Проблема масштабируемости Ethereum – наиболее популярного блокчейна для децентрализованных приложений (DApps) – возникла одновременно с ростом его популярности, и не теряет своей актуальности. Как мы уже рассказывали, популярными являются решения второго уровня (L2) – протокол, развёрнутый поверх основного блокчейна, не затрагивающий его архитектуру и принимающий на себя часть нагрузки. При этом блокчейн остаётся безопасным и децентрализованным.
Одной из разновидностью L2 являются роллапы, которые выполняют вычисления за пределами основного блокчейна, однако потом передают данные в основной блокчейн. Роллапы делятся на два основных вида: optimistic (в которых транзакции по умолчанию считаются подлинными) и ZK – zero knowledge (с нулевым разглашением). В оптимистичных роллапах есть период оспаривания, когда можно подать жалобу на предположительно неверную транзакцию.
Это, конечно, может замедлять передачу данных по сравнению с ZK-роллапами. В последних используется математическое доказательство с нулевым разглашением. Оно позволяет проверить достоверность информации, не раскрывая её содержания. Доказывающий предоставляет это доказательство верификатору, верификатор, используя его, может подтвердить подлинность транзакции. Операторы не могут навредить системе, возможность мошенничества исключена. Поэтому ZK считаются наиболее перспективным видом роллапов.
История создания блокчейна StarkNet
Разработки, которые легли в основу ZK-роллапов, велись ещё в 1980-х годах в Массачусетском технологическом институте.
zk-SNARK и Zcash
В 2012 году Алессандро Кьеза и др. разработали протокол zk-SNARK (zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge – сжатый неинтерактивный аргумент нулевого знания). В 2014 году программисты из Университета Джонса Хопкинса, Массачусетского технологического института, Технологического института Израиля и Тель-Авивского университета представили протокол Zerocash.
В 2016 году заработала криптовалюта Zcash. В её основу был положен протокол Zerocash, использующий zk-SNARK. Особенностью протокола было наличие двух видов адресов: прозрачные (t) и приватные (z). Стало возможно осуществлять 4 вида транзакций:
- публичные (public, t-t);
- приватные (private, z-z);
- защищённые (shielding, t-z);
- демаскированные (deshielding, z-t).
Пользователи получили возможность выбора, сколько данных о транзакции будет передано в публичный реестр. Zcash стали называть «первой по-настоящему анонимной криптовалютой», потому что алгоритм позволял скрывать передаваемые суммы и пользователей, осуществлявших транзакции. Впрочем, дальнейшая практика показала, что возможностями полной анонимизации стало пользоваться небольшое количество пользователей.
Целый ряд разработчиков Zcash начали работу над усовершенствованием протокола zk-SNARK. Актуальность работ пояснялась возросшим спросом на решения второго уровня; так, технология zk-SNARK с 2017 года стала использоваться Ethereum в рамках обновления Metropolis.
zk-STARK
В 2018 году была предложена технология zk-STARK. Её разработчиками выступили Эли Бен-Сассон (до этого участвовал в создании Zcash), Михаил Рябцев, Иддо Бентов, Йинон Хореш. Своей целью они поставили создание более дешёвой и быстрой реализации zk-SNARK. Буква Т, заменившая N, означает прозрачность (transparency).
| zk-SNARK | zk-STARK |
| Требует начальной доверительной настройки с третьей стороной. | Не требует доверительной настройки благодаря симметричной криптографии. |
| Теоретически уязвим для взлома квантовыми компьютерами. | Использует постквантовую криптографию, дающую надёжную защиту на перспективу. |
| Испытывает проблемы с масштабированием из-за роста числа необходимых сообщений, прямо связанному с ростом объёма данных. | Легко масштабируется благодаря тому, что количество циклов обмена данными между участниками процесса верификации данных остаётся неизменным, независимо от их объёма. |
| Размер доказательства – 288 байт. | Размер доказательства – до нескольких сотен килобайт. |
Появление и развитие StarkNet
Разработчики определяют StarkNet как децентрализованный Validity-Rollup (синоним zk-Rollup) без разрешений.
Разработка StarkNet на базе zk-STARK осуществлялась израильской компанией StarkWare Industries. Она была основана в 2018 году, среди ключевых фигур –Эли Бен-Сассон (участник создания Zcash), разработчик zk-SNARK Алессандро Кьеза (также приложивший руку к Zcash), Михаил Рябцев (один из разработчиков zk-STARK) и Ури Колодный.
С 2018 по 2022 год был проведён ряд раундов по сбору финансирования. В мае 2018 года было объявлено о том, что удалось собрать $6 млн., уже в октябре того же года было объявлено о закрытии раунда на отметке $30 млн. В марте 2021 года компания объявила о закрытии раунда В на объеме $75 млн. после очень удачного 2020 года, когда численность персонала StarkWare увеличилась вдвое, а также было запущено StarkEx (локальное решение для масштабирования в рамках «конкретных потребностей» децентрализованных приложений, основанное на модели SaaS – программное обеспечение как услуга). В ноябре 2021 года было сообщено о закрытии раунда С: было привлечено $50 млн., а оценка компании составила $2 млрд. В мае 2022 года был закрыт раунд D: было привлечено $100 млн., оценка компании составила $8 млрд.
