Bukti STARK: Tulang Punggung Skalabilitas Starknet

Bukti STARK menjadi inovasi penting. ARGUMEN Transparan Skalabel Pengetahuan ini dirancang untuk memperkuat skalabilitas blockchain melalui verifikasi komputasi yang efisien. StarkWare, entitas di balik Starknet, telah mengembangkan teknologi STARK, menekankan peran pentingnya dalam menjaga integritas dan privasi komputasi pada blockchain. Pendekatan kriptografis ini memungkinkan satu prover STARK off-chain untuk menangani komputasi, dengan hasil diverifikasi on-chain oleh Verifier STARK.
STARKs memperkenalkan beberapa keuntungan kunci

• Zero Knowledge: Teknologi ini memastikan privasi pengguna dengan tidak mengungkapkan input yang digunakan dalam komputasi di luar rantai.
• Skalabilitas: Ini memungkinkan komputasi besar dilakukan secara off-chain, secara signifikan mengurangi biaya verifikasi on-chain.
• Transparansi: Berbeda dengan bukti kriptografi lainnya, STARK tidak memerlukan setup yang terpercaya, menghindari apa yang disebut "sampah beracun."
• Argumen Pengetahuan: Bukti hanya dapat dihasilkan oleh seorang pembuktikan yang benar-benar menjalankan komputasi, memastikan integritas dari proses tersebut

Dalam konteks Starknet, STARK memudahkan pengelompokan transaksi dan verifikasinya on-chain melalui satu bukti tunggal, secara dramatis menurunkan biaya per transaksi dan memastikan keamanan Ethereum. Teknologi ini tidak hanya memungkinkan throughput transaksi yang lebih tinggi tetapi juga membuka pintu untuk aplikasi baru yang sebelumnya tidak praktis karena keterbatasan on-chain.

Interaksi antara bukti STARK dan solusi Lapisan 2 Starknet, StarkEx dan Starknet, menunjukkan pendekatan komprehensif dalam penskalaan Ethereum. Sementara StarkEx menawarkan penskalaan yang spesifik aplikasi, Starknet menyediakan platform tanpa izin untuk implementasi kontrak pintar. Keduanya memanfaatkan skalabilitas dan keamanan dari bukti STARK tetapi melayani kebutuhan yang berbeda dalam ekosistem blockchain.

Dengan menangani tantangan-tantangan krusial dalam hal skalabilitas, privasi, dan efisiensi, bukti STARK mewakili komponen dasar dari misi Starknet untuk meningkatkan jaringan Ethereum. Implementasi mereka dalam arsitektur Starknet menegaskan kemajuan signifikan dalam pencarian infrastruktur blockchain yang lebih skalabel dan mudah diakses.

Pengenalan ke Kairo

Cairo, bahasa pemrograman yang dirancang khusus untuk Starknet, menandai loncatan signifikan dalam pengembangan teknologi blockchain. Berbeda dengan bahasa pemrograman tradisional yang dioptimalkan untuk perangkat keras fisik, Cairo disesuaikan untuk CPU virtual, dengan prinsip desainnya berakar pada kendala kriptografis daripada fisik. Orientasi ini memungkinkan Cairo untuk menangani perhitungan kompleks secara efisien dan menghasilkan bukti verifikasi kebenaran mereka, fitur penting untuk menjalankan operasi pada mesin yang tidak dipercaya sambil memastikan verifikasi yang cepat dan hemat biaya pada yang dipercaya.

Cairo merupakan singkatan dari “CAlculus of IRrational Operations,” yang mencerminkan kemampuannya yang unik dalam melakukan perhitungan secara scalable dan terbukti benar. Ini mewakili bahasa tingkat tinggi yang dikompilasi ke Sierra, representasi menengah, yang pada gilirannya dikompilasi menjadi subset aman dari Cairo Assembly (CASM). Evolusi dari Cairo 0 ke Cairo 1, dengan pengenalan Sierra, bertujuan untuk memastikan bahwa setiap CASM yang dihasilkan terbukti benar, bahkan dalam kasus kegagalan perhitungan.

