本博客内容基于StarkWare联合创始人兼首席执行官Eli Ben-Sasson教授在以色列举行的StarkWare 2023大会上的演讲。
成绩是如何取得的?
斯塔克技术是基于证据,更准确地说,是完整性证据。C.S.Lewis教授曾将正直定义为“即使没有监督也要做正确的事情”。诚信是目标,证明是实现目标的途径。斯塔克用数学来保证完备性,即使没有监督也能保证计算以正确的方式进行。
在1991年的一篇文章中,拉斯洛·巴拜、兰斯·福特诺、列昂尼德·莱文和马里奥·塞格迪提出,应该用一台可靠的计算机来监控一组不可靠的超级计算机。这种“概率可验证证明”(PCP)技术使用数学来监控和确保大规模计算的完整性,其操作模式将在下面描述。
计算语句可以转化为数独谜题,它们的约束以各种方式重叠。每一句话都会引出一个独特的谜题。做出陈述的实体称为证明者,其提交的证明相当于一个完整的数独问题(如下图所示)。正确声明提交的解需要满足与谜题相关的各种约束,而PCP最惊人的特点之一(也是数学中最难的部分)就是任何提交的解都会因为错误的计算语句而违反至少99%的数独谜题约束。验证机是一台计算能力较弱的可靠计算机。它知道为了证明一个陈述的真实性而需要解决的难题。但是,验证者不会完全读取证明者提交的解,而是随机“采样”一个约束,检查是否满足约束,从而决定是接受还是拒绝该解。鉴于真陈述(满足所有条件)和假陈述(无法满足1%以上的条件)之间的明显差异,我们可以利用统计学和抽样原理进行验证。例如,验证器可以随机提取6个约束,并检查它们是否满足。这样验证者几乎可以确定计算是否完整(误差概率控制在万亿分之一)。可伸缩性所需的最后一个神奇特性是,验证者可以非常快速地采样、读取和检查随机约束,即使数独谜题和计算的步骤数量巨大。其实所需的计算量远小于数独拼图的大小!
走进史塔克
PCP技术是90年代发展起来的,STARK是它的改良版。两者的一个关键区别在于,STARK并不是简单的生成和填写数独谜题,而是在生成数独谜题和填写验证器的过程中多次重复。然后,验证者从这个多维数独挑战中抽取一个约束,并判断和决定是接受还是拒绝该语句。通过采用斯塔克技术,普通人也可以检查和确保一些大公司、垄断企业或政府的正常运作。
这里的重点是这项技术未来可以应用在哪些实际场景中。在传统情况下,很难发现这样的情况:需要一台计算能力不高的可靠计算机来监控一群不可靠、不可信的超级计算机。哪里能找到一个大家都信任的计算能力不高的可靠的计算机场景?
走进区块链
2008年诞生了一个超越密码学和计算机的创新类别:中本聪2008年发表的论文《比特币,一种点对点的电子现金系统》彻底革新了区块链领域。
纵观历史进程,交易以前是点对点的现金到商品的方式,现在是Apple Pay、Visa、Swift等中心拉平交易。用户需要信任这些平台透明公开地处理交易。
比特币消除了对中介的信任,恢复了货币交易的点对点性质。以太坊进一步促进了这一概念,允许构建社会和经济结构的一般程序。
两条创新技术路线不断融合。一方面,我们用单台低计算量但可靠的计算机实现大规模计算完整性的PCP(STARK技术);另一方面,区块链被认为是高度可靠的计算机,依靠数学来验证大规模计算。并深刻体会到:区块链与数学实现完整性的完美结合。
视频:计算完整性——比特币的应用(ZCash早期背景)
https://youtu.be/Q4nWoEKUtgU
走进斯塔克威尔
2018年,StarkWare率先提出采用SATRK有效性证书来解决以太坊的可扩展性问题。链下的证明者和链上的验证者计算差值,实现解锁的大规模可扩展性。链下证明者处理批量交易并生成STARK证明,而验证者使用最小化计算来检查链上证明。支持链下大规模计算,同时以最低的成本保证链的完整性。
从那时起,StarkWare实现了一个又一个里程碑:
基于SaaS商业模式的StarkEx于2020年6月投产,成为以太坊最大的L2规模。Cairo之所以诞生,是因为需要一种通用的(图灵完备)编程语言来编写程序,既满足了开发者的安全性和效率,又为程序的执行引入了高效的STARK证明。Cairo作为最高效的验证编程语言,对于可扩展性非常重要。Starknet类似于以太坊,是第一个投入生产并允许编写自定义逻辑的去中心化网络。史塔克精神是什么?
脚踏黄土,面朝蓝天:我们双管齐下。StarkWare团队热爱技术、数学和创新,并致力于产品卓越。卓越成就卓越:StarekWare的第一个成就是深厚的人才基础。卓越与雅量:我们欢迎并支持其他团队共同推动以太坊或斯塔克的极限。“一人行快,多人行远”:一开始StarkEx,Cairo,甚至Starknet都是内部完成的,快了一步。下一步,我们将努力实现产品开源和去中心化,努力使STARK技术成为公共产品。https://twitter.com/EliBenSasson/status/1628129930591539228
未来Starknet的生态建设之路迅速扩张,开发者约1000人,Github代码资源库超过400个。StarkWare将贯彻“一人走得快,多人走得远”的主题:
让Starknet成为Starknet基金会管理的免执照、去中心化、有效的扩张计划。关注Starknet分散各种类型的组件,如证明者、分类器和治理。欢迎对STARK强大的功能和扩展性感兴趣的用户学习开源的Cairo语言,体验编程的乐趣。
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