В ноябре 2021 года была запущена альфа-версия основной сети StarkNet. Теперь разработчики смогли развертывать смарт-контракты в StarkNet с доступом к необходимому инструментарию и службам поддержки. В августе 2022 года была запущена технология масштабирования второго уровня с использованием рекурсивных доказательств, применяющееся в dApps на базе StarkNet и StarkEx.
В планах – разворачивание StarkEx поверх StarkNet как своего рода «третий уровень» проекта.
Как работает StarkNet
Смарт-контракты в сети StarkNet написаны на собственном языке Cairo.
Вне сети у StarkNet 3 главных компонента:
- секвенсор – сервер, подтверждающий блоки и транзакции;
- полный узел – серверы, следящие за целостностью системы и ведущий учёт транзакций;
- доказатель – создаёт криптографические доказательства для вычислений, производимых секвенсором.
Также в сети действуют 2 ончейн-компонента:
- верификатор – смарт-контракт в Ethereum, который получает доказательства от Доказателя, проверяет их, а данные отсылает в ядро;
- ядро – смарт-контракт, изменяющийся каждый раз после создания и проверки нового блока.
С запуском альфа-версии mainnet, для взаимодействия можно выбирать или её, или testnet. Со StarkNet совместимы всего 2 кошелька: Argent X и Braavos Wallet. Для пополнения их ETH также надо установить какой-то из мостов, например, официальный мост StarkNet.
На StarkWare Sessions 2023, прошедших в феврале, Эли Бен-Сассон сообщил, что Starknet уже имеет быстрорастущую оживленную экосистему с ~ 1000 разработчиков и более 400 репозиториев GitHub. На Starknet работают свыше 100 приложений. А Мотти Лави, основатель и генеральный директор Braavos, выделил две основных сильных стороны StarkNet: «очень низкие сборы за газ, которые являются продуктом того, как работает криптография STARK» и «инновация, которая обеспечивает гораздо лучший пользовательский опыт, известная как абстракция учетной записи. Это означает, что использование криптографии или web3 очень похоже на использование классических приложений web2 в Интернете».
Криптовалюта STRK
Криптовалюта STRK является операционной и управляющей основой сети StarkNet, которая представляет собой усовершенствование второго уровня, созданное для расширения возможностей Ethereum с помощью технологии zk-Rollup.
Этот токен играет ключевую роль в децентрализованном управлении и поддержании платформы.
STRK создан в первую очередь для стимулирования децентрализации инфраструктуры StarkNet и выполняет важнейшие функции:
Выплата вознаграждения: STRK используется аналогично тому, как ETH функционирует в Ethereum; он служит в качестве основного средства для оплаты сетевых сборов. Этот аспект подчеркивает его полезность в повседневной работе сети.
Предоставление стимулов: Токен является неотъемлемой частью мотивации различных заинтересованных сторон в сети:
- Узлы-валидаторы: Эти узлы получают токены STRK в качестве вознаграждения за поддержание безопасности и эффективности работы сети.
- Разработчики смарт-контрактов: Часть транзакционных сборов, выплачиваемых пользователями, автоматически распределяется между разработчиками смарт-контрактов в качестве вознаграждения за их вклад.
- Разработчики ядра: Несмотря на то что конкретный механизм распределения новых токенов и вознаграждения разработчиков ядра находится на стадии рассмотрения, он остается ключевым элементом их структуры мотивации.
Стейкинг и сетевой консенсус: Владельцы токенов STRK могут участвовать в процессе консенсуса в сети. Вероятность быть выбранным в качестве консенсуса прямо пропорциональна количеству токенов, поставленных на карту, что гарантирует, что те, кто вкладывает значительные средства в сеть, имеют большее влияние на ее работу.
Участие в управлении: Владельцам токенов предлагается размещать свои токены не только для получения прибыли, но и для получения права голоса в управлении сетью. Это право голоса может влиять на принятие ключевых решений, касающихся развития сети, или быть делегировано доверенному валидатору.
Благодаря этим функциям токен STRK необходим не только для технического обеспечения сети StarkNet, но и для развития децентрализованной экосистемы, основанной на широком участии.
В июле 2022 года в StarkWare презентовали официальную инициативу по запуску сетевого токена управления. Ввод активов в обращение изначально анонсировали на сентябрь, но запуск тикера поспешно отсрочили. Бенефис STARK в формате аирдропа, сперва перенесли на октябрь, а потом сместили на неопределенную дату начала 2023 года.
