Як Starknet покращує DeFi за допомогою ZK, конфіденційності та партнерів?

Фундаментальна роль Starknet у децентралізованих фінансах

Ландшафт децентралізованих фінансів (DeFi) пережив вибухове зростання, трансформуючи традиційні фінансові парадигми завдяки прозорості, доступності та автоматизації. Однак це стрімке розширення також виявило внутрішні обмеження базової інфраструктури блокчейну, зокрема мережі Ethereum. Будучи основною платформою для переважної більшості DeFi-застосунків, Ethereum зіткнувся з проблемами масштабованості, що призвело до високих комісій за транзакції (вартості газу) та перевантаження мережі в періоди пікового попиту. Цей виклик ставить під загрозу саму обіцянку інклюзивних та ефективних фінансових систем, які прагне надати DeFi.

Трилема масштабованості та виклики Ethereum

Трилема масштабованості блокчейну стверджує, що децентралізована мережа може одночасно забезпечити лише дві з трьох бажаних властивостей: децентралізацію, безпеку та масштабованість. Ethereum, віддаючи пріоритет децентралізації та безпеці, історично мав труднощі з масштабуванням пропускної здатності транзакцій. Кожна транзакція в основній мережі Ethereum потребує обчислювальних ресурсів від кожного вузла мережі для перевірки, що створює «вузьке місце» зі зростанням використання. Це проявилося кількома способами, згубними для користувачів DeFi:

• Захмарні витрати на транзакції: У періоди високої активності мережі комісії за газ можуть зростати до неприйнятних рівнів, роблячи мікротранзакції або часту взаємодію з DeFi економічно недоцільними для багатьох користувачів. Це фактично відсікає значну частину світового населення, якій має служити DeFi.
• Повільна фінальність транзакцій: Перевантаження часто призводить до довшого часу підтвердження, що негативно впливає на користувацький досвід і швидкість реагування DeFi-застосунків, особливо тих, що потребують швидкого виконання, як-от децентралізовані біржі (DEX).
• Обмежена складність застосунків: Обчислювальні обмеження в основній мережі можуть обмежувати складність та інноваційність смарт-контрактів, перешкоджаючи розробці більш витончених DeFi-протоколів.

Впровадження рішень другого рівня: парадигма ZK-Rollup

Щоб подолати ці виклики без компромісів із основними принципами Ethereum, з'явилися рішення для масштабування другого рівня (L2). Ці рішення обробляють транзакції поза основною мережею Ethereum, але передають докази їхньої дійсності або дані назад на перший рівень (L1), використовуючи надійну безпеку Ethereum. Серед різних підходів L2 виділяються ZK-Rollups (роллапи з нульовим розголошенням) завдяки своїй здатності досягати значного масштабування при збереженні високого ступеня безпеки та цілісності даних.

ZK-Rollups об'єднують тисячі позамережевих транзакцій в один пакет. Потім генерується криптографічний доказ, відомий як ZK-proof, який підтверджує правильність усіх транзакцій у цьому пакеті. Цей доказ подається в основну мережу Ethereum, де він перевіряється смарт-контрактом. Важливо, що основній мережі потрібно перевірити лише цей єдиний компактний доказ, а не повторно виконувати кожну окрему транзакцію. Це кардинально зменшує обчислювальне навантаження на Ethereum, що призводить до:

• Нижчої вартості транзакцій: Завдяки розподілу витрат на перевірку доказу між багатьма транзакціями, вартість однієї транзакції для користувача суттєво знижується.
• Вищої пропускної здатності: Тисячі транзакцій можуть бути оброблені поза мережею і розраховані в основній мережі майже миттєво, що збільшує потужність мережі.
• Посиленої безпеки: На відміну від деяких інших L2-рішень, ZK-Rollups успадковують безпеку безпосередньо від Ethereum, оскільки дійсність транзакцій криптографічно гарантується ZK-доказами. Це означає, що кошти залишаються такими ж захищеними, як і в основній мережі.

Візія Starknet щодо масштабованої екосистеми DeFi

Starknet — це L2-рішення для масштабування Ethereum, яке використовує технологію ZK-Rollup, зокрема застосовуючи тип ZK-доказів під назвою STARK (Scalable Transparent ARguments of Knowledge). Його основна місія — дозволити децентралізованим застосункам, особливо у сфері DeFi, досягти масового масштабу без шкоди для безпеки або децентралізації Ethereum. Забезпечуючи середовище, де dApps можуть виконувати складні обчислення ефективно та економічно, Starknet прагне відкрити нові можливості для DeFi, створюючи екосистему, яка є водночас надійною та доступною. Дизайн платформи орієнтований на підтримку широкого спектра DeFi-протоколів — від високочастотних DEX до складних платформ кредитування та запозичення, гарантуючи їхню роботу в масштабах, раніше немислимих для основної мережі Ethereum.

