# 探索低成本计算的用例

By [congba.eth](https://paragraph.com/@congba) · 2023-10-31

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Starknet 支持哪些新用例以及开发人员如何利用它们？

**高计算成本阻碍了区块链的采用和用例**

*   Starknet 是以太坊的 L2 汇总，支持低成本计算。
    
*   Starknet 已经在主网上上线，处理了数百万笔交易。
    
*   具有可验证推论、链上模型和可验证训练的 AI/ML 集成可能性。
    
*   开发人员可以使用 Starknet 书籍来了解有关 Cairo 的更多信息并在 Starknet 上进行构建。
    

在 2021 年牛市期间（或 2023 年 5 月的佩佩季节），每个人都在谈论加密货币并在以太坊上发送数百万笔交易。届时 Gas 价格可能会达到 200 Gwei 或更高。这意味着，如果您想在以太坊上向某人发送 10 USDC，则需要花费 50 美元或更多。不太划算。

随着许多新用户加入区块链，对区块空间的需求呈爆炸式增长。以太坊（和其他链）上 Gas 价格的飙升暴露了单一区块链的局限性。公众已经准备好了，但技术还没有。

为了解决这个问题，“第 2 层”解决方案出现了向模块化设计的转变，这是一组构建在核心区块链之上的技术，可提高可扩展性和成本效益。根据Polynya 的[文章](https://polynya.mirror.xyz/wnt16H0VnFoCGDK_ds5H4J1ZcHepZfQr1DQHCzw940o)_，“在接下来的几年里，所有值得拥有的区块链都将以这样或那样的方式摆脱纯粹的整体设计（除非不需要升级规模，比如比特币）_。

\*\*Starknet——\*\*有效性汇总（或 ZK），是这些第 2 层解决方案中的领导者，并且显着降低了计算成本。在本文中，我们将探讨高计算成本如何阻碍区块链的发展，然后详细研究由于 Starknet 的低计算成本而现在可能出现的几个新用例。

### **以太坊 L2**

在以太坊上，已经开发了各种各样的 L2 解决方案，主要分为三类：[乐观汇总](https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/optimistic-rollups/)、[零知识](https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/zk-rollups/)（ZK）汇总和[状态通道](https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/state-channels/)。

Rollups 的独特之处在于，它们使用由超过[600,000 个](https://beaconcha.in/validators)验证者组成的去中心化网络从以太坊 L1 获得安全性。它们还通过在以太坊主网之外执行计算来提供比主网上的交易更快、更便宜的执行，而在以太坊主网之外的计算成本较低。然而，为了维护主网的安全，他们定期以批量形式将 L2 状态发布到主网，因此称为“汇总”交易。

### **星网是什么？**

[Starknet 是StarkWare](https://starkware.co/starknet/)开发的有效性汇总（通常称为 ZK 汇总），它使用称为 STARK 证明的加密系统来降低计算成本。

目前，Starknet主网版本的交易费用比以太坊低得多。在 0.13.0 版本（计划于 2023 年第三季度推出）中，随着 Volition（或链下数据可用性）的引入，Starknet 交易成本预计将进一步降低。目前，Starknet 上 95% 的交易费用来自以太坊主网上的交易费用（剩余 5% 为计算费用）。此外，一旦 EIP 4844 在以太坊主网上实施，团队计划尽快推送更新以适应它。由于这两项更新，交易成本预计将大幅下降。

### **高计算成本的限制**

除了发送代币需要支付高昂的费用之外，还存在与高计算成本相关的其他问题。即使在今天，由于成本高昂，许多应用程序的用例仍受到限制。并且随着区块链技术的不断发展，对复杂计算的需求将会增加。高计算成本限制了去中心化应用程序的增长和采用。例如 ：

1.  **每日交易**。“像现金一样的加密货币”的承诺尚未实现（除了某些可以“依靠加密货币生存”的[例外情况）。](https://www.pwc.com/gx/en/financial-services/pdf/el-salvadors-law-a-meaningful-test-for-bitcoin.pdf)除了监管方面的不确定性之外，缺乏日常主流采用的主要原因之一是交易成本高昂。没有人愿意为 2 美元的咖啡支付 1 美元的交易费。
    
2.  **神谕者**。由于其固有的设计和原理，区块链无法检索链下的真实数据。为了获取股票价格、天气数据、体育比赛结果等数据，需要使用称为预言机的特殊应用程序。这些预言机定期发布链上数据，然后智能合约可以检索这些数据。然而，由于交易成本较高，预言机无法定期发布链上数据，往往只能间隔较长时间发布。因此，链上数据变得过时，并可能导致智能合约做出错误的决策。这对于能够提供与 Web 2 相当的交易体验尤为重要。此外，由于执行成本高昂，任何形式的数据聚合或额外计算都变得不可行。
    
