3.1 钱包

3.1.1 Argent X

Argent X 是由 Argent 推出的 StarkNet 钱包也是第一个支持 StarkNet 使用钱包 StarkNet 本地账户抽象特征实现多重签名和无助记词同时借助特征 StarkNet 性能优异，交易成本低，确认时间快。

Argent X 用户可以通过 ios 以两种方式使用谷歌插件 Argent。其内置交换、质押、贷款等 DeFi 功能允许用户在钱包里完成 DeFi 一站式操作。

Argent 还为用户提供生物特征验证、守护者机制等功能 web2 体验。Argent X 合同安全性已经过去 Trail of Bits, Solidified and G0 Group 三家审计公司的认证。

Argent 于 2022 年 4 月获得 4000 万美金的 B 轮融资，由 Fabric Ventures 和 Metaplanet 领投。

3.1.2 Bravvos

Bravvos 同样的操作 StarkNet 从托管账户抽象钱包。Bravvos 致力于提供无缝服务 Web2.0 用户体验，可在 iOS、使用Android和各种浏览器，同时消除助记词，使用户能够恢复账户。

Bravvos 还计划提供类似的质押、贷款等 DeFi 服务。Braavos 还支持账户分割，将长期(高额)储蓄与日常(低额)消费分开，通过支持提现限制和提现延迟时间，让用户查看每笔交易的细节，实现精细化管理链上的资金。

Bravvos 于 2022 年 10 月宣布完成 1000 万美金融资，由 Pantera Capital 领投。

3.2 跨链桥

3.2.1 StarkGate

StarkGate 是由 StarkWare 以太坊开发 Starknet 以太坊和以太坊的官方跨链桥帮助用户 StarkNet 间实现 ETH 和 ERC-20 跨链交易代币。

StarkGate 通过以太坊之间的桥接器 StarkNet 信息传递机制是基于通信的 STARK 实现低成本交互的计算压缩能力。

3.2.2 Orbiter Finance

Orbiter Finance 这是一个分散的跨度 Rollup 桥，能让用户在这里 ETH 主网、StarkNet、 zkSync、Loopring、Arbitrum、Optimism、Polygon、ZKSpace、Immutable X、dYdX、Metis、BNB Chain 和 Boba 资产跨链。

Orbiter 桥通过独特的做市商模式，让用户获得了手续费低、速度快的优秀体验，但目前只支持 ETH、USDC、USDT、DAI 四种货币的转移。

Orbiter 于 2022 年 11 第一轮融资每月完成，Tiger Global、Matrixport、A&T Capital、StarkWare、Cobo、imToken、Mask Network、Zonff Partners 等待投资，融资金额未披露。此外，Vitalik 还捐给了它 16 ETH。

3.3 DID

3.3.1 StarkNet ID

StarkNet.id 是 StarkNet 的域名服务（.stark），让用户基于免费铸造 StarkNet 去中心化身份。用户还可以附加任何数据 Starknet 身份，包括从 Web2 社交媒体账户到 Web3 的 ENS 域名等身份标签，团队后续计划推出配套设施 StarkNet 身份仪表盘和更多功能使用户更容易管理和构建更全面的分散身份系统。

据数据显示，目前已铸造 StarkNet.id 的总量 148.05K持有用户数 85.28K，地板价格为 0.015eth 左右，总交易量 1.16eth(2023.3).26）。

3.3.2 WIW Protocol

WIW 链上的身份协议注重隐私保护，可根据用户链上的行为生成相应的标签，帮助用户构建身份系统，主要涵盖三个应用场景：

个人品牌建设：WIW 它可以帮助用户展示链上的成就，创建链上的简历，让用户通过构建链上的信用获得潜在的空投和信用借贷机会

社交活动：WIW 准确分析用户身份可以让用户找到并加入匹配的社区，了解同样有趣的人

为建筑商提供工具：WIW 标签可以让建设者在不触及用户隐私的情况下分析用户，准确开展营销活动

3.4 DeFi

3.4.1 10KSwap

10KSwap 是部署在 StarkNet 第一个开源 AMM 协议旨在利用 rollup 的性能为 AMM 协议的性能，为 L2 世界带来更低的成本，更少的摩擦和更好的流动性。

目前 10KSwap 支持了 ETH、USDC、DAI、WBTC、USDT 五种代币间 swap，与传统 swap 类似地，用户也可以向前走 10Kswap 提供流动性来赚取做市收入。

目前，10kswap 流动性约为 120w 美元，日交易量约为 82.86w 美金（2023.3.26)，还处于早期阶段。

3.4.2 Nostra

Nostra 是基于 StarkNet 部署的去中心化贷款协议是 StarkNet 第一个支持闪电贷款的协议也提供了 StarkNet 第一种原生稳定币$UNO。

