StarkEx adalah mesin skalabilitas Layer-2 yang sudah aktif di Ethereum Mainnet. StarkWare mengembangkan StarkEx, mesin skalabilitas untuk pertukaran kripto. StarkEx memungkinkan pertukaran untuk menawarkan perdagangan non-penjagaan dalam volume besar dengan biaya yang lebih rendah dan likuiditas yang tinggi. Saat ini, StarkEx mendukung token ETH, ERC-20, dan ERC-721, dan dapat dengan mudah mendukung token pada blockchain kompatibel EVM lainnya.

Apa itu StarkEx?

StarkEx adalah kerangka kerja yang memfasilitasi pengembangan solusi penskalaan yang spesifik untuk aplikasi dan berizin. StarkEx adalah mesin yang dapat diskalakan yang dirancang khusus untuk memenuhi kebutuhan unik dari aplikasi, termasuk gaming dan DeFi. StarkEx adalah mesin penskalaan Validium L2 di Ethereum mainnet yang telah disesuaikan untuk menampung Dapps berizin tertentu. Proyek-proyek seperti dYdX, ImmutableX, DeversiFi, dan banyak kolaborator lain menggunakannya untuk mewujudkan ide-ide mereka, terutama untuk kasus penggunaan perdagangan. Sebagian besar protokol dibangun di L2 spesifik ini, yang bertanggung jawab atas pembentukan volume perdagangan aktual dan eksekusi transaksi. StarkEx memperkenalkan perdagangan non-custodial yang dapat diskalakan ke pertukaran kripto menggunakan teknologi bukti pengetahuan nol STARK.

Latar Belakang StarkEx

StarkEx adalah platform matang yang diterapkan pada Ethereum Mainnet sejak Juni 2020 dan diperkenalkan dalam model bisnis SaaS. Ini adalah produk dari Starkware, perusahaan ZK-rollup yang didirikan pada tahun 2018 oleh Eli Ben-Sasson, Michael Riabzev, Uri Kolodny, dan Alessandro Chiesa. Eli menjadi co-pencipta STARK, FRI, dan Zerocash dan merupakan ilmuwan pendiri Zcash. Ia telah menjelajahi kriptografi dan bukti nol pengetahuan tentang integritas komputasi sejak menerima gelar Ph.D. dalam Ilmu Komputer Teoritis dari Universitas Ibrani pada tahun 2001.

Uri Kolodny adalah seorang pengusaha serial yang menjadi salah satu pendiri banyak perusahaan teknologi, termasuk OmniGuide dan Mondria. Michael adalah salah satu pendiri StarkWare dan mengembangkan serta mengimplementasikan sistem zk-STARK untuk integritas komputasi tanpa pengetahuan nol. Alessandro adalah salah satu pendiri StarkWare, berperan dalam penemuan protokol Zerocash, dan menjadi penulis Libsnark, alat open-source terkemuka untuk bukti tanpa pengetahuan yang ringkas.

Starkware adalah pelopor dalam desain rollup berbasis pengetahuan nol. Contoh aplikasi yang diterapkan di StarkEx termasuk dYdX (perdagangan abadi), Immutable dan Sorare (pencetakan dan perdagangan NFT), DeversiFi (perdagangan spot), dan Celer (pemusatan DeFi). Lebih dari 50 juta transaksi StarkEx diselesaikan di jaringan uji Ethereum publik dan privat sebelum implementasi Mainnet.

Produk-produk Starkware: StarEx, StarkNet, dan ZK-STARK

STARKs (Scalable, Transparent Argument of Knowledge) adalah sistem bukti yang memfasilitasi verifikasi dan validasi komputasi. Ini memungkinkan pemrosesan komputasi yang luas, generasi bukti untuk kebenaran komputasi, dan verifikasi bukti tersebut dalam beberapa langkah. StarkWare menawarkan dua solusi untuk meningkatkan skala Ethereum dengan STARKs: StarkEx dan Starknet.

