**Bản tổng hợp hiệu lực là cách hứa hẹn nhất để tăng thông lượng Ethereum theo cách an toàn và phi tập trung; zkEVM và Cairo VM (CVM) là hai loại máy ảo được sử dụng trong Bản tổng hợp hiệu lực. **
**zkEVM tập trung vào khả năng tương thích Ethereum với chi phí hiệu suất và khả năng mở rộng. **
**Máy ảo Cairo được sử dụng trong Starknet ưu tiên hiệu suất và khả năng mở rộng hơn là khả năng tương thích. **
Rollup là một chủ đề nóng trong năm nay khi nói về việc mở rộng quy mô Ethereum. Trong số các loại tổng số khác nhau, chúng tôi tin rằng Tổng số hiệu lực (VR), còn được gọi là zk-rollups, là cách hứa hẹn nhất để tăng thông lượng của Ethereum một cách an toàn và phi tập trung. Trọng tâm của giải pháp mở rộng quy mô này là tính toán có thể kiểm chứng bằng cách sử dụng bằng chứng về tính hợp lệ. Đây là cách chúng hoạt động:
Thay vì xử lý mọi giao dịch trên mạng chính Ethereum, các nhà khai thác giảm tải việc thực hiện giao dịch sang môi trường ngoài chuỗi. Môi trường ngoài chuỗi này hoạt động như lớp 2, nghĩa là lớp chạy trên Ethereum.
Sau khi xử lý một số lượng lớn giao dịch, các nhà khai thác lớp 2 trả về kết quả để áp dụng cho trạng thái của Ethereum, cùng với bằng chứng về tính hợp lệ để xác minh tính toàn vẹn của việc thực thi ngoại tuyến. Bằng chứng này đảm bảo rằng tất cả các giao dịch trong một đợt đều hợp lệ và được xác minh tự động bởi hợp đồng xác thực trên chuỗi. Điều này cho phép Ethereum áp dụng kết quả vào trạng thái của nó.
Tổng số hiệu lực
Lưu ý: Tổng số hiệu lực thường được gọi không chính xác là Tổng số không có kiến thức, nhưng điều này không chính xác. Hầu hết các Rollup hợp lệ không sử dụng ZKP và chúng cũng không được sử dụng cho mục đích bảo mật. Do đó, thuật ngữ "Bản tổng hợp hợp lệ" chính xác hơn.
máy ảo ngoài chuỗi
Trước khi tiếp tục, câu hỏi đầu tiên chúng ta cần trả lời là: **Máy ảo (VM) là gì? Nói một cách đơn giản, đó là môi trường mà các chương trình có thể chạy, giống như máy Mac chạy hệ điều hành Windows. Nó chuyển đổi giữa các trạng thái sau khi thực hiện tính toán trên một số đầu vào. Máy ảo Ethereum (EVM) là máy ảo chạy các hợp đồng thông minh Ethereum. **
** Máy ảo không kiến thức (zkVM) là một môi trường thực thi chương trình, cùng với đầu ra của chương trình, cho phép tạo ra các bằng chứng về tính hợp lệ có thể dễ dàng xác minh. ** Bằng chứng hợp lệ này xác nhận rằng chương trình đã được thực hiện chính xác. **Khi thuật ngữ "zkEVM" được sử dụng, thuật ngữ này thường đề cập đến một tập hợp sử dụng Máy ảo Ethereum (EVM) và có thể chứng thực việc thực thi EVM. **Thuật ngữ này có thể gây hiểu lầm vì bản thân EVM không tạo ra các bằng chứng này; thay vào đó, các bằng chứng được tạo bởi một cơ chế chứng minh riêng bắt đầu bằng kết quả thực thi của EVM. Ngoài ra, những bằng chứng này là về tính hợp lệ, không phải quyền riêng tư, vì vậy chúng không chính xác là bằng chứng không có kiến thức. Tuy nhiên, để đảm bảo tính nhất quán, chúng tôi sẽ sử dụng thuật ngữ truyền thống "zkEVM" trong suốt bài viết này.
Mặc dù tất cả các Rollup hợp lệ đều nhằm mục đích mở rộng quy mô Ethereum với bằng chứng về tính hợp lệ, nhưng chúng khác nhau về lựa chọn máy ảo để thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi. Nhiều bản tổng hợp hợp lệ chọn sao chép thiết kế của EVM (do đó có thuật ngữ "bản tổng hợp zkEVM"), cố gắng sao chép Ethereum trên bản tổng hợp L2. Starknet sử dụng một loại máy ảo mới - máy ảo Cairo (CVM) - được thiết kế đặc biệt để tối ưu hóa hiệu quả chứng minh tính hợp lệ.
