STARK 的突破：下一代證明器的速度可能至少提高 100 倍

在零知識證明領域，STARK 是 OG 和鋼鐵俠套裝：基礎性和尖端性。

大多數主要在生產的 zk 證明器都是基於 STARK 的：zkSync 的 Boojum、Polygon 的 zkProver、Aleo 的 Winterfell、Aztec Protocol 和 RISC Zero 的 Zeth 都在底層採用了 STARK（可擴展透明知識論證）。

最近的研究顯著提高了 STARK 的可擴展性——證明容量提高了 100 倍——這就是所謂的 Stwo（STARK Two 的縮寫），這是StarkWare和Polygon Labs 合作的成果。

對於證明器而言，可擴展性意味著快速且廉價地生成和驗證證明。STARK 的“透明”部分消除了許多基於 SNARK 的證明器所需的可信設置。

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Stwo 將於 2025 年上市，最終將取代目前的“STARK One”驗證機 Stone。

Stwo 速度和效率的秘密在於它使用第八個梅森素數（或 M ₃₁ ）進行計算，這與現代計算機架構非常契合，與 Stone 相比，可顯著加快運算速度。

梅森素數是比 2 的冪小 1 的素數。這些素數以 17 世紀初研究過這些素數的法國僧侶馬林·梅森 (Marin Mersenne) 的名字命名。具體來說，梅森素數可以表示為M _n ​=2 ⁿ −1的形式，其中n本身是整數。並非所有這種形式的數字都是素數，但那些素數在數論和計算機科學中具有重要的性質和應用。

它們與現代計算機處理數據的方式自然契合，現代計算機通常使用固定大小的二進制字長，例如 32 位或 64 位整數。因此，涉及 M _{31 的}運算可以使用標準二進制算法高效實現。

無需深究，這項新研究的突破在於利用了每個孩子在小時候都學到的東西：圓圈。

Circle STARK 使用巧妙的幾何方法使加密證明速度更快，而 M ₃₁字段使這些操作更加高效。它們共同使 Stark Two 證明器能夠快速生成證明，並且所需的計算能力更少。

正在構建 Valida zk-Virtual Machine 的 Lita 聯合創始人 Ventali Tan 表示，這項研究不僅會使 Starknet 受益，還會使許多其他證明系統受益。

Tan 告訴Blockworks：“Stwo 再次證實了 FRI 多項式承諾方案的速度和威力，這是 STARK 中的主要加密成分。” “這是最近幾代性能最高的證明系統的基礎，例如 Plonky2 和 Plonky3 — Valida 以及 Succinct 的 SP1 都是基於 Plonky3 構建的。”

Tan 指出，對圓形 STARK 協議和 M31 場的支持已經列入了Polygon Labs正在開發的 Plonky3 的路線圖上。

Aleo 的研究科學家 Ian Miers 表示，其他證明者可能獲益較少。

Miers 告訴Blockworks：“Aleo 使用了一種不同的證明系統 Varuna，它建立在與 StarkWare 不同的技術上。”“許多 SNARK（STARK 是其子類）都針對彙總進行了優化，其中服務器可以看到每個人的交易並儘可能多地壓縮以節省 gas 費用。”

像 Aleo 這樣的隱私保護區塊鏈旨在通過從中間消除Rollup操作員來讓用戶更好地控制自己的數據。

邁爾斯說：“這裡面存在著權衡，在一個領域表現出色可能並不意味著在另一個領域也表現出色。”

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邁爾斯補充道，在快速發展的零知識加密世界中，只有一件事是肯定的。

他說：“總會有更新、更好的零知識證明系統，你最終需要升級。”

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