Starknet技术
欢迎来到我们关于 Starknet 的第二节课程，主题是"Starknet 技术"。本课程将深入剖析 Starknet 为区块链和以太坊生态系统带来的核心技术创新。作为一个第二层扩展方案，Starknet 采用前沿的加密证明和独特的编程语言，旨在解决当前区块链网络面临的一些最紧迫的挑战：可扩展性、速度和隐私。我们将首先探讨 STARK 证明——这是 Starknet 在提升可扩展性和安全性方面的基石，随后会详细介绍 Cairo 编程语言和 Starknet 的独特架构。让我们开始这段探索之旅，了解是什么使 Starknet 成为区块链领域的创新力量。
STARK 证明：Starknet 可扩展性的基石
STARK 证明代表了一项重要的创新。这些证明是可扩展且透明的知识论据，其设计目标是通过高效的计算验证来提高区块链的可扩展性。Starknet 背后的企业 StarkWare 已经开发出了 STARK 技术，并且特别强调了其在保障区块链计算的完整性与隐私方面的重要性。这种加密学方法允许链下的 STARK 证明者处理复杂计算，而其结果则由链上的 STARK 验证者进行验证。
STARK引入了几个关键优势：
- 零知识：该技术通过不泄露链下计算中使用的输入来确保用户隐私。
- 可扩展性：它允许大规模计算在链下进行，大大降低了链上验证成本。
- 透明性：与其他密码学证明不同，STARK不需要信任设置，避免了所谓的“有毒废物”。
- 知识论据：证明只能由实际执行计算的证明者生成，确保了过程的完整性。
在Starknet的背景下，STARK通过单个证明推动了交易的批量处理和链上验证，显著降低了每笔交易的成本，并确保了以太坊的安全。这项技术不仅提升了交易的处理速度，也为那些因为链上限制而显得不切实际的新应用开辟了道路。
STARK证明与Starknet的第二层解决方案StarkEx和Starknet之间的相互作用，展示了一种全面扩展以太坊的方法。StarkEx为特定应用提供了扩展解决方案，而Starknet则提供了一个开放、无需许可的平台用于部署智能合约。这两者都利用了STARK证明的可扩展性和安全性，满足了区块链生态系统中各异的需求。
通过应对可扩展性、隐私性和效率等关键挑战，STARK证明构成了Starknet增强以太坊网络任务的核心部分。它们在Starknet架构中的应用凸显了区块链基础设施向更高的可扩展性和可访问性迈进的重大步伐。
开启Cairo之旅
Cairo是专门为Starknet设计的一种编程语言，它标志着区块链技术的一次重大进步。不同于传统的编程语言是为物理硬件优化的，Cairo是为虚拟CPU设计的，其设计理念基于密码学，而非物理限制。这种设计使Cairo能够高效地处理复杂计算，并生成可验证的正确性证明。这一功能对于在不可信机器上执行操作并在可信机器上进行快速、经济高效的验证尤为重要。
Cairo的名称代表“CAlculus of IRrational Operations”，反映了它以可扩展和可证明正确的方式执行计算的独特能力。它是一种高级语言，可以被编译成Sierra——一种中间表示形式，之后再被编译成Cairo Assembly（CASM）的安全子集。从Cairo 0升级到Cairo 1的过程中，引入了Sierra，其目的是确保任何生成的CASM都是可证明正确的，即便在计算出现故障的情况下也能保持这一特性。
Cairo的功能
Cairo 架构支持在不受信的计算机上执行可信计算。Cairo 的一个主要应用是 Starknet，这是一个基于以太坊的第二层扩展解决方案。在 Starknet 中，Cairo 使得单个节点（即证明者）能够运行程序并产生关于程序正确性的加密证明。这些证明随后被以太坊的智能合约验证，从而显著减少了在以太坊主链上直接执行所需的计算量和成本。这一机制不仅提高了处理能力和降低了交易费用，而且还维持了以太坊的安全标准。
Cairo的独特特点
Cairo在若干方面与传统编程语言存在显著差异，特别是在执行成本和优势方面。尽管证明者的执行与其他语言相似，Cairo的虚拟化特性导致了一定的性能开销。然而，这种开销并非主要的优化焦点。生成的证明由验证者负责验证，这一过程已针对成本效益进行了优化，并通过利用非确定性等特性来增强性能。例如，在Cairo中，对数组进行排序的成本效益与简单复制数组几乎相同，因为验证者仅需检查排序的正确性，而无需进行实际的排序操作。