Apa yang Cairo Memungkinkan

Arsitektur Cairo memungkinkan untuk pelaksanaan komputasi yang dapat dipercaya pada mesin-mesin yang tidak dapat dipercaya. Salah satu aplikasi penting dari Cairo adalah dalam Starknet, sebuah solusi skalabilitas Layer 2 yang dibangun di atas Ethereum. Starknet menggunakan Cairo untuk memungkinkan satu node, si pembuktikan, untuk menjalankan program-program dan menghasilkan bukti-bukti kriptografis kebenaran. Bukti-bukti ini kemudian diverifikasi oleh smart contract Ethereum, secara signifikan mengurangi beban komputasi dan biaya yang terkait dengan eksekusi langsung di Ethereum. Mekanisme ini meningkatkan throughput dan menurunkan biaya transaksi sambil mempertahankan tingkat keamanan Ethereum.

Fitur Khas Kairo

Cairo berbeda dari bahasa pemrograman konvensional dalam beberapa aspek, terutama dalam hal overhead eksekusi dan keunggulan. Eksekusi oleh pembuktian mencerminkan bahasa lain, meskipun dengan beberapa overhead kinerja karena sifat virtual Cairo. Namun, overhead ini bukanlah perhatian utama optimisasi. Verifikasi bukti yang dihasilkan, yang dilakukan oleh verifier, dioptimalkan untuk efisiensi biaya, memanfaatkan non-determinisme di antara fitur lainnya untuk meningkatkan kinerja. Misalnya, mengurutkan array di Cairo sama efisien biayanya seperti hanya menyalinnya karena verifier hanya memeriksa urutan yang terurut daripada melakukan operasi pengurutan.

Salah satu karakteristik yang menentukan dari Kairo adalah model memori yang tidak berubah, yang menyajikan tantangan dan peluang unik bagi pengembang dalam mengelola data dan mengoptimalkan kinerja. Ketidakberubahannya memerlukan pendekatan yang bijaksana dalam pengelolaan struktur data dan penggunaan memori.

Cairo dan Kontrak Pintar

Cairo dan Starknet secara kolektif menawarkan platform yang kuat untuk mengembangkan dan mendeploy smart contract. Berbeda dengan smart contract tradisional yang terutama difokuskan pada transaksi keuangan, kemampuan Cairo meluas ke berbagai aplikasi lain, termasuk DeFi, tokenisasi, sistem pemungutan suara, dan lainnya. Desain bahasa ini, yang dioptimalkan untuk bukti kriptografis, membuka kemungkinan baru untuk membangun aplikasi terdesentralisasi yang aman, dapat diskalakan, dan efisien.

Untuk pengembang dan penggemar yang ingin menjelajahi Kairo dan aplikasinya di Starknet, banyak sumber daya, termasuk dokumentasi dan forum komunitas, tersedia untuk memfasilitasi pembelajaran dan pengembangan. Kombinasi fitur unik Kairo dan solusi skalabilitas Layer 2 Starknet memegang janji untuk memajukan teknologi blockchain dan memperluas kasus penggunaannya di luar batasan saat ini.

Untuk lebih dalam ke dalam Kairo dan integrasinya dengan Starknet, pertimbangkan untuk menjelajahi Dokumentasi Starknetdansumber daya StarkWare di Kairo.