StarkEx

StarkEx adalah solusi peningkatan skala Ethereum yang khusus untuk aplikasi yang ditujukan untuk mengurangi biaya dan meningkatkan kecepatan transaksi untuk dApps yang terintegrasi. Tim StarkWare bertanggung jawab atas pengelolaan StarkEx, yang diluncurkan pada mainnet pada Juni 2020. StarkEx meningkatkan efisiensi Ethereum dengan menggabungkan banyak transaksi menjadi satu blok. Ini menggunakan teknologi yang dikenal sebagai zero-knowledge rollup, yang menawarkan bukti matematis bahwa transaksi tersebut sah. Tergantung pada persyaratan aplikasi tertentu, StarkEx dapat melakukan transaksi dengan kecepatan 15.000 hingga 50.000 per detik (tps).

StarkNet

Tim StarkWare juga merancang Starknet, yang meluncurkan mainnet alpha-nya pada November 2021. Tidak seperti StarkEx, Starknet berada di luar pengawasan staf StarkWare. Starknet adalah solusi penskalaan terdesentralisasi untuk Ethereum Layer 2 yang beroperasi secara analogi dengan jaringan publik seperti Ethereum tanpa izin.

Dengan menggunakan teknologi zero-knowledge (zk), Starknet meningkatkan pengalaman pengguna di Ethereum dan mengurangi biaya utilitas. Ini menggunakan Cairo, bahasa pemrograman asli. Dukungan protokol untuk abstraksi akun adalah fitur yang mencolok. Fungsi ini memungkinkan pengguna mengelola akun mereka dengan menggunakan kontrak pintar. Ekosistem Starknet saat ini memiliki total nilai terkunci (TVL) sebesar $251,95 juta.

StarkEx dan StarkNet

StarkEx dan Starknet keduanya adalah solusi skalabilitas yang didasarkan pada STARK. Keduanya menawarkan skalabilitas, biaya gas minimal, dan keamanan; namun, pola interoperabilitas dan persyaratan operasional mereka berbeda. StarkEx mungkin menjadi solusi optimal untuk aplikasi yang terutama mandiri dan sejalan dengan API yang ditawarkan StarkEx. Starknet mungkin lebih tepat untuk protokol yang mensyaratkan interaksi sinkron dengan protokol lain atau memiliki persyaratan yang melebihi dari StarkEx.

Berbeda dengan StarkEx, di mana aplikasi bertanggung jawab untuk mentransmisikan transaksi, pengurut Starknet memproses transaksi dalam batch dan mengirimkannya untuk diproses dan diverifikasi. (StarkWare saat ini bertanggung jawab untuk mengoperasikan pengurut Starknet untuk didekonsentralisasi di masa depan.) Starknet mendukung mode ketersediaan data rollup, yang melibatkan penulisan status rollup ke Ethereum bersama dengan bukti STARK.

Fitur-fitur StarkEx

StarkEx menawarkan solusi skalabilitas yang mencakup throughput tinggi, biaya gas rendah, keamanan tingkat Ethereum, self-custody, dan integrasi cepat, di antara fitur dan manfaat lainnya. StarkEx memfasilitasi eksekusi logika sembarang oleh kontrak pintar untuk kasus penggunaan tertentu, termasuk perdagangan dan NFT.

Ketersediaan Data: Rollup, Validium

Fitur ini menjalankan transaksi di luar jaringan pada sidechain, seperti StarkEx, bukan pada eksekusi on-chain, seperti Optimistic Rollups, dengan protokol Validium. ZK rollup mengurangi waktu jembatan antara L1 dan L2 menjadi hitungan menit, tidak seperti sebelumnya yang memakan waktu seminggu pada Optimistic Rollup.

Kehendak

StarkEx tidak membatasi pengguna untuk opsi ketersediaan data tertentu, artinya pengguna dapat memilih antara dua opsi (Rollups atau Validium) untuk melakukan transaksi sesuai dengan kebutuhan keamanan dan biaya gas mereka.