Cairo的另一核心特点是其不可变内存模型，这一模型为开发者在数据管理和性能优化方面带来了独特的挑战和机遇。这种不可变性要求开发者在数据结构管理和内存使用上必须采取谨慎的策略。
Cairo与智能合约
Cairo与Starknet共同构建了一个强大的平台，用于开发和部署智能合约。与侧重于金融交易的传统智能合约不同，Cairo的应用范围更为广泛，涵盖了DeFi、代币化、投票系统等多个领域。这种语言专为加密证明优化设计，开辟了构建安全、可扩展及高效的去中心化应用的新途径。
对于那些热衷于探索Cairo及其在Starknet中的应用的开发者和爱好者，有大量资源可供参考，包括详尽的文档和社区论坛，以支持其学习和开发。Cairo的独特属性结合Starknet的第二层扩展解决方案，预期将推动区块链技术的进一步发展，并将应用场景扩展到现有限制之外。
要深入了解Cairo及其与Starknet的集成，请考虑探索Starknet文档和StarkWare关于Cairo的资源。
Starknet的架构
Starknet序列器
完整视频链接：https://www.youtube.com/watch?v=ZTomvlzta78
Starknet序列器是Starknet架构中的关键组件，在提升网络的可扩展性和效率方面发挥着至关重要的作用，超越了以太坊的第一层解决方案。通过引入一种新颖的交易处理方法，序列器显著提升了Starknet处理交易的能力，达到了前所未有的规模。
Starknet Sequencer的角色和功能
- 交易验证和执行：Starknet序列器承担验证和执行提交到Starknet网络的交易的关键任务。它充当了一个门卫，确保只有符合Starknet规则和智能合约要求的有效交易被处理。这个验证过程防止了无效或恶意交易堵塞网络，可能影响其完整性。
- 将交易分组成块：一旦交易被验证，序列器将它们分组成块。这个过程类似于在传统区块链网络中将交易分批处理，但具有增强的效率。通过分组交易，序列器优化了网络的吞吐量，使Starknet能够处理比以太坊当前容量更大的交易量。
- 过滤不成功的交易：序列器的一个重要功能是过滤掉由于错误或未符合智能合约条件而失败的交易。这种选择性过滤确保只有成功的交易包含在块中，简化了验证过程，并保持了网络的高吞吐量。
- 实现更快的交易处理：引入Starknet序列器相比以太坊标志着交易处理速度的显著提升。通过高效地验证、执行和批处理交易，序列器减少了完成交易所需的总时间。这种效率对于需要快速交易确认时间的应用程序至关重要，为Starknet上的实时去中心化应用（dApps）开启了新的可能性。
优势胜过以太坊
Starknet Sequencer在交易处理方面采取的方法解决了以太坊当前Layer 1基础设施的几个关键限制：
- 更高吞吐量：通过将交易聚合到区块中并利用Starknet的第二层扩展能力，Sequencer实现了远远超过以太坊本地能力的吞吐量。这种增加的容量对于支持不断增长的dApps生态系统至关重要，而不会产生高昂的Gas成本或网络拥塞。
- 降低Gas成本：Sequencer的高效性也意味着用户和开发者的Gas成本更低。由于交易处理更高效，网络可以提供显著降低的交易费用，使Starknet成为开发和部署dApps的吸引人平台。
- 增强的可扩展性：Sequencer在将未成功交易排除在广泛网络处理之前，减少了Starknet的计算负载。这种预先过滤，结合Sequencer的高效交易批处理，增强了网络的可扩展性，确保它能够适应不断增加的需求，而不会牺牲性能或安全性。
总之，Starknet Sequencer是Starknet架构的基础元素，为处理交易提供了可扩展、高效和经济实惠的解决方案。其设计不仅解决了以太坊面临的关键挑战，还为去中心化网络中的交易处理设立了新的标准。
Starknet证明生成器
完整视频链接：https://www.youtube.com/watch?v=UIkph7jT9Qo
