ZK-STARK

StarkWare技术革新区块链可扩展性 StarkWare通过ZK-STARK零知识证明技术开发了StarkEx和StarkNet两大扩容方案，有效解决以太坊高费用、低效率的痛点。其编程语言Cairo支持构建可验证的链下计算，已为dYdX、Immutable等平台处理超1000亿美元交易。2022年推出的STRK代币将推动生态去中心化治理，基金会持有50.1%代币用于社区建设。该技术不仅实现每秒数千笔交易的高吞吐量，更在NFT铸造、DeFi等领域显著降低gas成本，未来有望拓展至AI等跨行业应用。

摘要 ZKX Protocol是基于StarkNet的去中心化永续期货交易所，采用zk-STARK技术实现高扩展性和低成本交易。其创新功能包括去杠杆化风险工具、去中心化限价订单簿(DLOB)和自适应平衡率(ABR)机制。通过三层测试网验证性能后，项目已完成450万美元种子轮融资。ZKX通过应用链架构优化交易性能，并推出游戏化社区激励计划ZKX YAKUZA。作为融合CEX效率与DEX安全性的衍生品交易协议，ZKX展现出与传统DEX的差异化竞争优势。

什么是零知识证明 零知识证明(Zero—Knowledge Proof)由S.Goldwasser等人在20世纪80年代初提出，指证明者在不泄露任何有用信息的情况下，使验证者相信某个论断正确。其三个基本属性包括完备性、可靠性和零知识性。 数独验证游戏 通过数独游戏示例展示交互式零知识证明：证明者Alice通过多轮行/列/宫验证，使验证者Bob相信其知道解但不泄露具体信息。非交互式证明则通过机器自动完成验证过程。 技术原理 主流算法包括zk-SNARK（需可信设置）、zk-STARK（无需可信设置）和Bulletproofs（高效压缩）。Schnorr协议是典型交互式证明，而区块链应用多采用非交互式证明。 零知识证明的应用 应用于以太坊扩容（如ZK-Rollups）、隐私保护（如Aztec Network、Aleo、Zcash）和去中心化KYC（如zkPass）。通过链下计算和链上验证提升性能，同时保护交易隐私。 总结 零知识证明是区块链信任构建的关键技术，为扩容和隐私问题提供解决方案，推动去信任化实现。

什么是零知识证明（ZK Proof）？ 零知识（ZK）证明是一种在保密的同时验证信息的方法，它允许一方向另一方证明陈述的真实性，而证明者无需透露隐藏的信息。 ZK 证明通过验证隐藏数据的存在，来为公共区块链上的隐私提供保护。本质上，加密网络用户可以使用零知识证明来确认交易的合法性，而无需透露任何交易信息。 零知识证明允许人们在不泄露敏感信息的情况下验证自己的身份，并防止与暴露个人信息相关的危险，从而防止身份盗窃和声誉损害等问题。 零知识证明有多种形式，每种形式都有独特的特点。 Zk-SNARK 以其高效而闻名，可以快速验证交易而无需透露具体细节，但它们需要“可信设置”，有些人认为这是一个漏洞。另一方面，zk-STARK 消除了这种设置的需要，使它们更安全地抵御某些攻击，并且它们还能能抵抗量子计算威胁，尽管它们往往会产生更大的证明。 PLONK 是另一种变体，因其灵活性和在不更改整个系统的情况下更新证明的能力而脱颖而出，使其成为更具可扩展性的选项。 Bulletproof 虽然验证速度不如 zk-SNARK，但不需要可信设置，并且以其证明紧凑而著称，使其适用于带宽有限的环境。 零知识证明的主要特点 零知识证明由三个部分组成：见证、质疑和响应。证明者通过回答验证者提出的问题来展示隐藏信息的知识，称为“证人”。通过一系列的质疑和回应，验证者评估证明者与证人的联系，从而将欺骗的可能性降到最低。 证明者永远无法访问整个响应算法，这使得验证者不可能恶意充当证明者。 零知识证明依靠密码协议来处理数据并确保其有效性。这些功能使零知识证明成为一种既能验证信息又能保密的稳健方法。 为了有效发挥作用，这些证明必须满足三个标准： 零知识：确保验证者无法访问原始输入 健全性：防止验证错误输入 完整性：确保双方诚实时验证真实陈述。 零知识证明的另一个关键特征是隐私保护，即在验证过程中不会泄露敏感信息。这一功能将它们与其他区块链区分开来，因为它提供了一种在不泄露数据内容的情况下验证数据的方法，并增强了敏感交易的机密性。

零知识证明与去中心化算力市场的多重可能性 本文深入探讨零知识证明(ZKP)技术在去中心化算力市场的应用前景。从ZKP的基本概念出发，详细解析了交互式/非交互式证明的区别及其在区块链中的实现方式(如zk-SNARK和zk-STARK)。文章重点分析了ZKP硬件加速方案，比较GPU、FPGA和ASIC的优劣，指出当前GPU是最具优势的选择。同时提出了构建ZKP算力市场的思考，探讨了去中心化证明市场的必要性及潜在应用场景，包括zkRollup、zkBridge、zkML等。通过Proof Market等实际案例，展示了ZKP算力市场在区块链领域的广阔应用前景。

零知识证明(ZKP)技术近年来在区块链扩容和隐私保护领域快速发展。本文作为系列研究首篇，系统梳理了ZKP的发展历程：从1985年GMR85论文提出交互式证明系统，到2010年Groth开创zk-SNARK理论，再到2015年Zcash首次实现应用。当前主流ZKP项目主要采用zk-SNARK和zk-STARK两种技术路线，在隐私交易(Zcash、Monero)和扩容方案(zk-Rollup)中发挥关键作用。文章还详解了zk-SNARK的三大特性(完整性、可靠性、零知识性)及Groth16算法的实现原理，包括电路转换、R1CS、QAP等关键技术环节。随着EVM兼容性问题的逐步解决，ZKP技术正在推动区块链生态进入新阶段。

StarkEx是由StarkWare开发的以太坊第2层扩展引擎，专为交易所和DeFi应用设计，采用ZK-STARK零知识证明技术实现高吞吐量、低成本的交易处理。自2020年主网上线以来，已支持dYdX、ImmutableX等项目，提供Rollup和Validium两种数据可用性模式，支持每秒数万笔交易。其核心优势包括量子安全、透明性和可扩展性，同时通过STRK代币实现网络治理与费用支付。作为成熟的SaaS解决方案，StarkEx显著提升了以太坊生态的交易效率与用户体验。

TL; DR 零知识证明技术, 可以保证计算的完整性、正确性和隐私, 在区块链扩容和隐私中有应用. zk-SNARK 和 zk-STARK 各有优点, 而它们的合理结合更加有潜力. zkVM 能赋予应用零知识证明能力, zkVM 分为使用主流、EVM 或全新指令集. EVM 的适配包括 EVM 兼容性、等同性和 Specification 上的适配. zkEVM 是兼容 EVM 而又零知识证明友好的环境, 主要分为原生和编译流派. 基于原生的 zkEVM 是以太坊和区块链的未来. 支持 Solidity 生态的通用 zkVM 是 Web3 的未来.