Skala Massif

Kunci potensi peningkatan skala yang signifikan dari StarkEx terletak pada alokasi komputasi asimetris antara Prover di luar jaringan dan Verifier di dalam jaringan. Prover di luar jaringan menangani sejumlah besar transaksi dan menghasilkan bukti STARK. Verifier di dalam jaringan mengevaluasi bukti STARK melalui serangkaian prosedur komputasi. Hal ini memfasilitasi peningkatan skala di luar jaringan yang luas, di mana kami menjalankan komputasi yang signifikan, dan integritasnya dijaga di dalam jaringan dengan persyaratan pemrosesan minimum.

Self-custody

StarkEx memfasilitasi aplikasi terdesentralisasi yang dapat disimpan sendiri dan menggunakan metode anti-sensor yang canggih untuk menjamin bahwa aset pengguna selalu tetap berada di bawah kendali mereka.

ZK-STARK

ZK-STARK merupakan singkatan dari Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge. StarkWare mengembangkan ZK-STARKs, yang menggunakan aljabar kontemporer dan bukti kriptografi yang baru untuk melindungi privasi dan integritas komputasi blockchain. ZK-STARK memungkinkan blockchain untuk mengirim komputasi ke satu STARK prover off-chain tunggal, yang menggunakan STARK Verifier on-chain untuk memeriksa integritas komputasi tersebut.

Manfaat ZK-STARK

ZK-STARK memberikan manfaat unik:

Dapat diskalakan

ZK-STARKs menunjukkan pembangkitan bukti dan verifikasi lebih cepat untuk ukuran saksi yang lebih besar. Skalabilitas zk-STARK bergantung pada tiga faktor kritis:

• kompleksitas dari prover
• kompleksitas verifikator
• kompleksitas komunikasi

Dimensi-dimensi ini dan faktor-faktor lain secara bersama-sama menentukan efisiensi dan kecepatan operasi zk-STARK. Sumber daya komputasi dan waktu yang diperlukan bagi pembuktian untuk menghasilkan bukti disebut kompleksitas pembuktian. Kompleksitas verifikator adalah jumlah waktu dan sumber daya komputasi yang diperlukan bagi verifikator untuk memvalidasi bukti pembuktian. Kompleksitas komunikasi adalah jumlah data yang dipertukarkan antara pembuktian dan verifikator selama verifikasi bukti. ZK-STARK dimaksudkan untuk menjadi sederhana dalam hal komunikasi.

Transparan

ZK-STARKs menghasilkan parameter publik menggunakan randomisasi yang dapat diverifikasi secara publik, yang mengurangi ketergantungan pada sentralisasi dan meningkatkan transparansi. zkSTARK mengeliminasi kebutuhan akan fase persiapan yang tepercaya dengan menggunakan randomisasi yang dapat diverifikasi secara publik untuk menghasilkan parameter yang digunakan dalam sistem bukti. Sistem menjadi lebih transparan, dan tidak adanya fase konfigurasi yang tepercaya dalam zkSTARK menghilangkan risiko yang terkait dengan peserta yang terganggu.

Keamanan Pasca-Kuantum

Komputasi kuantum adalah paradigma yang memanfaatkan prinsip-prinsip mekanika kuantum untuk memproses informasi dengan cara yang tidak mungkin dilakukan oleh komputer klasik. Ini dikenal sebagai keamanan pascakuantum. Sifat ini memungkinkan komputer kuantum untuk menjalankan kategori-kategori tertentu dari perhitungan secara eksponensial lebih cepat dibandingkan komputer klasik. zkSTARKs dirancang agar tahan terhadap serangan dari komputer kuantum, yang dapat mengompromikan skema kriptografi tertentu. zkSTARKs menawarkan pertahanan yang lebih efektif terhadap kemajuan komputasi kuantum yang merugikan.

Apa itu token STRK?

STRK adalah mekanisme pembayaran biaya untuk memungkinkan operasi jaringan, memelihara dan mengamankan jaringan dengan memungkinkan staking untuk konsensus dan menentukan nilai-nilai dan tujuan teknologi Starknet dengan memilih proposal tata kelola.