Arsitektur Starknet

Sequencer Starknet

Video lengkap di sini: https://www.youtube.com/watch?v=ZTomvlzta78

Sequencer Starknet adalah komponen kritis dalam arsitektur Starknet, memainkan peran penting dalam meningkatkan skalabilitas dan efisiensi jaringan di atas solusi Layer 1 Ethereum. Dengan memperkenalkan pendekatan baru dalam pemrosesan transaksi, Sequencer secara signifikan meningkatkan kapabilitas Starknet untuk menangani transaksi pada skala yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Peran dan Fungsionalitas Pengatur Starknet

• Validasi dan Eksekusi Transaksi: Starknet Sequencer mengambil tugas penting untuk memvalidasi dan melaksanakan transaksi yang dikirimkan ke jaringan Starknet. Ini bertindak sebagai Gate.iokeeper, memastikan bahwa hanya transaksi yang valid, yang mematuhi aturan Starknet dan persyaratan kontrak pintar, yang diproses. Proses validasi ini mencegah transaksi yang tidak valid atau berbahaya dari kepadatan jaringan dan berpotensi mempengaruhi integritasnya.
• Mengelompokkan Transaksi ke dalam Blok: Setelah transaksi divalidasi, Sequencer mengelompokkannya ke dalam blok. Proses ini mirip dengan cara transaksi dikelompokkan dalam jaringan blockchain tradisional, namun dengan efisiensi yang ditingkatkan. Dengan mengelompokkan transaksi, Sequencer mengoptimalkan throughput jaringan, memungkinkan Starknet menangani volume transaksi yang jauh lebih besar daripada kapasitas Ethereum saat ini.
• Memfilter Transaksi Yang Gagal: Fungsi penting dari Sequencer adalah untuk menyaring transaksi yang gagal karena kesalahan atau kurang mematuhi kondisi kontrak pintar. Penyaringan selektif ini memastikan bahwa hanya transaksi yang berhasil disertakan dalam blok, menyederhanakan proses verifikasi dan menjaga throughput jaringan yang tinggi.
• Mengaktifkan Proses Transaksi Lebih Cepat: Pengenalan Starknet Sequencer menandai lonjakan signifikan dalam kecepatan pemrosesan transaksi dibandingkan dengan Ethereum. Dengan memvalidasi, menjalankan, dan memasukkan transaksi secara efisien, Sequencer mengurangi waktu keseluruhan yang diperlukan untuk menyelesaikan transaksi. Efisiensi ini sangat penting untuk aplikasi yang menuntut waktu konfirmasi transaksi yang cepat, membuka kemungkinan baru untuk aplikasi terdesentralisasi real-time (dApps) di Starknet.

Keunggulan Atas Ethereum

Pendekatan Sequencer Starknet terhadap pemrosesan transaksi mengatasi beberapa keterbatasan kunci dari infrastruktur Layer 1 Ethereum saat ini:

• Throughput yang Lebih Tinggi: Dengan menggabungkan transaksi ke dalam blok dan memanfaatkan kemampuan penskalaan Layer 2 Starknet, Sequencer mencapai throughput yang jauh melebihi kemampuan asli Ethereum. Kapasitas yang meningkat ini penting untuk mendukung ekosistem dApps yang berkembang tanpa menimbulkan biaya gas yang melarang atau kepadatan jaringan.
• Biaya Gas yang Dikurangi: Efisiensi dari Pemroses juga berdampak pada penurunan biaya gas bagi pengguna dan pengembang. Karena transaksi diproses lebih efisien, jaringan dapat menawarkan biaya transaksi yang signifikan lebih rendah, menjadikan Starknet sebagai platform yang menarik untuk pengembangan dan implementasi dApps.
• Skalabilitas yang Ditingkatkan: Kemampuan Sequencer untuk menyaring transaksi yang tidak berhasil sebelum diproses oleh jaringan yang lebih luas mengurangi beban komputasi pada Starknet. Penyaringan preemptif ini, digabungkan dengan pengelompokan transaksi yang efisien oleh Sequencer, meningkatkan skalabilitas jaringan, memastikan bahwa jaringan dapat tumbuh untuk menampung permintaan yang meningkat tanpa mengorbankan kinerja atau keamanan.