Hai phương pháp này có những ưu điểm và nhược điểm riêng, nhưng zkEVM đánh đổi hiệu suất để tương thích với Ethereum, trong khi Cairo VM ưu tiên hiệu suất hơn khả năng tương thích và khả năng mở rộng.
cách tiếp cận zkEVM
**zkEVM là một Rollup hợp lệ với mục tiêu là mang lại đầy đủ trải nghiệm Ethereum cho các chuỗi khối Lớp 2. Nó nhằm mục đích tái tạo môi trường nhà phát triển Ethereum như một bản tổng hợp. **Với zkEVM, các nhà phát triển không cần phải thay đổi mã của họ hoặc từ bỏ các công cụ EVM (và hợp đồng thông minh) khi viết hợp đồng thông minh hoặc chuyển hợp đồng thông minh sang các giải pháp có thể mở rộng hơn.
Một nhược điểm lớn của phương pháp này là nó làm giảm khả năng nhân rộng của các bằng chứng hợp lệ. Vì zkEVM nhằm mục đích tương thích với Ethereum nên nó chậm hơn và tốn nhiều tài nguyên hơn. Không giống như CVM, EVM không được thiết kế với tính hiệu quả bằng chứng. Điều này hạn chế việc sử dụng các tối ưu hóa có thể cải thiện hiệu quả và khả năng mở rộng, cuối cùng ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của hệ thống.
Khả năng chứng minh của EVM
Thách thức cốt lõi của phương pháp zkEVM bắt nguồn từ bản thiết kế ban đầu của EVM - nó không được thiết kế để hoạt động trong bối cảnh chứng minh tính hợp lệ. Do đó, những nỗ lực phản ánh chức năng của nó không khai thác được toàn bộ tiềm năng của bằng chứng hợp lệ, dẫn đến mức độ hiệu quả dưới mức tối ưu. Sự kém hiệu quả này cuối cùng sẽ kéo hiệu suất tổng thể của hệ thống xuống. Khả năng tương thích của EVM với các bằng chứng hợp lệ bị cản trở bởi:
**EVM sử dụng mô hình dựa trên ngăn xếp, trong khi bằng chứng hiệu quả sẽ hiệu quả hơn đối với mô hình dựa trên sổ đăng ký. Bản chất dựa trên ngăn xếp của EVM khiến việc chứng minh tính chính xác của việc thực thi và cung cấp hỗ trợ trực tiếp cho chuỗi công cụ gốc của nó trở nên khó khăn hơn. **
Bố cục lưu trữ Ethereum phụ thuộc rất nhiều vào Keccak và Cây Merkle Patricia lớn, cả hai đều không tốt cho bằng chứng hợp lệ và tạo ra gánh nặng bằng chứng lớn. Ví dụ: Keccak rất nhanh đối với kiến trúc x86 (trên đó chúng tôi thường chạy EVM), nhưng phải mất 90 nghìn bước để chứng minh (bản dựng đặc biệt tích hợp sẵn). Trong khi Pedersen (hàm băm thân thiện với zk) yêu cầu 32 bước. Ngay cả với nén đệ quy, việc sử dụng Keccak trong zkEVM có nghĩa là rất nhiều tài nguyên chứng minh cuối cùng được trả bởi người dùng.
Do đó, nhiều zkEVM khác nhau được thiết kế để cung cấp các mức hỗ trợ khác nhau cho các công cụ Ethereum - zkEVM càng tương thích với Ethereum thì hiệu suất của nó càng thấp. (Để biết thêm thông tin về các loại zkEVM, hãy chuyển đến phần cuối của bài viết.)
Cách tiếp cận Cairo-VM
Giải pháp zkEVM dành nhiều thời gian phát triển để "làm cho EVM hoạt động cho các Bản tổng hợp hợp lệ", ưu tiên khả năng tương thích hơn là hiệu suất dài hạn và khả năng mở rộng. Có một tùy chọn khác: sử dụng một máy ảo chuyên dụng hoàn toàn mới và thêm hỗ trợ cho các công cụ Ethereum ở trên cùng dưới dạng một lớp bổ sung. Đây là cách tiếp cận của Starknet, một Bản tổng hợp hiệu lực không được phép ra mắt vào tháng 11 năm 2021. Starknet là Bản tổng hợp hiệu lực đầu tiên cung cấp nền tảng hợp đồng thông minh có mục đích chung trên một mạng hoàn toàn có thể kết hợp được.