Awalnya, biaya Starknet hanya dibayar dengan Ether (ETH) untuk penggunaan STRK sebagai biaya transaksi. STRK dan ETH adalah metode pembayaran saat ini untuk biaya transaksi jaringan. Penerima sequencer mengonversi sebagian dari biaya yang dibayarkan dalam STRK menjadi ETH untuk mencover biaya gas Ethereum L1. Biaya ini harus dibayar dalam ETH sesuai dengan pedoman protokol Ethereum.

Dengan diperkenalkannya mekanisme staking, pengguna dapat mengamankan token STRK mereka untuk mendukung operasi jaringan dan menerima imbalan. Untuk memberikan perlindungan bagi tujuan staking, staking STRK diperlukan untuk layanan tertentu yang penting bagi keamanan dan fungsionalitas Starknet. Beberapa penyedia untuk pengurutan, penyediaan ketersediaan data, layanan STARK-proving, dan konsensus L2 sementara mungkin ada sebelum finalitas L1.

Sebuah ambang batas dukungan token minimal mungkin diperlukan untuk proposal meningkatkan Starknet. Voting, baik langsung maupun melalui delegasi, akan diperlukan untuk menerapkan perubahan pada protokol yang kritis untuk keamanan, fungsionalitas, dan pemeliharaannya.

Penggalangan Dana dan Investor

StarkNet memiliki 33 investor, termasuk Sequoia Capital dan Paradigm sebagai investor utama. Investor terkenal lainnya termasuk Tiger Global, Greenoaks, Coatue, Multicoin Capital, Vitalik Buterin, ConsenSys, dan Polychain Capital. Hingga saat ini, StarkNet telah mengumpulkan lebih dari $250 juta. Perusahaan mengumpulkan $100 juta pada Mei 2022, meningkatkan valuasinya menjadi $8 miliar dari $2 miliar. Sequoia Capital memimpin putaran tersebut, didahului oleh putaran pendanaan Seri C sebesar $50 juta yang dipimpin oleh Alameda Research dan Founders Fund pada November 2021. DVCV dan Wing VC memimpin putaran pendanaan Seri B StarkNet pada 24 Maret 2021, yang menghasilkan investasi sebesar $75 juta. StarkNet mengamankan $30 juta dalam putaran Seri A pada September 2018, dengan Paradigm sebagai investor utama.

Distribusi dan Pasokan

StarkWare awalnya menghasilkan sepuluh miliar token Starknet pada Mei 2022, dicetak di blockchain pada 30 November 2022. Distribusi sepuluh miliar token yang saat ini ada telah atau dimaksudkan untuk sebagai berikut:

Semua token yang dialokasikan untuk investor dan kontributor awal tunduk pada jadwal kunci berikut, di mana persentase didasarkan pada total pasokan token, untuk menyelaraskan insentif jangka panjang dengan kepentingan komunitas Starknet:

• Mulai 15 April 2024, hingga 0.64% (64 juta token) akan terbuka pada tanggal 15 setiap bulan hingga 15 Maret 2025, dengan total 7.68% (768 juta token).
• Mulai 15 April 2025, hingga 1,27% (127 juta token) akan dibuka pada tanggal 15 setiap bulan hingga 15 Maret 2027, dengan total 30,48% (3,048 miliar token).

Bagaimana Cara Kerja StarkEx?

StarkEx adalah mesin yang dapat diskalakan yang secara khusus dirancang untuk menangani kebutuhan unik dari aplikasi, termasuk gaming dan DeFi. Ada dua metode yang berbeda untuk mengimplementasikan solusi lapis dua: ZK-Rollup atau ketersediaan data Validium. Ketika StarkEx berada dalam mode “rollup,” Ethereum diperbarui untuk mencerminkan perubahan dalam saldo pengguna. Data dipublikasikan dalam mode “validium” ke Komite Ketersediaan Data (DAC), sebuah kelompok administrator terpercaya. Komponen eksternal dan komponen on-chain terdiri dari sistem ini. Komponen eksternal atau off-chain mempertahankan status, mengeksekusi transaksi, dan mentransmisikan pembaruan status ke komponen on-chain. Selain itu, komponen ini bertanggung jawab atas status dan aset sistem serta transfer konfirmasi. Berikut adalah prosedur yang digunakan StarkEx:

Memvalidasi

Operator (misalnya, pertukaran) memproses transaksi pengguna yang dikirimkan ke layanan StarkEx. StartEx memvalidasi transaksi dalam dua tahap: validasi berurutan dan validasi stateless paralel seperti rentang nilai dan pemformatan. Latensi respons adalah 100-200 milidetik hingga 1.000 transaksi yang dikirim secara paralel.