Розбір технології нульового розголошення у Starknet

Фундаментом масштабованості та безпеки Starknet є інноваційне застосування технології нульового розголошення (ZK). Розуміння ZK-доказів, особливо варіанту STARK, є критично важливим для усвідомлення того, як Starknet вдосконалює DeFi.

Розуміння ZK-доказів: основи

За своєю суттю, доказ із нульовим розголошенням — це метод, за допомогою якого одна сторона (той, хто доводить) може переконати іншу сторону (того, хто перевіряє), що певне твердження є істинним, не розкриваючи жодної інформації, крім самої істинності цього твердження. Уявіть, що ви хочете довести, що знаєте секретний пароль, ніколи не вводячи і не вимовляючи його. ZK-докази дозволяють саме таку взаємодію в криптографічному контексті.

Інтерактивні та неінтерактивні докази

Історично ZK-докази часто були інтерактивними, вимагаючи серії послідовних запитів та відповідей між сторонами. Хоча вони ефективні, така взаємодія робила їх менш придатними для блокчейн-застосунків, де докази мають подаватися та перевірятися асинхронно.

Неінтерактивні ZK-докази (NIZK) вирішують цю проблему, дозволяючи генерувати єдиний доказ, який може бути перевірений будь-ким у будь-який час без подальшої взаємодії. Саме ця парадигма використовується в рішеннях для масштабування блокчейну.

Сила STARK: масштабованість і прозорість

Starknet використовує саме STARK (Scalable Transparent ARguments of Knowledge). STARK — це тип неінтерактивних ZK-доказів, які пропонують явні переваги над іншими системами ZK-доказів, особливо для масштабних обчислень:

1. Масштабованість (Scalability): Літера «S» у STARK означає Scalable. Час, необхідний для перевірки доказу STARK, зростає логарифмічно відносно розміру обчислення. Це означає, що навіть для надзвичайно великих обчислень (як-от тисячі транзакцій у роллапі) час перевірки залишається вражаюче швидким. Це контрастує з іншими системами, де час перевірки може зростати лінійно або поліноміально.
2. Прозорість (Transparency): Літера «T» у STARK означає Transparent. На відміну від деяких інших систем (як-от SNARK), які потребують фази «довіреного налаштування» (trusted setup), STARK цього не потребують. Довірене налаштування передбачає генерацію публічних параметрів; якщо ключі цієї фази будуть скомпрометовані, безпека всієї системи опиниться під загрозою. STARK уникають цього, використовуючи публічно перевірену випадковість.
3. Квантова стійкість: Вважається, що STARK стійкі до атак з боку квантових комп'ютерів, що робить їх рішенням, готовим до майбутніх викликів у криптографічному ландшафті.

Як STARK забезпечують продуктивність Starknet

Starknet інтегрує STARK у свою архітектуру ZK-Rollup для досягнення високої продуктивності та гарантій безпеки.

Пакетування транзакцій та підтвердження цілісності

Основний механізм полягає в тому, що секвенсори Starknet збирають велику кількість транзакцій від користувачів. Замість того, щоб відправляти кожну транзакцію окремо в Ethereum, ці секвенсори виконують їх поза мережею, оновлюють стан мережі Starknet, а потім об'єднують їх у єдиний пакет. Для цього пакета генерується STARK-доказ. Цей доказ криптографічно підтверджує, що:

• Усі транзакції в пакеті були дійсними згідно з правилами мережі.
• Перехід стану від попереднього блоку до нового є правильним.
• У межах пакета не було виявлено жодної шахрайської діяльності.

Цей компактний STARK-доказ, який часто займає лише кілька сотень кілобайт незалежно від кількості транзакцій, подається в смарт-контракт Ethereum. Мережі Ethereum потрібно перевірити лише цей єдиний доказ, що обчислювально набагато простіше, ніж перевірка кожної транзакції окремо.

Посилені гарантії безпеки

Безпека моделі ZK-Rollup у Starknet безпосередньо пов'язана з Ethereum. Після перевірки STARK-доказу в Ethereum транзакції вважаються фінальними та незмінними. Цей «розрахунок на першому рівні» означає, що навіть якщо секвенсори Starknet спробують вступити в змову або вийдуть з ладу, цілісність коштів і стану буде захищена базовою безпекою Ethereum. Користувачі завжди можуть вивести свої кошти в Ethereum, що гарантується ZK-доказами.

