原文：STARK: Endgame
翻譯及校對：「Starknet 中文社區」
本篇博客內容基於StarkWare 聯合創始人兼執行總裁Eli Ben-Sasson 教授在以色列舉辦的StarkWare 2023 大會上的演講。
成就如何實現的？
STARK 技術基於證明，更準確地說是完整性證明。 CSLewis 教授曾將完整性定義為「即使無人監督也會做正確的事情」。完整性是目標，而證明則是達成目標的方式。 STARK 利用數學保證完整性，即使在無人監督的情況下，也能確保計算能以正確的方式進行。
László Babai、Lance Fortnow、Leonid Levin 和Mario Szegedy 在1991 年的一篇文章中提出，用一台可靠的計算機去監控一組不可靠的超級計算機。這種「概率可檢驗證明」（Probabilistically Checkable Proofs，簡稱PCP）技術利用數學來監控和確保大型計算的完整性，下文將闡述它的運行模式。
計算聲明可以轉化為數獨式的謎題，其約束條件通過各種方式交錯重疊。每個聲明都會導致一個獨特的謎題，提出聲明的實體稱為證明器，它所提交的證明相當於一個已填好的數獨題（如下圖所示）。正確聲明所提交的解決方案需要滿足與謎題相關的各種約束條件，而PCP 最神奇的一個特點（也是在數學上最難確定的部分），即對於錯誤的計算聲明，任何提交的解決方案都將違反至少99% 的數獨謎題約束條件。驗證器是一台可靠但計算能力較弱的計算機，它知道需要解決的難題，以便證明一個聲明的真實性。但驗證器不會完整讀取證明器提交的解決方案，而是會隨機「抽樣」一個約束條件，並檢查該條件是否被滿足，從而決定接受或拒絕該解決方案。鑑於真實聲明（滿足所有條件）和錯誤聲明（無法滿足超過1% 的條件）之間的明顯差異，可以利用統計和抽樣的原理來進行驗證。例如，驗證器可以隨機抽取6 個約束條件並檢查是否被滿足。這樣驗證器就幾乎可以確定計算是否完整（出錯概率控制在萬億分之一）。可擴展性所需的最後一個神奇的特質是，即使數獨謎題與計算中的步驟數量巨大，驗證器也可以非常快速地抽樣、讀取並檢查隨機約束。事實上，這些所需的計算量遠小於數獨謎題的大小！
走進STARK
PCP 技術於20 世紀90 年代開發，而STARK 是其調整版本。兩者的一個關鍵區別是，STARK 不是單純的生成和填寫數獨謎題，而是在生成數獨謎題和驗證器填寫完成的過程中，重複了數次。然後驗證器從這個多維數獨挑戰中抽樣一個約束條件，判斷並決定是否接受或拒絕該聲明。通過採用STARK 技術，普通人也能檢查並確保一些大公司、壟斷企業或政府的正常運作。
這裡的重點是這項技術將來可以在哪些實際場景中應用。在傳統的情況下，很難找到這樣一種情景：需要一台可靠但計算能力低的電腦來監控一組不可靠且不可信的超級電腦。我們在哪裡可以找到可靠的低計算能力、每個人都信任的電腦情景呢？
走進區塊鏈
一種超越加密學和計算機的創新範疇在2008 年橫空出世：中本聰在2008 年發表的《比特幣，一種點對點的電子現金系統》論文徹底革新區塊鏈領域。
橫貫歷史進程，交易曾經採用現金對商品的點對點方式，現如今交易則是依靠Apple Pay、Visa、Swift 等中心化平台完成。用戶需要信賴這些平台會透明公開的處理交易。
比特幣消除對中間人的信任，恢復貨幣交易的點對點本質。以太坊進而推動該概念，允許構建社會經濟結構的通用程序。
兩條創新技術路線不斷融會貫通。一方面，我們採用單個低計算但可靠的計算機實現大規模計算完整性的PCP（STARK 技術）；另一方面，將區塊鏈作為高度可靠的計算機，依靠數學驗證大規模計算。並深刻認識到：區塊鍊和數學實現完整性的完美結合。
視頻：計算完整性— 比特幣的應用（ZCash 早期背景）
走進StarkWare
在2018 年StarkWare 率先提出採用SATRK 有效性證明解決以太坊可擴展性難題。鏈下證明器和鏈上驗證器計算差異，實現解鎖大規模可擴展性。鏈下證明器處理批量交易並生成STARK 證明，驗證器則使用最小化計算檢查鏈上證明。支持在鏈下處理大規模計算的同時用最低費用確保鏈上完整性。
從那以後，StarkWare 實現一個又一個里程碑：
- StarkEx，基於SaaS 商業模型，自2020 年6 月起投入生產，成為以太坊上最大的L2 規模。
- Cairo 誕生的原因：需要一種用於編寫程序的通用型（圖靈完備）編程語言，不僅滿足開發者安全性和高效性，還能為程序的執行引入高效STARK 證明。 Cairo 作為最高效的有效性證明編程語言，它對可擴展性的重要程度不言而喻。
- Starknet 類似於以太坊，是首個投入生產，允許編寫自定義邏輯的去中心化網絡。
STARK 的精神是什麼？
- 腳踏黃土，面朝藍天：我們採用雙管齊下的方式。 StarkWare 團隊熱愛技術、數學、創新，深耕於產品精益求精。
- 卓越成就卓越：StarekWare 首要成就是其深厚的人才基礎。
- 卓越能容大度：我們歡迎並支持其他團隊共同推動以太坊或STARK 極限。
- 「一人行速，眾人行遠」：最初StarkEx、Cairo 甚至Starknet 都在內部完成，快速邁開腳步。下一步，我們將努力實現產品開源和去中心化，致力於將STARK 技術打造成公共產品。
未來之路
Starknet 生態建設快速擴張，擁有約1000 位開發者和超400 個Github 代碼資源庫。
StarkWare 將貫徹「一人行速，眾人行遠」主旨：
- 讓Starknet 成為由Starknet 基金會管理的無需許可、去中心化有效性擴容方案。
- 專注於Starknet 去中心化各類型組件，如證明器、排序器和治理。
對STARK 強大功能和可擴展性感興趣的用戶，歡迎學習開源Cairo 語言，體驗編寫程序樂趣。