Setelah gateway mengonfirmasi bahwa transaksi telah melewati validasi awal, pengguna dapat yakin bahwa transaksi akan dieksekusi dan transaksi tersebut lengkap. Pengguna dapat menampilkan transaksi secara keseluruhan dalam antarmuka aplikasi tanpa harus menunggu finalisasi onchain.

Pengelompokan

StarkEx memvalidasi dan mengelompokkan semua transaksi sesuai dengan kriteria yang lebih rumit. Karena asal muasal sebuah transaksi seringkali menentukan validitasnya, tahap validasi ini bersifat berurutan daripada paralel. Setiap transaksi yang divalidasi dikelompokkan ke dalam satu batch oleh layanan StarkEx, yang memperbarui saldo yang relevan. Latensi yang teramati dari fase validasi ini bisa berlangsung beberapa menit atau bahkan hingga empat jam, tergantung pada kapan transaksi dimasukkan, di akhir atau awal antrian.

Menghasilkan Bukti

Layanan StarkEx menghasilkan bukti STARK yang menegaskan validitas transaksi dalam batch dan mengirimkannya ke chain setelah menggabungkan transaksi.

Verifikasi on-chain

Kontrak pintar verifikator on-chain menerima bukti STARK setelah menghasilkan bukti keabsahan transaksi yang dimaksud on-chain. Komitmen terhadap status saldo baru disimpan on-chain setelah bukti diverifikasi.

Aplikasi StarkEx dan Ketersediaan Data

StarkEx menyediakan aplikasi bagi pengembang untuk mengintegrasikan StarkEx-nya dengan aplikasi mereka sendiri. StarkEx digunakan oleh pemain industri ternama, termasuk Sorare, Dydx, Immutable X, Opera, dan DeversiFi. Ketika pengembang mulai bekerja dengan StarkEx, mereka diberikan kontrak L1 StarkEx dan instansi StarkEx pada testnet. Namun, pengguna harus menyadari bahwa mereka dapat mengambil kembali dana mereka kapan saja jika aplikasi tidak berfungsi dengan benar dan bahwa mereka memiliki kontrol atas dana mereka.

Dalam hal ini, StarkEx menyediakan dua pendekatan yang berbeda untuk mengimplementasikan solusi lapisan dua: ZK-Rollup atau ketersediaan data Validium. Aplikasi StarkEx harus menjaga ketersediaan konstan data pengguna untuk memastikan penitipan sendiri, redundansi, dan kekurangpercayaan. Ketersediaan data menjamin bahwa status yang disimpan dalam brankas pengguna sepenuhnya disinkronkan dengan status yang dipelihara oleh StarkEx, dan pohon saldo lengkap selalu dapat diakses, memastikan pengguna dapat memverifikasi penitipan uang mereka jika StarkEx berhenti beroperasi.

Mode Ketersediaan Data

StarkEx menampung mode ketersediaan data berikut: ZK-Rollup dan Validium, yang diakui oleh StarkEx Perpetual dan StarkEx Spot. Mode Volition memungkinkan penggunaan gudang ZK-Rollup dan Validium dalam aplikasi Anda. Pengguna dapat memilih jangkauan gudang untuk setiap aset yang mereka miliki. Mode ini juga memungkinkan penyimpanan data. Namun, mode ini kurang populer dibandingkan opsi sebelumnya, karena hanya StarkEx Spot yang mendukungnya secara eksklusif.

