서클 스타크와 스투에 대한 설명: 증명자를 위한 100배 성능 향상

출처: 스탁넷 중국어

소개

이 글의 중간 세 단락(아래)은 번역되지 않은 상태로 Circle STARK 수학적 원리 및 공식을 설명하며, 자세한 내용은 원본 글을 참조하세요:

• 스타크 효율성이란 작은 숫자를 의미

• 효율성이란 곱셈 구조 최적화를 의미

• Out of the Box (도메인)

Circle STARK와 Stwo가 흥미로운 이유는 무엇인가요?

지난달에 발표된 연구는 이더리움이 STARK를 출시한 이후 확장 기술 분야에서 가장 흥미로운 돌파구 중 하나입니다. 이 연구의 수학은 복잡하지만, 고전적인 원형(그림 1 참조)을 사용함으로써 STARK의 증명 가능성을 100배 이상 증가시켰습니다.

이 연구는 Polygon Labs의 울리히 하벡과 StarkWare의 데이비드 레빗, 샤하르 파피니가 공동으로 수행한 것으로 다양한 애플리케이션에 활용될 예정이며, StarkWare는 Stwo 증명자를 구축하고 오픈소스로 공개하여 신속하게 실용화할 수 있게 되어 영광입니다. 이 글에서는 가능한 한 가장 간단한 방법으로 수학과 그 중요성을 설명하기 위해 최선을 다하겠습니다.

스타크의 확장성과 투명성

스타크라는 용어는 2017년 스탠포드 블록체인 컨퍼런스에서 처음 접하게 되었습니다. STARK는 계산 무결성을 보장하기 위한 일련의 프로토콜을 정의하며, 특히 확장성과 투명성에 중점을 두고 있습니다. 확장성은 계산 무결성에 대한 증명을 빠르고 저렴하게 생성하고 검증하여 대중이 광범위하거나 비용이 많이 드는 프로세스에 의존할 필요가 없도록 하는 것을 의미합니다. 이 기능은 여러 엔터티에 걸쳐 무결성 검사를 적용하는 데 매우 중요하며, StarkWare를 통해 블록체인 컴퓨팅의 개선을 주도합니다.

스타크의 투명성은 '신뢰 설정'의 제거를 의미하며, 모든 프로세스는 공개 무작위성을 기반으로 하여 신뢰 가정을 줄입니다. 이는 특히 시스템의 매개변수를 활용할 수 있는 영향력 있는 주체에 대해 계산의 무결성을 유지하는 데 매우 중요합니다.

확장성과 투명성은 안전하고 확장 가능하며 투명하고 개방적인 검증 방법을 제공하는 STARK 기술의 핵심을 함께 정의합니다. 검증 시스템이 이러한 원칙을 따르도록 하는 것은 유효하고 신뢰할 수 있는 운영을 유지하는 데 매우 중요합니다. 시스템을 STARK라고 부르든 다른 이름으로 부르든, '확장성'과 '투명성'의 중요한 이점을 인식하고 현지 증명 제공자에게 증명 시스템에 이 두 가지가 모두 있는지 문의하세요.

서클 스타크에서 스투로?

스투(즉, 스타크 투)는 현재 스톤(즉, 스타크 원)을 보강하고 가속하며 궁극적으로 대체하도록 설계된 차세대 스탁넷 증명자입니다. Stwo는 스톤보다 100배 더 효율적일 것으로 예상되며, M31 기반 서클 스타크 기술(위에서 설명한 것)을 비롯해 더 많은 기술을 사용할 것입니다. 다른 혁신으로는 로그업 및 합계 확인 프로토콜(예: Haböck과 Papini의 최근 연구), 다양한 개수를 가진 다항식("혼합 개수")의 동시 처리, 회로 및 가상 머신 인코딩을 위한 새로운 인프라 등이 있습니다. 따라서 스톡 증명 규모가 스톤의 100배로 늘어날 것으로 예상되는 것 외에도 새로운 컴파일러와 가상 머신을 도입할 때 유연성이 향상되어 개발 속도가 빨라지는 등 Stwo의 다른 이점도 기대할 수 있습니다. 여기에서 Stwo에 대해 자세히 알아보세요.

