Pelaksanaan asli Kaherah Starknet menggunakan bahasa pengaturcaraan tersuainya, Kaherah, untuk meningkatkan kebolehskalaan, mengurangkan kos dan meningkatkan prestasi kontrak pintar. Walau bagaimanapun, cabaran timbul daripada keperluan untuk penggunaan pembangun yang lebih luas, keserasian alatan dan mengimbangi inovasi dengan kebolehcapaian merentas ekosistem.

Pengenalan: pelaksanaan Starknet dan Kaherah

Starknet ialah protokol Ethereum Layer 2 (L2) yang memanfaatkan bukti STARK (Hujah Pengetahuan Telus Ringkas) kriptografi untuk menggerakkan pengiraan yang boleh disahkan pada skala. Seperti blok blok L2 yang lain, Starknet mampu menawarkan skalabiliti dan keselamatan yang bermakna untuk transaksi L2 sambil mengekalkan desentralisasi.

Di teras Starknet terletak mesin maya Kaherah (VM), persekitaran pelaksanaan yang dibina khas yang direka untuk memanfaatkan keupayaan bukti kriptografi STARKs. Tidak seperti VM lain, VM Kaherah Starknet direka untuk menjalankan program yang boleh dibuktikan—yang mengurangkan overhed yang dikaitkan dengan penjanaan bukti untuk mengesahkan pengiraan. Ini membolehkan Starknet memproses sejumlah besar transaksi sambil mengekalkan pengesahan tanpa amanah.

Bagaimanapun, ukuran sebenar prestasi Starknet—seperti yang dialami oleh pengguna akhir—bergantung pada kelajuan penjujukannya memproses urus niaga dan mengesahkan hasil pelaksanaan. Juga dikenali sebagai "pengesahan lembut", pengesahan penjujukan kejayaan transaksi (atau kegagalan) berguna untuk pengguna sensitif masa yang ingin mengelak daripada menunggu urus niaga dimuktamadkan pada Ethereum L1 sebelum mengetahui status transaksi.

Seperti yang terdapat pada hari ini, pemprosesan transaksi Starknet sangat bergantung pada kecekapan penjujukan. Sequencer bertanggungjawab untuk menerima, mengatur dan membuktikan transaksi sebelum menyerahkannya kepada Ethereum untuk pengesahan akhir. Walaupun Starknet menggunakan penjujukan tunggal pada masa ini, ia merancang untuk mengasingkan penjujukan untuk rintangan penapisan yang lebih baik dan toleransi kegagalan yang lebih tinggi (satu penjujukan luar talian tidak boleh menurunkan rangkaian).

Pada 29 Oktober, Starknet merekodkan purata 127 transaksi sesaat (TPS) dalam tempoh 24 jam berterusan. Ini bukan hanya satu kali kemuncak tetapi pencapaian prestasi berterusan yang dicapai semasa operasi biasa, mempamerkan keupayaan rollup untuk mengendalikan volum transaksi yang tinggi dalam keadaan dunia sebenar. Di samping pencapaian ini, prestasi Starknet terserlah kerana pengesahan transaksi sepantas kilatnya (purata di bawah dua saat) dan yuran ultra-rendah ($0.002 setiap transaksi)—menjadikannya penyelesaian yang kos efektif dan cekap untuk menskalakan Ethereum.

Mengekalkan tahap prestasi ini memerlukan inovasi berterusan, walau bagaimanapun, terutamanya apabila permintaan pengguna meningkat. Di sinilah penambahbaikan Starknet yang akan datang kepada model pelaksanaannya mula bermain, memperkenalkan pengoptimuman yang menjanjikan bukan sahaja pemprosesan transaksi yang lebih pantas tetapi juga penggunaan sumber yang lebih cekap. Perkembangan ini menandakan langkah kritikal ke arah meningkatkan persekitaran pelaksanaan Starknet untuk memenuhi permintaan ekosistem yang berkembang pesat.