Zero-Knowledge Rollups

Zero-knowledge rollups, atau ZK-rollups, menggunakan kriptografi dan matematika canggih yang disebut “bukti tanpa pengetahuan” untuk mengautentikasi keabsahan setiap transaksi. ZK rollups adalah solusi penskalaan Ethereum yang difavoritkan di kalangan pendukung desentralisasi dan keamanan. StarkEx dan zkSync adalah contoh solusi Layer 2 yang menggunakan zero-knowledge rollups. Dalam StarkEx ZK-Rollup, program Cairo menjamin bahwa data yang diperlukan untuk merekonstruksi Pohon Merkle saldo L2 disebarkan on-chain sebagai calldata.

Saat ZK-rollup terjadi, operator membuat bukti validitas (SNARK atau STARK) untuk root state. Ini menunjukkan kontrak pintar rollup pada Ethereum bahwa root state yang diterima berasal dari kumpulan transaksi yang valid. Hal ini membuat operator tidak mungkin untuk mengirimkan root state yang tidak valid. ZK-rollups menggunakan dua bentuk bukti validitas: SNARK dan STARK. ZK Sync, Scroll, dan Polygon ZkEVM menggunakan SNARKs, sementara StarkNet dan StarkEx menggunakan STARKS.

ZK-Rollup beroperasi tanpa kebutuhan kepercayaan. Semua data yang diperlukan untuk mendapatkan kembali dana pengguna selama kejadian pelarian dapat diakses dan transparan di blockchain. Meskipun keunggulan ini, kekurangan dari mode ini adalah setiap gudang yang dimodifikasi dalam batch menimbulkan biaya gas. Pada batch ketika banyak keadaan gudang berubah, biaya dari peristiwa pembaruan keadaan secara dominan terkait dengan ketersediaan data daripada verifikasi bukti.

Validium

Mode ketersediaan data alternatif adalah Validium. Bukti kriptografis memverifikasi bahwa komputasi dieksekusi dengan akurat dalam mode data ini. Dalam penggunaan brankas Validium, saldo pengguna tetap tidak terungkap di rantai. Sebaliknya, mereka dikirim ke beberapa entitas terkemuka dan dapat diandalkan, seperti anggota Komite Ketersediaan Data (DAC). Pembaruan status yang mencerminkan saldo yang direvisi dari semua akun klien setelah pemrosesan transaksi batch dianggap asli dan diterima di rantai hanya jika sejumlah anggota komite menyetujui pembaruan status tersebut. Mereka secara resmi mengkonfirmasi bahwa mereka mengetahui semua saldo brankas yang diperbarui dan bahwa pemeriksa ketersediaan telah memerintahkan status baru.

Berbeda dengan ZK-rollups, yang memerlukan biaya gas, pembayaran untuk data on-chain tidak diperlukan. Selama pembaruan status on-chain, sebagian besar gas dikeluarkan pada verifikasi bukti. Secara rahasia, informasi saldo pengguna dijaga di luar chain oleh sebuah komite entitas terpercaya daripada di dalam chain. Kelemahan dari pilihan ini adalah bahwa penggunaan DAC memerlukan kepercayaan pada anggota komite.

Tentang Komite Ketersediaan Data (Hanya untuk Validium)

Sebuah DAC terdiri dari sekelompok individu atau organisasi. Para anggota DAC berjanji untuk memberikan redundansi dan keamanan dalam penyimpanan data untuk aplikasi yang didukung oleh StarkEx, yang memastikan ketersediaan data yang konstan. Para anggota DAC adalah pihak ketiga otonom yang menyetujui untuk menerima dan menyimpan setiap pembaruan status atas nama operator. Seorang anggota DAC berjanji untuk mempublikasikan pembaruan status secara on-chain jika seorang operator (atau StarkWare) menjadi offline, memastikan bahwa pengguna dapat secara konsisten mengakses dana mereka, yang merupakan hal penting untuk self-custody. DAC terdiri dari Consensys, Chainstack, StarkWare, dan banyak entitas terkemuka lainnya.

Kesimpulan

StarkEx adalah kumpulan alat penting yang dapat digunakan oleh sebuah proyek untuk mencapai komputasi off-chain yang efisien biaya. Solusi L2 ini menawarkan skalabilitas, harga gas yang lebih rendah, dan keamanan namun memiliki persyaratan operasional yang berbeda dan kerangka interoperabilitas yang khas.