3.  **治理**。链上治理或链上投票是使决策过程透明和去中心化的有效方式。到目前为止，要进行链上投票，选民必须投票（基于代币交易的数量）。然而，为了实现去中心化治理，必须频繁、快速地做出有效的决策。由于计算成本较高，链上投票已成为一种低效的投票系统。投票的成本太高，所以人们就不投票。结果，许多项目选择了链下治理，这违背了区块链的初衷。
    
4.  **游戏**。当我们谈论链上游戏时，我们就会想到曾经火爆的游戏[《Axie Infinity》 。](https://axieinfinity.com/)在 Sky Mavis 开发的游戏中，游戏的角色 Axies 由 NFT 代表。然而，游戏逻辑的工作原理与所有其他传统游戏类似，都在集中式服务器上进行。游戏要求玩家在短时间内做出许多决定，每个决定都代表某种交易。而且根据玩家的决定，游戏的剧情可能会发生变化，这需要大量的计算。昂贵的计算的这种限制意味着 CryptoKitties 和 Axie Infinity 等游戏仅具有有限的链上组件。然而，通过将自己宣传为“web3”游戏，尽管它们并没有真正代表区块链游戏，但它们在巅峰时期实现了数十亿美元的市值。
    

### **通过低成本计算开辟新的用例**

然而，如果我们能够执行低成本计算，我们就可以为区块链开辟一组新的用例。Starknet 已经在主网上活跃起来，每天处理数万笔交易（迄今为止已完成超过 700 万笔交易）。如前所述，一旦集成 EIP-4844，交易成本将大幅降低。

让我们看一下 Starknet 上这种经济高效的计算所支持的一些用例。

### **经济实惠的交易和账户抽象**

最简单的是，廉价的交易带来了日常使用。现在支付咖啡费用只需几美分（甚至零头几美分）。此外，由于[账户抽象](https://medium.com/starkware/account-abstraction-improving-security-and-user-experience-for-mainstream-crypto-adoption-eb57cb09023)，您的加密货币钱包的功能与传统钱包类似。正如您将大部分财务保存在安全的储蓄账户中一样，您将大部分资产存储在具有多层安全性的钱包中（例如，要求受信任的人在大额转账上共同签名或使用唯一的私钥） 。

### **通过经济实惠的链上计算改变数据流**

随着低成本链上计算的引入，预言机将与今天大不相同。

首先，由于单个交易的成本要低得多，因此对预言机源的\*\*频繁更新成为可能。\*\*这将带来更准确的数据源，并能够为用户开发更多用例，以基于这些数据构建市场（复杂的期权协议、预测市场等）。

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由于 Starknet 是一个 Rollup，它需要定期向以太坊主网发送**提交**来更新 Rollup 状态（通常提交之间的间隔可能是几分钟到几个小时）。这一承诺是用户在 L2 上支付交易费用时支付的主要成本之一。然而，汇总应该只提交到 L1 上的最后一个状态。在单个块中多次覆盖同一存储位置不会导致高存储成本。在预言机的情况下，如果变量（例如资产的价格）在同一次提交中频繁更新，L1 上的成本仍然相当于单次写入，因为只有最终状态在主网上发布为呼叫数据。

由于执行成本更便宜，计算流（或聚合和计算数据流）成为可能。在传统金融中，金融应用程序使用复杂的数据源，包括风险、回报和波动性。[像Pragma](https://www.pragmaoracle.com/)这样的团队正在努力将这些流引入 web3。Pragma 已经在 Starknet 测试网上提供了两个实时计算源：波动率指数和收益率曲线。

存储证明的使用也将改变预言机的格局。存储证明是一种跟踪存储的加密方式。使用这些加密承诺可以提供无需信任的证明，证明在给定时间（或在区块链的情况下，在特定区块）存在特定状态。为了验证这些证明，需要计算（尽管它们很轻），经济的计算将改善用户体验。通过存储证明，可以以去中心化的方式在不同链之间传输信息，提供历史区块链数据等等。如果您想更深入地了解存储证据，请查看[我们在 Medium 上的文章](https://starkware.medium.com/what-are-storage-proofs-and-how-can-they-improve-oracles-e0379108720a)。