Starknet sử dụng Cairo-VM (CVM), một ngôn ngữ cấp cao cùng tên. Cairo-VM là một máy ảo được thiết kế để tạo ra các bằng chứng hiệu lực về việc thực thi chương trình một cách hiệu quả.
Sử dụng Cairo (máy ảo và ngôn ngữ), chúng tôi có:
Bằng chứng về tính hiệu quả của việc tối ưu hóa - mọi lệnh đều có biểu diễn đại số hợp lệ
Một ngôn ngữ giống như Rust để viết các chương trình có thể chứng minh được
Đại diện trung gian (Sierra) giữa Cairo cấp cao và hội đồng Cairo (chỉ lệnh VM), cho phép thực thi hiệu quả mã Cairo
Việc phát triển một ngôn ngữ mới cho phép người ta điều chỉnh ngôn ngữ đó theo các nhu cầu cụ thể mà nó dự định đáp ứng và trang bị cho nó các tính năng đáp ứng các nhu cầu chưa được đáp ứng trước đó.
Cairo và chủ nghĩa đa nguyên mã hóa
Để tạo ra một bằng chứng về tính hợp lệ của một số tính toán, tính toán trước tiên phải được thể hiện dưới dạng một loạt các ràng buộc toán học mô tả tính toán. Quá trình này có thể phức tạp do thách thức trong việc tối ưu hóa các tính toán để đạt được hiệu quả và nhu cầu về các công cụ chuyên dụng.
Ngôn ngữ Cairo ban đầu được thiết kế để đơn giản hóa nhiệm vụ này và giúp dễ dàng thêm chức năng cũng như logic kinh doanh phức tạp vào StarkEx. Các chương trình Cairo được biên dịch thành mã máy đại số -- một dãy số -- được thực thi bởi một máy ảo cố định. Với Cairo, toàn bộ sự phức tạp của việc tạo ra các ràng buộc toán học mô tả các tính toán - một vấn đề gai góc về chứng minh tính hợp lệ - được trừu tượng hóa và nắm bắt bởi một tập hợp các ràng buộc cố định (tổng cộng ít hơn 50 ràng buộc). Do đó, các nhà phát triển có thể tận dụng các bằng chứng hợp lệ để mở rộng các ứng dụng của họ mà không cần hiểu cơ sở hạ tầng và toán học cơ bản, chỉ bằng cách viết mã bằng cú pháp mà họ quen thuộc.
Starknet nói về sự đổi mới và điều này được phản ánh trong cách tiếp cận mã hóa đa dạng của nó. Khả năng mở rộng quy mô tối ưu của Cairo với STARK không chỉ giới hạn ở những người viết hợp đồng ở Cairo. Các nhà phát triển có thể chọn phương pháp phù hợp nhất với họ:
Viết mã tự nhiên ở Cairo: Với việc phát hành Cairo 1.0, giờ đây các nhà phát triển có thể sử dụng ngôn ngữ Rust tiện lợi và an toàn, giúp viết logic chương trình dễ dàng hơn và ít mắc lỗi hơn.
**Khả năng tương thích của Solidity:**Các nhà phát triển Solidity có thể viết mã mà Cairo VM có thể sử dụng. Cách tiếp cận này cung cấp trải nghiệm dành cho nhà phát triển tương tự như Ethereum và làm cho các hợp đồng thông minh của Solidity có thể di chuyển đến Starknet. Có hai cách để đạt được điều này:
**Bản dịch: **Bản dịch là quá trình chuyển đổi mã nguồn được viết bằng ngôn ngữ lập trình này sang ngôn ngữ khác. Nhóm Nethermind đã tạo bộ chuyển mã Warp để chuyển mã Solidity sang Cairo. Warp làm cho các hợp đồng thông minh của Solidity có thể di chuyển sang Starknet, biến nó thành zkEVM Loại 4 một cách hiệu quả. Nó đã được sử dụng để dịch và triển khai các hợp đồng Uniswap với những thay đổi tối thiểu.
zkEVM trên Starknet: Máy ảo Cairo có thể được sử dụng để chứng thực việc thực thi máy ảo khác. Kakarot là một zkEVM được viết ở Cairo có thể được sử dụng để chạy các hợp đồng thông minh Ethereum trên Starknet. Cairo VM và zkEVM không phải là cách tiếp cận cạnh tranh, chúng ta có thể có cả Cairo VM và zkEVM thay vì chọn giữa Cairo VM và zkEVM!