Starknet telah pun memperkenalkan peningkatan transformatif kepada seni binanya untuk meningkatkan prestasi dan meningkatkan UX (cth, pelaksanaan selari dan pembungkusan blok melalui peningkatan Bolt). Inovasi ini telah mengurangkan masa pemprosesan transaksi dan kos gas secara drastik dengan membolehkan penjujukan mengendalikan transaksi dengan lebih cekap. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang peningkatan Bolt dan cara ia meningkatkan kebolehskalaan Starknet, baca penjelasan Starknet Bolt kami.

Membina asas ini, Starknet kini memfokuskan untuk mengoptimumkan lagi persekitaran pelaksanaannya dengan Cairo-Native. Penambahbaikan yang akan datang akan mentakrifkan semula cara transaksi diproses, beralih daripada emulasi berasaskan mesin maya kepada pelaksanaan asli. Perubahan ini menjanjikan peningkatan ketara dalam kelajuan pemprosesan dan kecekapan sumber, memastikan Starknet dapat memenuhi permintaan pengguna yang semakin meningkat.

Dalam bahagian berikut, kami akan melihat dengan lebih dekat persekitaran pelaksanaan Starknet dan menyelami lebih mendalam tentang cara VM Kaherah dan seni bina yang lebih luas sedang dibayangkan semula untuk menyokong fasa kebolehskalaan dan kecekapan seterusnya. Jom terjun!

Pengenalan yang lembut kepada pelaksanaan Kaherah-Native

Persekitaran pelaksanaan Starknet telah berkembang dengan ketara dari semasa ke semasa untuk meningkatkan prestasi dan memastikan keselamatan. Pada mulanya, Starknet bergantung pada saluran paip yang mudah di mana kod Kaherah peringkat tinggi disusun terus ke dalam CASM (Cairo Assembly) untuk dilaksanakan. Walaupun pendekatan ini berkesan, ia menyebabkan rangkaian terdedah kepada ketidakcekapan dan risiko keselamatan. Sebagai contoh, kod tidak sah tidak dapat dibuktikan, dan penjujukan telah terdedah kepada kemungkinan serangan DoS kerana kekurangan perlindungan dalam perakaunan gas.

Untuk menangani isu ini, peningkatan Cairo 1.0 memperkenalkan Sierra, perwakilan perantaraan (IR) yang menguatkuasakan keselamatan melalui reka bentuk. Diilhamkan oleh bahasa seperti Rust, Sierra memastikan pembangun mengikuti corak pengekodan yang lebih ketat, menghapuskan ralat masa jalan dengan berkesan dan membolehkan perakaunan gas yang tepat. Peningkatan ini sudah pun disiarkan secara langsung di mainnet Starknet dan menandakan satu langkah penting ke arah persekitaran pelaksanaan yang lebih mantap dan selamat.

Cairo-Native membina kemajuan ini dan meningkatkan lagi prestasi Starknet dengan membolehkan pelaksanaan asli. Pelaksanaan asli ialah perlepasan daripada corak pelaksanaan program sebelumnya dalam VM Kaherah dan mewakili lonjakan seterusnya dari segi prestasi untuk Starknet.

Bagaimanakah pelaksanaan hukuman mati Kaherah-Native berfungsi?

Sebelum ini, penjujukan Starknet melaksanakan program menggunakan mesin maya yang meniru kod, yang memperkenalkan overhed yang ketara dan memperlahankan pemprosesan transaksi. Emulasi dalam konteks ini melibatkan pengaturcaraan CPU untuk berkelakuan seperti CPU Kaherah teori, mentafsir arahan langkah demi langkah. Walaupun berfungsi, proses ini sememangnya tidak cekap kerana ia menghalang CPU daripada menggunakan sepenuhnya keupayaan asli dan gaya pelaksanaannya.

Sebaliknya, pelaksanaan asli menghapuskan kejanggalan ini, membenarkan program berjalan terus pada sistem pengendalian dalam set arahan asli CPU. Perubahan ini secara mendadak meningkatkan kelajuan pelaksanaan dan kecekapan sumber, membolehkan Starknet memproses urus niaga dengan lebih pantas berbanding sebelum ini.

