StarkNet — ZK (Validium) rollup
Czy bez natywnego wspierania EVM jest o czym rozmawiać?
team kyudo/CryptoWild
WSTĘP
Jako rzetelny członek społeczności krypto (przynajmniej za takiego się uważam, czekam na kontrargumenty w komentarzach) zacznę od początku. A przynajmniej od pewnego punktu w początku tej historii, bo zawsze można przecież zacząć od czegoś wcześniej — Ethereum. Platforma do zdecentralizowanych obliczeń. Rewolucja w świecie blockchain, która na zawsze zmieniła oblicze tej branży i stała się standardem, bez którego trudno sobie wyobrazić dzisiejszy kryptowalutowy świat. Standardem stała się “Wirtualna Maszyna Ethereum” (ang. EVM). Za tymi słowami idą oczywiście twarde dane.
Spójrzmy na TVL w DeFi:
Teraz popatrzymy na rozkład stablecoinów:
Oryginalny EVM dominuje cały rynek. Jeżeli doliczymy jeszcze klony (np. Binance Chain/Polygon) plus warstwy drugie (np. Optimism/Arbitrium), które również opierają się o EVM, to przewaga tylko się powiększa. (Mimo wszystko szacunek należy oddać sieci Tron. Nie chcę wnikać tutaj w szczegóły techniczne, ale kto nigdy nie przesyłał USDT po “słonecznym” blockchainie niech pierwszy rzuci kamieniem!)
Wszystko pięknie prezentuje się na wykresach czy statystykach. Istnieją jednak, też inne dane, które każdy kryptowalutowy entuzjasta zna i widzące je łapię się za głowę. Tak, zgadliście. To opłaty na naszym Vitalikowym L1. Spójrzmy na poniższy obrazek:
Tylko przy większym zapotrzebowaniu na transakcje, ceny gazu dla przeciętnego użytkownika, a nawet i mniej przeciętnego, stają się bardzo wysokie. Oczywiście sama liczba transakcji na innych sieciach może być większa, ale co nie zmienia faktu, że wszystko nadal kręci się wokół Wirtualnej Maszyny Ethereum. Dane mówią same za siebie.
Get kyudo’s stories in your inbox
Join Medium for free to get updates from this writer.
Dobrze, co więc można zrobić, aby te transakcje były tańsze, ale równie bezpieczne? Bo o to przecież w tym wszystkim chodzi. Zaczynamy właściwą część artykułu. Let’s go!
CO TU ZROBIĆ?
Nasze działanie możemy podzielić na dwa główne segmenty:
- aktualizujemy samą pierwszą warstwę, na której dokonują się transakcje,
- tworzymy osobny byt, który część obliczeń wykona sam, jednakże część danych umieści na głównym łańcuchu, aby bezpieczeństwo L1 zostało zachowane w jak największym stopniu.
W przypadku pierwszym takie aktualizacje to np. sharding. Dla bardzo dociekliwych zapraszam tutaj. W paru zdaniach, sharding to rozdzielenie głównego łańcucha na parę mniejszych łańcuszków, które komunikują się ze sobą. Dzięki temu wszystkie dane nie tłamszą się między sobą w ciasnych/nieporęcznych blokach i po prostu jest tam więcej miejsca na różne operacje, szczególnie ułatwia to pracę full-nodom. Dobrym porównaniem jest autostrada. Im więcej pasów (shardów) ma droga, tym więcej jest miejsca na wymijanie/wyprzedzanie czy większą liczbę uczestników ruchu. Co więcej, sharding jest powiązany z rollupami, którym sharding także znacząco ułatwi pracę (zmniejszy koszty transakcyjne).
W drugim przypadku transakcje/operacje dokonują się na osobnym blockchainie. Możemy całkowicie rozdzielić te sieci i otrzymać Sidechain (np. Polygon). Polegamy wtedy w 100% na zewnętrznych walidatorach i nodach. Niby wszystko gra i buczy, ale nie do końca. Bezpieczeństwo takich rozwiązań nie jest w żaden sposób zapewnianie przez Ethereum. Standard EVM zachowany, ale ochrona L1 nie. Czy to koniec pieśni? Oczywiście, że nie. Dalej dochodzą kolejne rozwiązania, które już zaczepiają swoje korzenie (dosłownie w programistycznym żargonie np. w przypadku rozwiązania plasm mówimy o “merkle roots”) w L1. Tutaj od dłuższego czasu główną pieśń grają optymistyczne rollupy (np. optimism), które część danych z transakcji zamieszczają na sieci Ethereum. To rozwiązanie również ma swoje wady, gdyż operatorzy takich sieci są bardzo scentralizowani. Polegamy na ich uczciwości, ale też za pomocą “fraud proofs” możemy w teorii odwołać się do smart contractu na L1 i odzyskać swoje środki (w przypadku problemów z L2). Także lepiej, niż w przypadku Sidechainów, ale nie jest idealnie.