При этом в ноябре прошлого года руководство StarkWare отчиталось, что сетевой токен задеплоен в основной сети Ethereum. В официальном сообщении пользователей предостерегли, что токены StarkNet не предлагаются для продажи, а Фонду потребуется время, для выработки механизма распределения токенов.
Для построения механизма координации и управления на базе DAO, команда заявила о необходимости осуществить эмиссию утилитарного токена STARK с образованием структуры StarkNet Foundation.
Необходимость чеканки токенов, схему распределения активов и виды целевого финансирования, администрация проекта обосновывала целой серией публикаций. Материалы «Суверенитет StarkNet» и «Предложение по децентрализации и управлению для StarkNet» последовательно объясняли запуск тикера STARK строго для обеспечения децентрализации управления сетью.
«Децентрализация означает, что работа и развитие сети не будут зависеть от какой-либо отдельной сущности, включая StarkWare… Решения относительно текущего обслуживания StarkNet перейдут от StarkWare к сообществу… Технология STARK зрелая и безопасная, но StarkNet не достигла статуса общественного блага, как Ethereum или Интернет. Чтобы StarkNet достиг этой цели, его управление, работа и развитие должны продолжать децентрализоваться. Этому будут способствовать два механизма: StarkNet Foundation и StarkNet Toke», – декларировалось в материале под заголовком «Суверенитет StarkNet».
Важно, что в качестве главной миссии фонда, как некоммерческой организации, являлась поддержка StarkNet как общественного блага, доступного всем членам общества.
Общий объем первичной эмиссии составил 10 млрд. токенов.
В качестве модели токеномики STARK (распределения, рынка комиссий и новой чеканки), руководство проекта обозначило предпочтение разработчикам базовой инфраструктуры и dApps, а также другим сторонам, способствующим безопасности и работоспособности экосистемы.
Как указано в проектных публикациях StarkWare, компанией было отчеканено и начато размещение первичного объема эмиссии 10 млрд. токенов При этом изначально обозначалась перспектива дополнительной чеканки STARK, с последующим увеличением общего предложения свыше 10 млрд. токенов.
Схема распределения активов:
- инвесторы StarkWare — 17%;
- основные участники (StarkWare, ее сотрудники и консультанты, а также партнеры-разработчики программного обеспечения StarkNet) — 32,9%;
- Foundation резервы — 50,1%.
Структура целевого финансирования в рамках StarkWare Фонда по статьям:
- гранты на исследования и работу по разработке, тестированию, развертыванию и поддержке протокола StarkNet — 12%;
- стратегический резерв для финансирования экосистемной деятельности, которая соответствует миссии Фонда —10%;
- 9% — Положения сообщества (для тех, кто выполнял работу для StarkNet и приводил в действие или разрабатывал ее базовую технологию, например, посредством прошлого использования систем StarkEx L2;
- комьюнити-скидки в токенах StarkNet для частичного покрытия расходов на подключение к StarkNet из Ethereum — 9%;
- нераспределенная казна Фонда для дальнейшей поддержки сообщества StarkNet в порядке, определяемом сообществом — 8,1%;
- пожертвования уважаемым учреждениям и организациям, таким как университеты, неправительственные организации и т. д., по решению держателей токенов StarkNet и Фонда —2%.
Чтобы привести долгосрочные стимулы основных участников и инвесторов в соответствие с интересами сообщества StarkNet и в соответствии с общепринятой практикой в децентрализованных экосистемах, все токены, выделенные основным участникам и инвесторам, будут заблокированы на 4-летний период с линейный релиз и годовой обрыв.
20 февраля сеть второго уровня StarkNet объявила о значительном событии - выпуске своего токена STRK. Известные биржи, включая Bybit, Gate.io, Binance и OKX стали одними из первых, кто включил новый актив в листинг. Кроме того, StarkNet наградила свое сообщество airdrop, раздав токены пользователям, которые активно участвовали в ранних этапах тестирования проекта.
Перспективы StarkNet
StarkNet имеет отличные перспективы с точки зрения актуальности своих технических решений, заинтересованности инвесторов и разработчиков децентрализованных приложений. Сохраняющийся спрос на создание и обслуживание децентрализованных приложений на базе Ethereum обеспечивает общий благоприятный фон для развития проекта StarkNet.
Официально StarkWare не отказывается от планов по децентрализации и постепенному переходу технологии STARK в общественное достояние. Стратегическая цель StarkWare – способствовать доступу максимально широкого круга пользователей к криптовалютам и децентрализованным приложениям.
В то же время, вызовом становится то, сможет ли StarkWare быть последовательной в своём курсе на децентрализацию, а также описанная выше неоднозначная ситуация с запуском нативного токена.
Заключительные мысли
StarkNet является примером инструмента, возникшего благодаря многолетней работе различных специалистов над решением проблем, сохраняющих актуальность в течение длительного времени. Удачный технический ответ на стабильный потребительский запрос – формула успеха StarkNet. Но StarkNet перестал быть «просто инструментом», и это обуславливает новые вызовы.