Untuk mencapai matlamat ini, pelaksanaan Kaherah-Native mengintegrasikan teknologi kompilasi termaju seperti MLIR ( Perwakilan Perantaraan Berbilang Tahap ) dan LLVM ( Mesin Maya Tahap Rendah ). Alat ini digunakan secara meluas dalam pembangunan perisian moden untuk menyusun kod ke dalam arahan peringkat mesin yang dioptimumkan.

Cairo-Native mengambil program Sierra dan menyusunnya ke dalam bentuk perantaraan, MLIR, yang juga membolehkan pengoptimuman yang canggih, manakala LLVM selanjutnya menyusunnya ke dalam boleh laku asli yang disesuaikan untuk sistem pengendalian asas. Proses penyusunan dwi-lapisan ini memastikan bahawa boleh laku yang dijana adalah pantas, cekap dan bersedia untuk pelaksanaan terus tanpa sebarang overhed tambahan.

Kesan peningkatan ini pada prestasi penjujukan (dan rangkaian secara amnya) adalah mendalam:

• Kelajuan yang dipertingkatkan: Dengan mengalih keluar keperluan untuk emulasi VM, pelaksanaan asli membolehkan penjujukan memproses transaksi dengan lebih pantas dengan ketara, mengurangkan kependaman merentas rangkaian.
• Penggunaan sumber yang lebih baik: Boleh laku yang dioptimumkan yang dijana oleh LLVM menggunakan sumber sistem dengan lebih baik, membolehkan penjujukan mengendalikan volum transaksi yang lebih tinggi.
• Kos yang lebih rendah: Walaupun pelaksanaan yang lebih pantas sahaja tidak segera diterjemahkan kepada pengurangan bayaran gas kerana ketiadaan mekanisme bayaran, Starknet terus menunjukkan kecekapan kos. Sebagai contoh, semasa prestasi pemecahan rekod Starknet, bayaran gas purata sekitar $0.002 setiap transaksi. Kemas kini 0.13.4, yang memperkenalkan Cairo-Native, juga termasuk penambahbaikan berkaitan harga. Walau bagaimanapun, penambahbaikan ini tidak berkaitan secara langsung dengan Kaherah-Native itu sendiri. Walaupun potensi penuh skalabiliti Cairo-Native pada yuran transaksi masih belum direalisasikan, menggabungkan skalabiliti ini dengan peningkatan berkaitan yuran masa depan meletakkan Starknet sebagai penyelesaian yang sangat berpatutan dan berskala untuk Ethereum.
• Inovasi yang dipertingkatkan: Keuntungan prestasi daripada pelaksanaan asli membolehkan aplikasi yang lebih kompleks dan dinamik berkembang maju di Starknet, membuka pintu kepada kes penggunaan dan peluang yang inovatif untuk pembangun.

Walaupun pelaksanaan asli membawa peningkatan kelajuan yang ketara, kebimbangan semula jadi timbul bagi pembangun mengenai aliran kerja dwi-pelaksanaan antara penjujukan dan prover. Walaupun penjujukan mendapat manfaat daripada menjalankan urus niaga menggunakan artifak asli untuk kelajuan, prover masih bergantung pada VM Kaherah untuk melaksanakan urus niaga langkah demi langkah, memastikan ia boleh dibuktikan kepada pengesah STARK Ethereum.

CASM masih digunakan dalam proses ini, kerana ia adalah perwakilan yang disahkan oleh pengesah STARK pada Ethereum. Dualiti ini—melaksanakan transaksi yang sama melalui dua sistem berbeza—boleh menimbulkan persoalan yang sah tentang konsistensi dan ketepatan. Secara khususnya, bagaimanakah kita boleh yakin bahawa hasil daripada pelaksanaan asli dan pelaksanaan VM Kaherah akan sentiasa sepadan?

Jawapan ringkasnya terletak pada ujian dan pengesahan yang ketat. Khususnya, pasukan LambdaClass menjalankan ujian ulangan yang meluas, satu proses di mana blok Starknet sejarah dilaksanakan semula di bawah sistem baharu untuk memastikan setiap transaksi menghasilkan keputusan yang sama.