Secara ringkas, Sequencer Starknet adalah elemen dasar dari arsitektur Starknet, menawarkan solusi yang dapat diskalakan, efisien, dan hemat biaya untuk memproses transaksi. Desainnya tidak hanya mengatasi tantangan utama yang dihadapi oleh Ethereum tetapi juga menetapkan standar baru untuk pemrosesan transaksi dalam jaringan terdesentralisasi.

Prover Starknet

Video lengkap di sini: https://www.youtube.com/watch?v=UIkph7jT9Qo

Pemeriksa Starknet memainkan peran penting dalam arsitektur Starknet, memastikan keamanan dan integritas transaksi yang diproses di jaringan. Komponen ini memanfaatkan kekuatan bukti STARK, batu penjuru peningkatan skalabilitas dan efisiensi Starknet dibandingkan sistem blockchain tradisional. Di bawah ini, kami menjelajahi tanggung jawab beragam Pemeriksa Starknet dan bagaimana hal itu berkontribusi terhadap kinerja jaringan.

Menghasilkan Bukti STARK untuk Validitas Transaksi

Tanggung jawab utama Prover Starknet adalah menghasilkan bukti STARK untuk memverifikasi secara kriptografis validitas semua transaksi dalam satu blok. Bukti-bukti ini adalah bentuk yang canggih dari bukti pengetahuan nol yang memungkinkan jaringan untuk mengonfirmasi akurasi dan integritas transaksi tanpa mengungkapkan detail spesifik transaksi. Proses ini memastikan bahwa meskipun komputasi dilakukan di luar rantai, kebenaran mereka dapat diverifikasi di rantai, menjaga sifat tanpa kepercayaan dari blockchain.

Pembuatan Jejak Eksekusi

Jejak eksekusi dibuat oleh Starknet Prover untuk merekam langkah-langkah berurutan eksekusi transaksi. Jejak ini berfungsi sebagai peta jalan terperinci dari proses komputasi, mendokumentasikan input, output, dan status perantara setiap operasi. Jejak eksekusi sangat penting untuk memahami perjalanan transaksi dan membentuk dasar untuk menghasilkan bukti STARK, memastikan bahwa perhitungan mematuhi logika kontrak pintar yang telah ditentukan sebelumnya.

Menghasilkan Perbedaan Status

Setelah pelaksanaan transaksi, Starknet Prover menghasilkan “State Diff.” Diff ini mencerminkan perubahan dalam status sistem setelah transaksi, menunjukkan perbedaan antara status sistem sebelum dan setelah transaksi diproses. State Diff penting untuk memperbarui status global jaringan dengan cara yang transparan, dapat diverifikasi, dan efisien, memastikan semua peserta memiliki pandangan yang konsisten terhadap ledger.

Memanfaatkan Randomisasi dalam Pembuatan Bukti STARK

Aspek unik dari operasi Starknet Prover adalah penggunaannya dalam proses randomisasi untuk membuat bukti STARK dari subset data eksekusi yang diperluas. Metode ini meningkatkan keamanan dan efisiensi proses generasi bukti. Dengan memilih subset data, pihak pembuktian dapat menghasilkan bukti yang ringkas, namun sangat aman yang signifikan mengurangi beban komputasi pada jaringan sambil memastikan integritas proses verifikasi.

Melalui mekanisme ini, Starknet Prover memastikan bahwa Starknet dapat menawarkan throughput yang jauh lebih besar secara eksponensial dan biaya transaksi yang lebih rendah dibandingkan dengan Layer 1 Ethereum, tanpa mengorbankan keamanan. Kemampuan Prover untuk menghasilkan bukti yang dapat diverifikasi, aman secara kriptografis, mendasari janji Starknet untuk memperluas teknologi blockchain untuk adopsi yang luas dan aplikasi kompleks.

Prover Starknet, dengan pendekatannya yang canggih dalam menghasilkan dan memverifikasi bukti transaksi, mencerminkan semangat inovatif Starknet, menunjukkan lonjakan ke depan dalam membuat teknologi blockchain lebih mudah diakses, efisien, dan aman bagi pengembang dan pengguna.