Starknet证明生成器在Starknet架构中扮演着至关重要的角色，确保了网络上处理的交易的安全性和完整性。这个组件利用了STARK证明的力量，这是Starknet在传统区块链系统上实现可扩展性和效率改进的基石。下面，我们探讨Starknet证明生成器的多方面责任，以及它如何促进网络的性能。
为交易有效性生成STARK证明
Starknet证明生成器的主要责任是生成STARK证明，以加密方式验证一个区块内所有交易的有效性。这些证明是一种复杂形式的零知识证明，允许网络确认交易的准确性和完整性，而不泄露交易的具体细节。这个过程确保了即使计算是在链下完成的，它们的正确性也是可在链上验证的，保持了区块链的无信任特性。
创建执行追踪
Starknet证明生成器创建执行追踪，记录交易执行的顺序步骤。这个追踪作为计算过程的详细路线图，记录了每个操作的输入、输出和中间状态。执行追踪对于理解交易的过程至关重要，并为生成STARK证明奠定了基础，确保计算符合智能合约的预定义逻辑。
生成状态差异
在交易执行完成后，Starknet证明生成器生成一个“状态差异”。这个差异反映了交易后系统状态的变化，展示了在交易处理前后系统状态之间的差异。状态差异对于以透明、可验证和高效的方式更新网络的全局状态至关重要，确保所有参与者对账本有一致的视角。
利用STARK证明生成中的随机化
Starknet证明生成器运作的一个独特方面是利用随机化过程从扩展的执行数据子集中创建STARK证明。这种方法增强了证明生成过程的安全性和效率性。通过选择数据的子集，证明者可以产生紧凑但高度安全的证明，大大减少了网络的计算负担，同时确保了验证过程的完整性。
通过这些机制，Starknet证明生成器确保了Starknet相较于以太坊的第一层具有指数级的吞吐量和更低的交易成本，而又不会牺牲安全性。证明生成器生成可验证的、密码学安全的证明，支撑了Starknet承诺为广泛采用和复杂应用扩展区块链技术的承诺。
Starknet证明生成器以其复杂的生成和验证交易证明的方法体现了Starknet的创新精神，展示了在使区块链技术对开发人员和用户更加可访问、高效和安全方面取得的一大进步。
Starknet技术
欢迎来到我们关于 Starknet 的第二节课程，主题是"Starknet 技术"。本课程将深入剖析 Starknet 为区块链和以太坊生态系统带来的核心技术创新。作为一个第二层扩展方案，Starknet 采用前沿的加密证明和独特的编程语言，旨在解决当前区块链网络面临的一些最紧迫的挑战：可扩展性、速度和隐私。我们将首先探讨 STARK 证明——这是 Starknet 在提升可扩展性和安全性方面的基石，随后会详细介绍 Cairo 编程语言和 Starknet 的独特架构。让我们开始这段探索之旅，了解是什么使 Starknet 成为区块链领域的创新力量。
STARK 证明：Starknet 可扩展性的基石
STARK 证明代表了一项重要的创新。这些证明是可扩展且透明的知识论据，其设计目标是通过高效的计算验证来提高区块链的可扩展性。Starknet 背后的企业 StarkWare 已经开发出了 STARK 技术，并且特别强调了其在保障区块链计算的完整性与隐私方面的重要性。这种加密学方法允许链下的 STARK 证明者处理复杂计算，而其结果则由链上的 STARK 验证者进行验证。
STARK引入了几个关键优势：
- 零知识：该技术通过不泄露链下计算中使用的输入来确保用户隐私。
- 可扩展性：它允许大规模计算在链下进行，大大降低了链上验证成本。
- 透明性：与其他密码学证明不同，STARK不需要信任设置，避免了所谓的“有毒废物”。
- 知识论据：证明只能由实际执行计算的证明者生成，确保了过程的完整性。
在Starknet的背景下，STARK通过单个证明推动了交易的批量处理和链上验证，显著降低了每笔交易的成本，并确保了以太坊的安全。这项技术不仅提升了交易的处理速度，也为那些因为链上限制而显得不切实际的新应用开辟了道路。
STARK证明与Starknet的第二层解决方案StarkEx和Starknet之间的相互作用，展示了一种全面扩展以太坊的方法。StarkEx为特定应用提供了扩展解决方案，而Starknet则提供了一个开放、无需许可的平台用于部署智能合约。这两者都利用了STARK证明的可扩展性和安全性，满足了区块链生态系统中各异的需求。