Nostra 旨在构建 StarkNet 流动性层由三种产品组成：Nostra 货币市场、UNO、Nostra Swap：

Nostra 货币市场：它是流动性层的核心产品，为用户提供类似的产品 MakerDAO 铸币贷款服务(铸造$UNO）；Nostra 还提供抵押风险隔离、智能清算等特点，进一步提高用户的贷款体验，获得更好的资产安全；货币市场也是 Nostra Swap 和 UNO 铸造者提供收入，帮助整个流动性系统完成逻辑闭环

Nostra Swap：是 Nostra 系统中的稳定货币交易平台与稳定货币交易平台相似 Curve，用来支持 UNO 联系和增长。用户可以在 Nostra Swap 上提供 LP 获得交易费和货币市场的利息也可以实现$UNO 与其他稳定货币兑换

UNO：是第一个 Starknet 原生稳定币可由用户超额抵押铸造或铸造 Nostra Swap 兑换获得；$UNO 它将用于各种支持场景，包括 DeFi、游戏、NFT、现实世界支付等。

3.4.3 ZKX

ZKX 是 StarkNet 第一个具有自我托管和社区治理的可持续期货交易平台。该协议旨在通过分散的节点网络和升级的交易体验提供进一步的可扩展性 StarkNet 以太坊上的任何用户都提供可持续的掉期和衍生品。

ZKX 出台了一系列鼓励用户交易的措施，包括交易和质押 USDC，解锁增加交易量 ZKX 高级功能等。

ZKX 于 2022 年 7 月宣布完成 450 投资者包括万美元种子轮融资 StarkWare、Alameda Research、Huobi、Amber Group 和 Crypto.com 等。

3.5 NFT

3.5.1 Aspect

Aspect 是 StarkNet 生态中首个 NFT 交易平台，于 2022 年 8 每月推出，用户可以在平台上铸造、上传和销售 NFT。目前其交易量仍较小，处于早期阶段。

3.5.2 Mint Square

Mint Square 是另一个基础 StarNet 上的 NFT 创建和交易平台，致力于为用户提供更便宜、更快的确认速度 NFT 同时，交易体验也部署在 zkSync Era 目前，交易量略高于。 Aspect，但也比较早。

3.6 Game

3.6.1 cartridge.gg

StarkNet 上面的链游集成平台类似于 Web2 中的 Steam 游戏商城。一方面，Cartridge 可以帮助用户筛选链游，与朋友互动。另一方面，Cartridge 也可以作为链游基础设施结合起来 DID、钱包等，为玩家提供更丰富的链条体验。

3.6.2 Briq

Briq 是构建在 StarkNet 上的 3D 方块构建 NFT 类型链游允许任何人在单独的虚拟世界存储链上构建，用户可以使用 Briqs 建造 ERC-1155 标准的 NFT、构建链游。

目前 Briq NFT 总铸造量为 119.11K持有用户数 98.43K，地板价格约为 0.12eth，总交易量 98.57eth(2023.3).26）。

3.6.3 Influence

Influence 沉浸式太空战略沙盒 MMO，项目代币 $SWAY。通过操纵不同职业的船员，玩家拥有专属的小行星，进行采矿、建筑、贸易、研究、战斗等。目前 Influence 已经进行了三轮有奖测试，正在不断积极发展，发布日期尚未最终确定。

目前 Influence Asteroids 资产总交易量较小 1384eth，地板价格 0.0349eth(2023.3.26）

3.6.4 lootrealmsLoot Realms

由游戏工作室组成 Bibliotheca DAO 开发是一种大规模的多人策略游戏生态，可以在链上组合，代币 $LORDS。玩法类似于 Web2 军事沙盘游戏，如 EVE、玩家需要建立一个可持续的经济体系来生产资源，并通过建立军事力量来保护和争夺资源。

LootRealms 游戏世界由 8000 个 Realms(领土)组成，目前 Realms 总交易量 6532eth，地板价格 0.479eth(2023.3.26）。

总结

StarkNet 凭借其强大的技术优势和资本支持，在 Layer2 这个计划走出了一条独特的道路。它通过 STARK+Cairo 它充分激发了有效性证明的潜力，在处理大量交易时比其他方案更容易。

StarkNet 暂时放弃好的 EVM 兼容性，但这也意味着 StarkNet 能够摆脱 EVM 框架的束缚，获得更灵活的开发体验，吸引多元化的开发者。

从长远来看，承接生态爆发的潜力更大，同时也会给以太坊生态带来多元化的特点。目前，StarkNet 生态已经初具规模，但仍处于早期阶段，这对用户来说也是一个很好的进入机会。