Zero Knowledge Proofs — rozwiązanie wszystkich problemów?
Kto nie słyszał tego jakże enigmatycznie brzmiącego zwrotu, na pewno już dawno opuścił rynek kryptowalut i obraził się na blockchain. My się do tego grona nie zaliczamy, ale dla formalności przypomnę główną tezę w mega dużym uproszczeniu: Zamiast pokazywać całe spektrum wiedzy na dany temat (np. poprawność transakcji) pokazujemy tylko mały dowód, który jako iż go policzyliśmy musi przedstawiać prawdę. Udowadniamy poprawność informacji bez ujawniania tych informacji. To odwrotność próby ukrycia kłamstwa. Przedstawiamy dowód na prawdę.
Dobra, to jak to się ma do blockchainu/kompatybilności z EVM i w końcu tytułowego Starknetu? Wszystko po kolei:
- blockchain — możemy wykorzystać kryptografię do rozwiązania problemu skalowalności. Zamiast całych danych o transakcji umieszczamy na L1 mały ich fragment w postaci dowodu wiedzy zerowej (dalej nazywany ZKP)
- EVM — tutaj zaczynają się schody. Sieć, która wykonuje “inteligentne umowy” w standardzie wirtualnej maszyny ethereum i umieszcza dowód tych obliczeń w postaci ZKP na L1 jest bardzo skomplikowana do zaprojektowania. Pamiętajmy jeszcze o tym, że odpowiedni “weryfikator”, czyli smart contract, musi zostać umieszczony na L1, żeby stać na straży i weryfikować wszystkie ZKP, które do niego trafiają.
- StarkNet — ZK rollup, który nie jest kompatybilny z EVM i operuje na własnej “wirtualnej maszynie” tak zwanej CairoVM (Cairo to język programowania, na którym jest tworzony StarkNet). Ale jak to? To po co nam taki przestarzały dziad, na którym nawet sobie Uniswapa V3 z Solidity nie odpalimy? Nie do końca. Właśnie został ukończony projekt o tajemniczej nazwie: KaKarot. Jest to ZK-EVM która operuje jako smart contracty na sieci StarkNet. Szach Mat! Teraz dappsy będą mogły łatwo migrować z Ethereum na Starknet bez potrzeby uczenia się całego języka Cairo od podstaw.
A więc podsumujmy co to ustaliliśmy do tej pory. Bardzo duża część aktywności np. w segmencie DeFi nadal dzieje się na Ethereum i jej siostrzanych chainach, które “opierają” się o EVM. Różne metody skalowania L1 w jakiś sposób poświęcają bezpieczeństwo/decentralizację na rzecz skalowalności. Technologia ZKP ma być najbardziej optymalnym rozwiązaniem problemu blockchain Trilemma. Obecnie głównym zmaganiem krypto teamów to dołożenie do ZK kompatybilność z EVM. Starknet, pomimo tego, że sam w sobie nie wspiera rozwiązań przenoszonych z wirtualnej maszyny ethereumu, pokazuje, że jest w stanie przeskoczyć tę przeszkodę odpalając ZK-EVM rollup na swojej CairoVM.
StarkNet słów kilka
Kto stoi za całym przedsięwzięciem? Historia zaczyna się w już w 2018 roku, kiedy to firma StarkWare zostaje zarejestrowana w Izraelu jako działalność dostarczająca software w obrębie kryptografii. Jej ojcowie to Eli Ben-Sasson oraz Uri Kolodony. Pierwszy z nich to człowiek, który współtworzył kryptowalutę ZCASH (pierwsza kryptowaluta, która wykorzystywała technologię Zero Knowledge do zapewniania jej użytkownikom opcjonalnej prywatności). Studiował Teorie Nauki Komputerowej, potem był badaczem/wykładowcą min. na Harvardzie, a na sam koniec porzucił karierę profesora “Computer Science”, aby założyć StarkWare. Drugi z wymienionych inicjatorów również studiował na tym samym uniwersytecie co Eli. Założył firmę dostarczającą oprogramowanie do analizy danych, pracował z funduszami VC czy współtworzył parę biznesów z różnych branż (np. medycznej). Obiektywnie mówiąc: nie są to ludzie z przypadku. Według Linkedin w firmie pracuje obecnie 109 osób, z czego większość to szeroko pojęci programiści i informatycy.