Mặc dù tồn tại trong thời gian ngắn, nhưng Cairo là ngôn ngữ hợp đồng thông minh phổ biến thứ tư của TVL và đã nhận được hơn 350 triệu đô la tài trợ.
Tóm tắt
**zkEVM nhằm mục đích tái tạo môi trường Ethereum dưới dạng tổng hợp và cho phép các nhà phát triển sử dụng các công cụ Ethereum quen thuộc. Tuy nhiên, cách tiếp cận này hạn chế toàn bộ tiềm năng của bằng chứng hợp lệ và có thể sử dụng nhiều tài nguyên. **
Cairo VM được thiết kế cho các hệ thống chứng minh tính hợp lệ mà không có giới hạn của EVM. Nó được hỗ trợ bởi một ngôn ngữ lập trình lấy cảm hứng từ Rust mới, an toàn và tiện dụng có tên là Cairo 1.0, tạo thành một công cụ mạnh mẽ nhằm đạt được hiệu quả tối đa bằng cách nhân rộng Ethereum với bằng chứng STARK.
Thật thú vị khi thấy những gì Cairo đạt được mỗi tuần và sự phát triển của các tùy chọn khác nhau dành cho nhà phát triển, chẳng hạn như Kakarot zkEVM và Warp. Khi dApp Starknet đi vào sản xuất, thể hiện sức mạnh của Cairo, chúng tôi tin rằng nó sẽ được sử dụng cho các dự án đầy tham vọng hơn trong tương lai.
Nhờ ba cách để mở rộng quy mô STARK được nêu ở trên và những cách khác chắc chắn sẽ được cung cấp trong những tháng tới, các nhà phát triển giờ đây có quyền kiểm soát chưa từng có đối với việc mở rộng quy mô chuỗi khối.
Xem bản gốc
Nội dung chỉ mang tính chất tham khảo, không phải là lời chào mời hay đề nghị. Không cung cấp tư vấn về đầu tư, thuế hoặc pháp lý. Xem Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm để biết thêm thông tin về rủi ro.
Tại sao Rollup hiệu lực là cách hứa hẹn nhất để mở rộng quy mô Ethereum?
Tác giả: StarkWare; Trình biên dịch: Bumpman
Bản tóm tắt
Rollup là một chủ đề nóng trong năm nay khi nói về việc mở rộng quy mô Ethereum. Trong số các loại tổng số khác nhau, chúng tôi tin rằng Tổng số hiệu lực (VR), còn được gọi là zk-rollups, là cách hứa hẹn nhất để tăng thông lượng của Ethereum một cách an toàn và phi tập trung. Trọng tâm của giải pháp mở rộng quy mô này là tính toán có thể kiểm chứng bằng cách sử dụng bằng chứng về tính hợp lệ. Đây là cách chúng hoạt động:
Thay vì xử lý mọi giao dịch trên mạng chính Ethereum, các nhà khai thác giảm tải việc thực hiện giao dịch sang môi trường ngoài chuỗi. Môi trường ngoài chuỗi này hoạt động như lớp 2, nghĩa là lớp chạy trên Ethereum.
Sau khi xử lý một số lượng lớn giao dịch, các nhà khai thác lớp 2 trả về kết quả để áp dụng cho trạng thái của Ethereum, cùng với bằng chứng về tính hợp lệ để xác minh tính toàn vẹn của việc thực thi ngoại tuyến. Bằng chứng này đảm bảo rằng tất cả các giao dịch trong một đợt đều hợp lệ và được xác minh tự động bởi hợp đồng xác thực trên chuỗi. Điều này cho phép Ethereum áp dụng kết quả vào trạng thái của nó.