通过应对可扩展性、隐私性和效率等关键挑战，STARK证明构成了Starknet增强以太坊网络任务的核心部分。它们在Starknet架构中的应用凸显了区块链基础设施向更高的可扩展性和可访问性迈进的重大步伐。
开启Cairo之旅
Cairo是专门为Starknet设计的一种编程语言，它标志着区块链技术的一次重大进步。不同于传统的编程语言是为物理硬件优化的，Cairo是为虚拟CPU设计的，其设计理念基于密码学，而非物理限制。这种设计使Cairo能够高效地处理复杂计算，并生成可验证的正确性证明。这一功能对于在不可信机器上执行操作并在可信机器上进行快速、经济高效的验证尤为重要。
Cairo的名称代表“CAlculus of IRrational Operations”，反映了它以可扩展和可证明正确的方式执行计算的独特能力。它是一种高级语言，可以被编译成Sierra——一种中间表示形式，之后再被编译成Cairo Assembly（CASM）的安全子集。从Cairo 0升级到Cairo 1的过程中，引入了Sierra，其目的是确保任何生成的CASM都是可证明正确的，即便在计算出现故障的情况下也能保持这一特性。
Cairo的功能
Cairo 架构支持在不受信的计算机上执行可信计算。Cairo 的一个主要应用是 Starknet，这是一个基于以太坊的第二层扩展解决方案。在 Starknet 中，Cairo 使得单个节点（即证明者）能够运行程序并产生关于程序正确性的加密证明。这些证明随后被以太坊的智能合约验证，从而显著减少了在以太坊主链上直接执行所需的计算量和成本。这一机制不仅提高了处理能力和降低了交易费用，而且还维持了以太坊的安全标准。
Cairo的独特特点
Cairo在若干方面与传统编程语言存在显著差异，特别是在执行成本和优势方面。尽管证明者的执行与其他语言相似，Cairo的虚拟化特性导致了一定的性能开销。然而，这种开销并非主要的优化焦点。生成的证明由验证者负责验证，这一过程已针对成本效益进行了优化，并通过利用非确定性等特性来增强性能。例如，在Cairo中，对数组进行排序的成本效益与简单复制数组几乎相同，因为验证者仅需检查排序的正确性，而无需进行实际的排序操作。
Cairo的另一核心特点是其不可变内存模型，这一模型为开发者在数据管理和性能优化方面带来了独特的挑战和机遇。这种不可变性要求开发者在数据结构管理和内存使用上必须采取谨慎的策略。
Cairo与智能合约
Cairo与Starknet共同构建了一个强大的平台，用于开发和部署智能合约。与侧重于金融交易的传统智能合约不同，Cairo的应用范围更为广泛，涵盖了DeFi、代币化、投票系统等多个领域。这种语言专为加密证明优化设计，开辟了构建安全、可扩展及高效的去中心化应用的新途径。
对于那些热衷于探索Cairo及其在Starknet中的应用的开发者和爱好者，有大量资源可供参考，包括详尽的文档和社区论坛，以支持其学习和开发。Cairo的独特属性结合Starknet的第二层扩展解决方案，预期将推动区块链技术的进一步发展，并将应用场景扩展到现有限制之外。
要深入了解Cairo及其与Starknet的集成，请考虑探索Starknet文档和StarkWare关于Cairo的资源。
Starknet的架构
Starknet序列器
完整视频链接：https://www.youtube.com/watch?v=ZTomvlzta78
Starknet序列器是Starknet架构中的关键组件，在提升网络的可扩展性和效率方面发挥着至关重要的作用，超越了以太坊的第一层解决方案。通过引入一种新颖的交易处理方法，序列器显著提升了Starknet处理交易的能力，达到了前所未有的规模。
Starknet Sequencer的角色和功能
- 交易验证和执行：Starknet序列器承担验证和执行提交到Starknet网络的交易的关键任务。它充当了一个门卫，确保只有符合Starknet规则和智能合约要求的有效交易被处理。这个验证过程防止了无效或恶意交易堵塞网络，可能影响其完整性。