**向链上游戏逻辑的过渡**
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视频游戏的世界是巨大的。在最大的游戏市场美国，视频游戏每年产生的收入高达 540 亿美元。尽管基于区块链的游戏最近备受关注，但它们大多属于“web2.5”类别，而不是真正的“web3”游戏。

要使游戏真正被视为区块链游戏，它必须：

要使游戏的逻辑完全在链上，廉价的执行至关重要。

对于一款被视为 Web3 游戏的游戏，一个基本的“见证”测试可能是，如果游戏背后的开发者突然消失，该游戏是否还能生存。这很像智能合约在链上的运行方式；无论智能合约开发者是否仍然活跃，游戏都应该继续。如果基本的游戏机制和规则是链上的，则可以在游戏逻辑之上构建不同的界面。另一方面，开发者将被激励使用游戏特定的代币进行构建。虽然目前没有主要游戏完全在链上构建，但 Starknet 上的几个项目正在朝着正确的方向发展，包括[Realms](https://linktr.ee/BibliothecaDAO)和[Influence](https://venturebeat.com/games/unstoppable-games-will-launch-web3-sci-fi-mmo-influence-on-starknet/)。

[Dojo](https://dojoengine.org/)等生态系统开发人员正在努力为 Starknet 生态系统提供开源 ECS（实体组件系统）框架。ECS 框架是一种基本设计模式，用于以模块化方式构建游戏。例如，对于《马里奥赛车》来说，马里奥和他的汽车将是实体，汽车的位置和速度将是组件，汽车碰撞逻辑将作为系统实现。游戏开发者将使用这些组件来构建游戏。随着生态系统的发展，需要这样的项目，并且越来越多的游戏开发者加入到 Starknet 上构建游戏。

**透明的人工智能应用**
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随着最近人工智能的热潮，人工智能似乎很快就会融入我们的数字世界。虽然尚不清楚人工智能模型是否会被放到链上，但有几个原因可能会使其受益。经济计算对于这些用例至关重要。

1.  可验证的推理意味着模型是在集中式服务器上预先训练的。然而，一旦训练完成，模型的权重就可以在频道上发布。完成此操作后，输入可以传递到链上模型，并且输出将保持透明度，用户拥有模型生成特定输出的证据。
    
2.  如果计算足够经济，可以运行模型来生成链上输出，那么链上模型集就可以成为可能。然后可以聚合多个模型的输出，形成机器学习应用程序中常用的“集成”模型。
    
3.  可验证的训练意味着模型可以在链上进行训练，在不引入外部偏见的情况下维护善意训练的可验证证据。这可能是上述应用程序中计算量最大的应用程序，也是最不可能很快上线的应用程序。如今，大型 AI/ML 模型需要数天（或数年）才能在拥有大量资源的 GPU 上进行训练。此外，为训练期间进行的计算生成 S\[N/T\]ARK 证明目前将是一项开销。此外，Cairo 专门在 CPU 上运行（比 GPU 慢得多）。
    

_资料来源：  https:_ [_//www.moduluslabs.xyz_](https://www.moduluslabs.xyz/)

[Giza](https://starknet.substack.com/p/all-roads-lead-to-giza-starknet-roadmap?utm_source=substack&utm_medium=email)和[Modulus Labs](https://www.moduluslabs.xyz/)（也缩写为 ML）是致力于使用 ZK 证明引入链上人工智能的领先研究团队之一。

**星网的未来是什么？**
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在不久的将来，Starknet 的路线图重点关注性能和更好的用户体验。预计到 2023 年第三季度，吞吐量将增加，延迟将减少，交易费用将降低。有关开发计划的更多详细信息，您可以参考[此处](https://medium.com/starkware/starknet-goals-and-roadmap-for-2023-fe7b89eead3b)给出的路线图。

Cairo 专为 STARK 证明而设计，使其成为利用代数证明系统的优势并确保高效计算和验证过程的最佳选择。

Starknet 专为可扩展性而设计，确保它能够在不牺牲安全性或去中心化的情况下适应指数级增长。

**结论**
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随着围绕“模块化区块链”空间的深入研究，“汇聚十亿用户”的目标越来越近。有了 Starknet，低成本计算就变得可用，并且变得[越来越便宜](https://www.starknet.io/de/posts/engineering/starknet-performance-roadmap)。

Starknet[书](https://book.starknet.io/chapter_2/index.html)为开发人员开启 Cairo for Starknet 之旅提供了一个很好的起点。第 0 章到第 2 章特别介绍了各个主题。

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*Originally published on [congba.eth](https://paragraph.com/@congba/YBJqBbiANITgdPrAvZsz)*