Реальний вплив на DeFi-протоколи

Сила STARK трансформується в реальні переваги для різних DeFi-протоколів на Starknet:

• Децентралізовані біржі (DEX): Висока пропускна здатність і низька затримка критично важливі для DEX, щоб запропонувати досвід торгівлі, порнянний із централізованими біржами. Starknet дозволяє DEX обробляти величезні обсяги торгів із майже миттєвою фінальністю та мінімальними комісіями.
• Протоколи кредитування: Ці протоколи передбачають часті операції (депозити, зняття, нарахування відсотків, ліквідації). Зі Starknet ці операції стають значно дешевшими та швидшими, що стимулює активність користувачів.
• Інші DeFi-примітиви: Від синтетичних активів до опціонів та страхування — будь-який застосунок, що потребує складних обчислень, отримує вигоду від інфраструктури Starknet. Це дозволяє створювати фінансові продукти, які були б економічно неможливими на рівні L1.

Шлях до приватного DeFi з STRK20

Хоча прозорість є основоположним принципом публічних блокчейнів, вона створює значні виклики для певних аспектів DeFi, особливо щодо конфіденційності користувачів. Starknet активно працює над вирішенням цієї дихотомії, розробляючи нові стандарти для інтеграції приватності в екосистему.

Необхідність конфіденційності у фінансових транзакціях

У традиційних фінансах дані захищені через питання безпеки та конкуренції. У публічних блокчейнах кожна транзакція та баланс гаманця видимі всім. Це має свої недоліки:

1. Фронт-ранінг та MEV (Maximal Extractable Value): Коли транзакції публічні, зловмисники можуть бачити вигідні угоди та виконувати свої операції раніше за користувача, вилучаючи вартість.
2. Конкурентні недоліки: Для інституційних гравців розкриття стратегій або обсягів торгів може призвести до маніпуляцій на ринку.
3. Особиста безпека: Публічний зв'язок реальних осіб з ончейн-активністю створює ризики стеження та цілеспрямованих атак.
4. Регуляторні бар'єри: Відсутність приватності заважає установам, які мають дотримуватися суворих вимог щодо конфіденційності.

Зобов'язання Starknet щодо конфіденційності даних

Використання ZK-технологій дозволяє Starknet перевіряти обчислення, не розкриваючи вхідні дані. Ця можливість розширюється не лише на масштабування, а й на забезпечення конфіденційних транзакцій та управління активами. Мета — надати користувачам можливість вибіркового розкриття інформації.

STRK20: Новий стандарт для приватних активів

Starknet розробляє стандарт STRK20 для інтеграції функцій приватності активів. Концепція STRK20 полягає у створенні токенів, що дозволяють здійснювати конфіденційні транзакції та, можливо, приватне володіння активами за допомогою ZK-доказів.

Технічні основи STRK20 (очікувані)

Принципи STRK20, ймовірно, включатимуть:

• Криптографія нульового розголошення: Використання ZK-доказів для приховування відправника, отримувача та суми, при цьому зберігаючи математичну можливість перевірки дійсності транзакції.
• Конфіденційні перекази: Можливість надсилати активи без публічного розкриття деталей операції в загальному реєстрі.
• Приватні баланси: Стандарт може дозволити приховувати загальну кількість активів у гаманці користувача, надаючи лише криптографічне підтвердження наявності достатніх коштів для конкретної угоди.
• Вибіркове розкриття: Функції приватності будуть опціональними, дозволяючи за потреби надавати дані аудиторам або регуляторам для дотримання нормативних вимог.

Розвиток екосистеми через стратегічні альянси

Успіх блокчейн-екосистеми залежить від співпраці. Стратегічні альянси відіграють вирішальну роль у валідації технології та залученні розробників.

Партнерство з проєктом Katana: приклад використання

Згадка про партнерство з Katana Project демонструє використання ZK-технологій Starknet для створення нових блокчейн-рішень:

• Спеціалізовані апчейни (Appchains): Katana може розробляти прикладні блокчейни, що потребують високої пропускної здатності та безпеки Starknet.
• Інтероперабельність: Будуючи на Starknet, нові проєкти отримують доступ до ліквідності та екосистеми Ethereum через розрахунки на L1.

Майбутня траєкторія Starknet у DeFi

Starknet стоїть на передовій зміни парадигми в децентралізованих фінансах. Застосовуючи технологію нульового розголошення, він усуває фундаментальні обмеження існуючої інфраструктури, прокладаючи шлях до масштабованого та зручного DeFi-досвіду.

Розробка стандартів на кшталт STRK20 підкреслює далекоглядний підхід до приватності. Starknet будує екосистему, де користувачі та інституції можуть керувати своїми активами з високим рівнем контролю над даними, не жертвуючи принципами блокчейну. У поєднанні зі стратегічними партнерствами це зміцнює позиції Starknet як універсального та надійного фундаменту для нового покоління децентралізованих застосунків, роблячи DeFi доступнішим та ефективнішим для користувачів у всьому світі.