# 什么是 zk-Rollups，为什么需要 Layer2，什么是 STARK 有效性证明？


By [xm98](https://paragraph.com/@xm98) · 2022-05-06

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1，2008 年底中本聪抛出比特币白皮书，真正实现超国家化的去中心化数字货币。但比特币通过脚本 （Script） 运行智能合约，不具备图零完备，功能有限

2，2015 年以太坊诞生，代表第一代通用计算开放式账本。以太坊安全、去中心化，通过智能合约实现我们以往无法实现的去中心化经济

3，以太坊是「单体架构」区块链。主链承载着协议共识、执行、和数据可用性。这种方式网络负担重，处理量有限，可扩展性差 以太坊采用「模块化」扩展方式。也就是说，以太坊主链 Layer1 负责协议共识和安全，将执行层和数据可用性迁移到主链外 那么如何实现「模块化」

4，zk-Rollup 分为两部分 zk 和 rollup ➛ zk 是 Zero Knowledge 缩写，也就是「零知识证明」。「证明者不需要向验证者泄露任何信息，便可证明某个命题正确」 ➛ rollup 是将一批交易汇聚到一起，经过验证后存储在 Layer1

5，zk-Rollups 就是在 L2 经过运算，生成交易，最终在 L1 验证。这种 zk-Rollup 验证方式也称之为「有效性证明」，STARK 有效性证明便是其中一种

6，STARK 有效性证明可以将一批交易（上百或上千笔交易）交由验证者，由证明者经过大量计算生成一个「证明」。证明者将证明交由验证者，验证者验证真实后，将证明和区块状态放在 L1

7，这就是 STARK 有效性证明「链下计算，链上验证」的实现过程。证明处理交易量可以上千、上万笔交易，而生成的证明相对于原始交易数据非常小，用来验证证明的交易成本也就非常低 相对于以太坊，zk-Rollup 扩展性至少可提高十倍，甚至达到十万 tps.

8，由 Eli Ben-Sasson 和 Uri Kolodny 等多位合伙人于 2018 年成立，先后获得 Paradigm、红衫、Pantera、IOSG、Alameda 等机构投资，至 C 轮获总计投资超 1.7 亿美元

9，zk-STARK 由 Eli Ben-Sasson 最先提出，并由 StarkWare 开始应用于 StarkEx 和 StarkNet 两款产品

10，StarkEx 是商业定制化以太坊扩展性方案。为每个 dApp 定制专门的 zk 电路实现扩展性。与以太坊有很好的兼容性，有很好的用户体验。目前四款 dApp 采用 StarkEx：

11，以太坊 tps 15 笔交易，StarkEx 平均可达到 9000 笔 StarkEx 总计交易量已达到 5840 亿美元。dydx 协议收益始终保持 dApp 头部 但 StarkEx 应用间隔离，可组合性差，不具备互操作性。那这样 StarkNet 应运而生

12，StarkNet 是通用型 zk-Rollup。任何人、任何开发者或团队都可以在 StarkNet 开发 dApp，无需定制化 zk 电路就可以实现 zkp 扩展性能 StarkNet 扩展性可提高千倍

13，StarkNet 作为 Layer2 无需许可，继承 Layer1 的安全性。通过链下证明计算实现去中心化，同时具备可组合型和通用计算。但是随着发展，有些应用需要更大的扩展性或需要独立的「结算层」。这样就需要 Layer3

14，L3 是 L2 扩展层，利用递归方式，像 L2 一样生成有效性证明在 L1 验证，L3 在 L2 验证。交易成本可降低百万倍

15，L3 具有超强扩展性，dApp 开发可控性更高。例如 StarkEx 未来可迁移至 L3 实现完全互操作和可组合型;可以建立专门针对隐私的功能性 L3;更有可能每个链游建造专有链，实现丰富的链上游戏生态

16，目前 StarkNet 已推出 Alpha 内测版，可使用跨链桥 StarkGate。今年接下来主网性能会提升十倍，逐步开放各项功能。最终 StarkNet 会实现完全去中心化

17，在数据可用性方面，StarkEx 和 StarkNet 都采用 Volition 混合数据存储方案，即 • Validium 链下 （L2） 存储 • zk-Rollup 链上 （L1） 存储 链上存储更安全，链下存储速度更快、成本更低

18，开罗 （

） 是为实现 STARK 有效性证明专门开发的图灵完备语言。为实现更便捷的开发体验，Warp 编译器帮助 Solidity <-> Cairo 转译器 中文开发资源

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*Originally published on [xm98](https://paragraph.com/@xm98/zk-rollups-layer2-stark)*