Tổng số hiệu lực
Lưu ý: Tổng số hiệu lực thường được gọi không chính xác là Tổng số không có kiến thức, nhưng điều này không chính xác. Hầu hết các Rollup hợp lệ không sử dụng ZKP và chúng cũng không được sử dụng cho mục đích bảo mật. Do đó, thuật ngữ "Bản tổng hợp hợp lệ" chính xác hơn.
máy ảo ngoài chuỗi
Trước khi tiếp tục, câu hỏi đầu tiên chúng ta cần trả lời là: **Máy ảo (VM) là gì? Nói một cách đơn giản, đó là môi trường mà các chương trình có thể chạy, giống như máy Mac chạy hệ điều hành Windows. Nó chuyển đổi giữa các trạng thái sau khi thực hiện tính toán trên một số đầu vào. Máy ảo Ethereum (EVM) là máy ảo chạy các hợp đồng thông minh Ethereum. **
** Máy ảo không kiến thức (zkVM) là một môi trường thực thi chương trình, cùng với đầu ra của chương trình, cho phép tạo ra các bằng chứng về tính hợp lệ có thể dễ dàng xác minh. ** Bằng chứng hợp lệ này xác nhận rằng chương trình đã được thực hiện chính xác. **Khi thuật ngữ "zkEVM" được sử dụng, thuật ngữ này thường đề cập đến một tập hợp sử dụng Máy ảo Ethereum (EVM) và có thể chứng thực việc thực thi EVM. **Thuật ngữ này có thể gây hiểu lầm vì bản thân EVM không tạo ra các bằng chứng này; thay vào đó, các bằng chứng được tạo bởi một cơ chế chứng minh riêng bắt đầu bằng kết quả thực thi của EVM. Ngoài ra, những bằng chứng này là về tính hợp lệ, không phải quyền riêng tư, vì vậy chúng không chính xác là bằng chứng không có kiến thức. Tuy nhiên, để đảm bảo tính nhất quán, chúng tôi sẽ sử dụng thuật ngữ truyền thống "zkEVM" trong suốt bài viết này.
Mặc dù tất cả các Rollup hợp lệ đều nhằm mục đích mở rộng quy mô Ethereum với bằng chứng về tính hợp lệ, nhưng chúng khác nhau về lựa chọn máy ảo để thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi. Nhiều bản tổng hợp hợp lệ chọn sao chép thiết kế của EVM (do đó có thuật ngữ "bản tổng hợp zkEVM"), cố gắng sao chép Ethereum trên bản tổng hợp L2. Starknet sử dụng một loại máy ảo mới - máy ảo Cairo (CVM) - được thiết kế đặc biệt để tối ưu hóa hiệu quả chứng minh tính hợp lệ.
Hai phương pháp này có những ưu điểm và nhược điểm riêng, nhưng zkEVM đánh đổi hiệu suất để tương thích với Ethereum, trong khi Cairo VM ưu tiên hiệu suất hơn khả năng tương thích và khả năng mở rộng.
cách tiếp cận zkEVM
**zkEVM là một Rollup hợp lệ với mục tiêu là mang lại đầy đủ trải nghiệm Ethereum cho các chuỗi khối Lớp 2. Nó nhằm mục đích tái tạo môi trường nhà phát triển Ethereum như một bản tổng hợp. **Với zkEVM, các nhà phát triển không cần phải thay đổi mã của họ hoặc từ bỏ các công cụ EVM (và hợp đồng thông minh) khi viết hợp đồng thông minh hoặc chuyển hợp đồng thông minh sang các giải pháp có thể mở rộng hơn.
Một nhược điểm lớn của phương pháp này là nó làm giảm khả năng nhân rộng của các bằng chứng hợp lệ. Vì zkEVM nhằm mục đích tương thích với Ethereum nên nó chậm hơn và tốn nhiều tài nguyên hơn. Không giống như CVM, EVM không được thiết kế với tính hiệu quả bằng chứng. Điều này hạn chế việc sử dụng các tối ưu hóa có thể cải thiện hiệu quả và khả năng mở rộng, cuối cùng ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của hệ thống.