- 将交易分组成块：一旦交易被验证，序列器将它们分组成块。这个过程类似于在传统区块链网络中将交易分批处理，但具有增强的效率。通过分组交易，序列器优化了网络的吞吐量，使Starknet能够处理比以太坊当前容量更大的交易量。
- 过滤不成功的交易：序列器的一个重要功能是过滤掉由于错误或未符合智能合约条件而失败的交易。这种选择性过滤确保只有成功的交易包含在块中，简化了验证过程，并保持了网络的高吞吐量。
- 实现更快的交易处理：引入Starknet序列器相比以太坊标志着交易处理速度的显著提升。通过高效地验证、执行和批处理交易，序列器减少了完成交易所需的总时间。这种效率对于需要快速交易确认时间的应用程序至关重要，为Starknet上的实时去中心化应用（dApps）开启了新的可能性。
优势胜过以太坊
Starknet Sequencer在交易处理方面采取的方法解决了以太坊当前Layer 1基础设施的几个关键限制：
- 更高吞吐量：通过将交易聚合到区块中并利用Starknet的第二层扩展能力，Sequencer实现了远远超过以太坊本地能力的吞吐量。这种增加的容量对于支持不断增长的dApps生态系统至关重要，而不会产生高昂的Gas成本或网络拥塞。
- 降低Gas成本：Sequencer的高效性也意味着用户和开发者的Gas成本更低。由于交易处理更高效，网络可以提供显著降低的交易费用，使Starknet成为开发和部署dApps的吸引人平台。
- 增强的可扩展性：Sequencer在将未成功交易排除在广泛网络处理之前，减少了Starknet的计算负载。这种预先过滤，结合Sequencer的高效交易批处理，增强了网络的可扩展性，确保它能够适应不断增加的需求，而不会牺牲性能或安全性。
总之，Starknet Sequencer是Starknet架构的基础元素，为处理交易提供了可扩展、高效和经济实惠的解决方案。其设计不仅解决了以太坊面临的关键挑战，还为去中心化网络中的交易处理设立了新的标准。
Starknet证明生成器
完整视频链接：https://www.youtube.com/watch?v=UIkph7jT9Qo
Starknet证明生成器在Starknet架构中扮演着至关重要的角色，确保了网络上处理的交易的安全性和完整性。这个组件利用了STARK证明的力量，这是Starknet在传统区块链系统上实现可扩展性和效率改进的基石。下面，我们探讨Starknet证明生成器的多方面责任，以及它如何促进网络的性能。
为交易有效性生成STARK证明
Starknet证明生成器的主要责任是生成STARK证明，以加密方式验证一个区块内所有交易的有效性。这些证明是一种复杂形式的零知识证明，允许网络确认交易的准确性和完整性，而不泄露交易的具体细节。这个过程确保了即使计算是在链下完成的，它们的正确性也是可在链上验证的，保持了区块链的无信任特性。
创建执行追踪
Starknet证明生成器创建执行追踪，记录交易执行的顺序步骤。这个追踪作为计算过程的详细路线图，记录了每个操作的输入、输出和中间状态。执行追踪对于理解交易的过程至关重要，并为生成STARK证明奠定了基础，确保计算符合智能合约的预定义逻辑。
生成状态差异
在交易执行完成后，Starknet证明生成器生成一个“状态差异”。这个差异反映了交易后系统状态的变化，展示了在交易处理前后系统状态之间的差异。状态差异对于以透明、可验证和高效的方式更新网络的全局状态至关重要，确保所有参与者对账本有一致的视角。
利用STARK证明生成中的随机化
Starknet证明生成器运作的一个独特方面是利用随机化过程从扩展的执行数据子集中创建STARK证明。这种方法增强了证明生成过程的安全性和效率性。通过选择数据的子集，证明者可以产生紧凑但高度安全的证明，大大减少了网络的计算负担，同时确保了验证过程的完整性。
通过这些机制，Starknet证明生成器确保了Starknet相较于以太坊的第一层具有指数级的吞吐量和更低的交易成本，而又不会牺牲安全性。证明生成器生成可验证的、密码学安全的证明，支撑了Starknet承诺为广泛采用和复杂应用扩展区块链技术的承诺。
Starknet证明生成器以其复杂的生成和验证交易证明的方法体现了Starknet的创新精神，展示了在使区块链技术对开发人员和用户更加可访问、高效和安全方面取得的一大进步。