네트워킹 비용을 획기적으로 절감하기 위한 계획의 청사진에는 트랜잭션 비용을 절감하는 메커니즘이 포함되며, 이 중 일부는 즉시 적용될 예정입니다. 이 계획은 여러 단계로 구성되어 있으며, 그 중 일부는 병렬적으로 진행되어 여러 가지 방식으로 고비용 거래 문제를 해결할 것입니다.

KZG 커미트먼트와 페어 기반 SNARK?

KZG 커미트먼트는 스톤, 스투 및 기타 스타크에서 사용하는 FRI 프로토콜의 주요 경쟁자이며, 많은 페어 기반 SNARK의 수학적 기반이 되는 프로토콜입니다. 그리고 많은 페어링 기반 스나크의 수학적 기반이 되는 프로토콜입니다. 가장 큰 장점은 최종 증명이 매우 단순하여 약 200바이트만 필요하다는 점입니다(FRI와 현재 STARK에 필요한 수 킬로바이트와는 대조적임). 또 다른 장점은 특정 KZG 매개변수 설정을 위해 미리 컴파일된 양식을 통해 이더넷에서 최적화를 지원하고, DankSharding을 통해 핵심 이더넷 프로토콜에 통합된다는 점입니다. 이러한 최적화 지원은 이더넷에 특화된 사전 컴파일된 최적화 지원을 활용하기 위해 많은 STARK 시스템(예: Polygon, RiscZero, ZKsync에서 사용하는 시스템)이 SNARK 안에 캡슐화되는 이유를 설명합니다. 특정 증명 시스템에 대한 특정 최적화 지원이 존재하는 한, 팀은 STARK를 SNARK 안에 래핑하는 것을 고려할 것이며, 이와 같은 더 많은 것을 기대할 수 있습니다. 그러나 KZG 안전 소수(현재 모범 사례에 따르면 이러한 소수는 380바이트 이상이어야 합니다.) ), M31 곱셈은 100배 이상 빠르기 때문에 규모와 처리량 측면에서 KZG 및 페어링 기반 시스템이 Stwo만큼 효율적이지 않을 가능성이 높습니다. 타원 곡선 수학 및 페어링 기반 SNARK 분야의 혁신 범위는 놀랍지만, 이러한 SNARK는 비효율적일 뿐만 아니라 신뢰할 수 있는 설정이 필요하고 양자 컴퓨터의 공격에 취약하다는 점을 염두에 두어야 합니다. 즉, 효율성, 보안성, 미래에 대한 적응성 측면에서 소규모 유한 도메인 기반의 STARK가 더 나은 선택입니다.

마지막 생각

서클 STARK는 이론에서 실무로 옮겨간 STARK 기술 분야의 흥미로운 진전이며, 점점 더 정교해지는 STARK 증명의 지속적인 개발의 최신 이정표이기도 합니다. 앞으로 이러한 증명은 새로운 도전에 직면하게 될 것이며 아직 상상하지 못했던 응용 분야를 열게 될 것입니다.

블록체인의 확장에 기하급수적인 성장을 가져올 시스템에 깊고 매혹적인 수학이 적용되는 것을 보는 것은 특히 흥미진진한 일입니다. 블록체인 분야의 ZK 기술은 최첨단 '달의 수학'을 활용하여 혁신적인 제품을 만드는 데 사용한 적이 여러 번 있습니다. 예를 들어, 지캐시는 블록체인에서 금융 프라이버시를 제공하기 위해 범용 회로용으로 배포된 최초의 ZK-SNARK 시스템을 구축했고, 스타크는 이더리움에서 가장 효율적인 미래형 확장 기술이며, 카이로는 증명 가능한 코드 작성을 위한 차세대 스마트 컨트랙트 언어입니다. 서클 스탁과 스투가 기대를 뛰어넘는 또 어떤 환상적인 애플리케이션과 새로운 수학을 보여줄지 기대가 됩니다!