Khả năng chứng minh của EVM
Thách thức cốt lõi của phương pháp zkEVM bắt nguồn từ bản thiết kế ban đầu của EVM - nó không được thiết kế để hoạt động trong bối cảnh chứng minh tính hợp lệ. Do đó, những nỗ lực phản ánh chức năng của nó không khai thác được toàn bộ tiềm năng của bằng chứng hợp lệ, dẫn đến mức độ hiệu quả dưới mức tối ưu. Sự kém hiệu quả này cuối cùng sẽ kéo hiệu suất tổng thể của hệ thống xuống. Khả năng tương thích của EVM với các bằng chứng hợp lệ bị cản trở bởi:
**EVM sử dụng mô hình dựa trên ngăn xếp, trong khi bằng chứng hiệu quả sẽ hiệu quả hơn đối với mô hình dựa trên sổ đăng ký. Bản chất dựa trên ngăn xếp của EVM khiến việc chứng minh tính chính xác của việc thực thi và cung cấp hỗ trợ trực tiếp cho chuỗi công cụ gốc của nó trở nên khó khăn hơn. **
Bố cục lưu trữ Ethereum phụ thuộc rất nhiều vào Keccak và Cây Merkle Patricia lớn, cả hai đều không tốt cho bằng chứng hợp lệ và tạo ra gánh nặng bằng chứng lớn. Ví dụ: Keccak rất nhanh đối với kiến trúc x86 (trên đó chúng tôi thường chạy EVM), nhưng phải mất 90 nghìn bước để chứng minh (bản dựng đặc biệt tích hợp sẵn). Trong khi Pedersen (hàm băm thân thiện với zk) yêu cầu 32 bước. Ngay cả với nén đệ quy, việc sử dụng Keccak trong zkEVM có nghĩa là rất nhiều tài nguyên chứng minh cuối cùng được trả bởi người dùng.
Do đó, nhiều zkEVM khác nhau được thiết kế để cung cấp các mức hỗ trợ khác nhau cho các công cụ Ethereum - zkEVM càng tương thích với Ethereum thì hiệu suất của nó càng thấp. (Để biết thêm thông tin về các loại zkEVM, hãy chuyển đến phần cuối của bài viết.)
Cách tiếp cận Cairo-VM
Giải pháp zkEVM dành nhiều thời gian phát triển để "làm cho EVM hoạt động cho các Bản tổng hợp hợp lệ", ưu tiên khả năng tương thích hơn là hiệu suất dài hạn và khả năng mở rộng. Có một tùy chọn khác: sử dụng một máy ảo chuyên dụng hoàn toàn mới và thêm hỗ trợ cho các công cụ Ethereum ở trên cùng dưới dạng một lớp bổ sung. Đây là cách tiếp cận của Starknet, một Bản tổng hợp hiệu lực không được phép ra mắt vào tháng 11 năm 2021. Starknet là Bản tổng hợp hiệu lực đầu tiên cung cấp nền tảng hợp đồng thông minh có mục đích chung trên một mạng hoàn toàn có thể kết hợp được.
Starknet sử dụng Cairo-VM (CVM), một ngôn ngữ cấp cao cùng tên. Cairo-VM là một máy ảo được thiết kế để tạo ra các bằng chứng hiệu lực về việc thực thi chương trình một cách hiệu quả.
Sử dụng Cairo (máy ảo và ngôn ngữ), chúng tôi có:
Bằng chứng về tính hiệu quả của việc tối ưu hóa - mọi lệnh đều có biểu diễn đại số hợp lệ
Một ngôn ngữ giống như Rust để viết các chương trình có thể chứng minh được
Đại diện trung gian (Sierra) giữa Cairo cấp cao và hội đồng Cairo (chỉ lệnh VM), cho phép thực thi hiệu quả mã Cairo
Việc phát triển một ngôn ngữ mới cho phép người ta điều chỉnh ngôn ngữ đó theo các nhu cầu cụ thể mà nó dự định đáp ứng và trang bị cho nó các tính năng đáp ứng các nhu cầu chưa được đáp ứng trước đó.
Cairo và chủ nghĩa đa nguyên mã hóa
Để tạo ra một bằng chứng về tính hợp lệ của một số tính toán, tính toán trước tiên phải được thể hiện dưới dạng một loạt các ràng buộc toán học mô tả tính toán. Quá trình này có thể phức tạp do thách thức trong việc tối ưu hóa các tính toán để đạt được hiệu quả và nhu cầu về các công cụ chuyên dụng.