Głównym wynalazkiem StarkWare jest metoda kryptograficzna STARK (Skalowalny, Transparenty, Argument Wiedzy). W kilku słowach jest to jednej z rodzai ZKP. Obecnie używany do skalowania Ethereum przez Engine StarEx — kolejnym wynalazkiem z linii produkcyjnej StarkWare. Nie jest to rozwiązanie permissionless, wymaga każdorazowego zaimplementowania do konkretnego projektu (np. DYDX, Sorare czy APEX). Rozwiązanie działa sprawnie, transakcję są tanie i szybkie, ale wszystko jest sterowane przez centralnego operatora. Jakie to niesie, ze sobą implikacje pisałem już wcześniej. Jednym słowem mamy tu do czynienia z Validium. (ale w pełni scentralizowanym).
Teraz na scenę, cały na biało, wkracza StarkNet. Jaka jest różnica między nim a StarkEx? W sumie to “niewielka”. Słowem klucz jest tutaj DECENTRALIZACJA. To co zostało osiągnięte dzięki dowodom STARK w połączeniu z Validium, teraz ma być w pełni permissionless, trustless oraz decentralized. Ckliwe słówka wyryte w WhitePaper Bitcoina, które chyba gdzieś po drodze zostały zapomniane, a przynajmniej zniekształcone, dzięki staraniom drużyny StarkWare mają wrócić do łask. Cała infrastruktura, zarówno sequencer jak i prover, oczywiście również full-nody, w niedalekiej przyszłości ma działać tak jak Satoshi przykazał. Zachętą do utrzymywania tej infrastruktury będzie token STARK. Jego tokenomia, to temat na osobny artykuł, gdyż nie wszystko jest tak oczywiste, jak mogłoby się wydawać. (Wspomnę tu tylko, że mój pisemny monolog nie dotyczy tematu inwestycji w token. Staram się przybliżyć jak temat StarkNetu w obiektywny sposób, skupiając się na jego funkcjonalnościach.). Na zachętę, do zgłębienia tematu również na własną rękę powiem, że programiści,którzy umieszczają smart contracty na CairoVM, będą otrzymywali tokeny STARK. (Oczywiście, zostanie wdrożony mechanizm anty gamifikacji, który uniemożliwi zarobki na sztucznym ruchu na zdeponowanym przez siebie SC). Co jeszcze ciekawego będzie działać w obrębie StarkNetu? Ciekawym przykładem są L3 (warstwy trzecie), które zapewnią nam bardzo dużą doze prywatności oraz skalowanie praktycznie bez limitów. StarNet będzie wspierał również Account Abstracion (nie jest to technologia oryginalnie stworzona, dla samego StarkNetu, ale według mnie będzie kluczowa dla poszerzenie bazy użytkowników kryptowalut/blockchainu). To rozwiązanie, ma zapewnić np. podpisywanie transakcji naszym telefonem jak hardware walletem, ale również wspierać tzw. multicalle (jedno kliknięcie zamiast kilku np. przy swapie tokenów erc20 czy bardziej skomplikowanych operacjach). Dodatkowo użytkownicy będą mogli zapomnieć o 12 słowach kluczach i móc odzyskiwać dostęp do swojego portfela w podobny sposób, jak teraz odzyskujemy swoje hasło do starego facebooka. Dla dociekliwych, blockchain’owych geeków podałem link do jednego ze źródeł.
PODSUMOWANIE
Odpowiadając na pytanie z tytułu artykułu: Tak, StarkNet jest bardzo ciekawym projektem/protokołem, przed którego konstruktorami stoją kolejne i kolejne wyzwania. W mojej skromnej opinii wyzwania oznaczają kierunek, w którym warto podążać. Jestem bardzo ciekaw, czy wszystkie starania o to, żeby wyskalować Ethereum i zrobić je przyjazne dla użytkowników przyniosą oczekiwany efekt, czyli masową adopcje technologii blockchain. Czy za 5/10 lub więcej lat będziemy mogli mówić: “A nie mówiłem?”. Czy jednak wszystko zostanie na zawsze zapamiętane jako kolejna w historii tulipomania? Bessa na pewno sprzyja takim przemyśleniom, jednak jeżeli wierzymy, że czeka nas pierwsza wersja tej historii to StarkNet chyba jest dobrym miejscem.