Ngôn ngữ Cairo ban đầu được thiết kế để đơn giản hóa nhiệm vụ này và giúp dễ dàng thêm chức năng cũng như logic kinh doanh phức tạp vào StarkEx. Các chương trình Cairo được biên dịch thành mã máy đại số -- một dãy số -- được thực thi bởi một máy ảo cố định. Với Cairo, toàn bộ sự phức tạp của việc tạo ra các ràng buộc toán học mô tả các tính toán - một vấn đề gai góc về chứng minh tính hợp lệ - được trừu tượng hóa và nắm bắt bởi một tập hợp các ràng buộc cố định (tổng cộng ít hơn 50 ràng buộc). Do đó, các nhà phát triển có thể tận dụng các bằng chứng hợp lệ để mở rộng các ứng dụng của họ mà không cần hiểu cơ sở hạ tầng và toán học cơ bản, chỉ bằng cách viết mã bằng cú pháp mà họ quen thuộc.
Starknet nói về sự đổi mới và điều này được phản ánh trong cách tiếp cận mã hóa đa dạng của nó. Khả năng mở rộng quy mô tối ưu của Cairo với STARK không chỉ giới hạn ở những người viết hợp đồng ở Cairo. Các nhà phát triển có thể chọn phương pháp phù hợp nhất với họ:
Viết mã tự nhiên ở Cairo: Với việc phát hành Cairo 1.0, giờ đây các nhà phát triển có thể sử dụng ngôn ngữ Rust tiện lợi và an toàn, giúp viết logic chương trình dễ dàng hơn và ít mắc lỗi hơn.
**Khả năng tương thích của Solidity:**Các nhà phát triển Solidity có thể viết mã mà Cairo VM có thể sử dụng. Cách tiếp cận này cung cấp trải nghiệm dành cho nhà phát triển tương tự như Ethereum và làm cho các hợp đồng thông minh của Solidity có thể di chuyển đến Starknet. Có hai cách để đạt được điều này:
**Bản dịch: **Bản dịch là quá trình chuyển đổi mã nguồn được viết bằng ngôn ngữ lập trình này sang ngôn ngữ khác. Nhóm Nethermind đã tạo bộ chuyển mã Warp để chuyển mã Solidity sang Cairo. Warp làm cho các hợp đồng thông minh của Solidity có thể di chuyển sang Starknet, biến nó thành zkEVM Loại 4 một cách hiệu quả. Nó đã được sử dụng để dịch và triển khai các hợp đồng Uniswap với những thay đổi tối thiểu.
zkEVM trên Starknet: Máy ảo Cairo có thể được sử dụng để chứng thực việc thực thi máy ảo khác. Kakarot là một zkEVM được viết ở Cairo có thể được sử dụng để chạy các hợp đồng thông minh Ethereum trên Starknet. Cairo VM và zkEVM không phải là cách tiếp cận cạnh tranh, chúng ta có thể có cả Cairo VM và zkEVM thay vì chọn giữa Cairo VM và zkEVM!
Mặc dù tồn tại trong thời gian ngắn, nhưng Cairo là ngôn ngữ hợp đồng thông minh phổ biến thứ tư của TVL và đã nhận được hơn 350 triệu đô la tài trợ.
Tóm tắt
**zkEVM nhằm mục đích tái tạo môi trường Ethereum dưới dạng tổng hợp và cho phép các nhà phát triển sử dụng các công cụ Ethereum quen thuộc. Tuy nhiên, cách tiếp cận này hạn chế toàn bộ tiềm năng của bằng chứng hợp lệ và có thể sử dụng nhiều tài nguyên. **
Cairo VM được thiết kế cho các hệ thống chứng minh tính hợp lệ mà không có giới hạn của EVM. Nó được hỗ trợ bởi một ngôn ngữ lập trình lấy cảm hứng từ Rust mới, an toàn và tiện dụng có tên là Cairo 1.0, tạo thành một công cụ mạnh mẽ nhằm đạt được hiệu quả tối đa bằng cách nhân rộng Ethereum với bằng chứng STARK.
Thật thú vị khi thấy những gì Cairo đạt được mỗi tuần và sự phát triển của các tùy chọn khác nhau dành cho nhà phát triển, chẳng hạn như Kakarot zkEVM và Warp. Khi dApp Starknet đi vào sản xuất, thể hiện sức mạnh của Cairo, chúng tôi tin rằng nó sẽ được sử dụng cho các dự án đầy tham vọng hơn trong tương lai.
Nhờ ba cách để mở rộng quy mô STARK được nêu ở trên và những cách khác chắc chắn sẽ được cung cấp trong những tháng tới, các nhà phát triển giờ đây có quyền kiểm soát chưa từng có đối với việc mở rộng quy mô chuỗi khối.