Ujian main semula ialah kaedah kritikal untuk mengesahkan bahawa walaupun dengan dua laluan pelaksanaan yang berbeza, output tetap konsisten. Oleh itu, pembangun boleh yakin bahawa proses pengesahan yang meluas ini dapat meminimumkan risiko percanggahan dengan ketara.

Selain itu, perlu diperhatikan bahawa Starknet sentiasa beroperasi dengan dua aliran pelaksanaan yang berasingan. Malah sebelum Cairo-Native, penjujukan tidak bergantung sepenuhnya pada VM Kaherah untuk tugas seperti syscalls atau akses negeri. Ini telah dikendalikan secara berbeza, dengan prover memfokuskan pada menghasilkan bukti kriptografi untuk mengemas kini keadaan Starknet pada Ethereum.

Dalam pengertian ini, pengenalan pelaksanaan asli mewakili evolusi—bukan penyingkiran—dari seni bina Starknet yang mantap. Ini juga bermakna pembangun harus mempunyai sedikit isu mereka bentuk aplikasi untuk berfungsi dengan model pelaksanaan baharu Starknet.

Secara keseluruhan, Cairo-Native membuka tahap kebolehskalaan dan kelajuan baharu untuk Starknet. Dengan beralih daripada emulasi berasaskan VM kepada pelaksanaan asli, rangkaian boleh menyokong lebih ramai pengguna, mengendalikan volum transaksi yang lebih besar dan memberikan pengalaman yang lancar untuk pembangun dan pengguna akhir. Transformasi ini mengukuhkan kedudukan Starknet sebagai penyelesaian L2 yang terkemuka dan membuka jalan kepada inovasi yang lebih besar dalam ekosistem Ethereum.

Cairo-Native vs Cairo: Perbandingan model pelaksanaan Starknet

Cairo-Native menandakan peningkatan terobosan dalam persekitaran pelaksanaan Starknet—yang memberikan percepatan ketara berbanding VM Kaherah tradisional. Melalui penanda aras yang luas yang dijalankan oleh LambdaClass dan Nethermind, keuntungan prestasi daripada pelaksanaan asli telah dikira, menyerlahkan keupayaan Cairo-Native untuk meningkatkan urus niaga dan kelajuan pemprosesan kontrak secara drastik.

Penanda aras pelaksanaan

Penanda aras mendedahkan bahawa Cairo-Native mencapai kelajuan purata 5x berbanding VM Kaherah, dengan peningkatan prestasi antara 1.5x hingga 20x, bergantung pada kontrak tertentu. Keputusan ini lebih daripada sekadar nombor—ia menggambarkan cara pelaksanaan asli memberi manfaat secara langsung kepada pengguna dan pembangun.

Contohnya, pemindahan STRK mudah antara dua akaun Argent bukan sahaja selesai 2.3x lebih pantas tetapi juga menunjukkan kelajuan 4.8x dalam logik kontrak ERC-20. Bagi pengguna, ini bermakna masa menunggu yang lebih rendah untuk transaksi dan interaksi yang lebih lancar dengan aplikasi terdesentralisasi (dApps). Bagi pembangun, peningkatan ini memastikan aplikasi mereka berfungsi dengan lebih pantas dan lebih dipercayai, walaupun di bawah beban rangkaian yang berat.

Dalam senario yang lebih mencabar seperti pertukaran STRK/ETH atau aplikasi permainan seperti Influenceth , faedahnya lebih ketara. Urus niaga Influenceth mencatatkan kelajuan transaksi 10.5x, dengan beberapa pelaksanaan kontrak bertambah baik sebanyak 70x. Kemajuan ini memperkasakan pembangun untuk mencipta aplikasi terdesentralisasi yang kompleks dan berprestasi tinggi, membuka jalan untuk pengalaman permainan yang lebih kaya, protokol DeFi lanjutan dan kes penggunaan intensif pengiraan yang lain​

Peralihan daripada emulasi kepada pelaksanaan asli menyokong kemajuan ini. Dengan menyusun atur cara terus ke dalam kod asli mesin, Cairo-Native menghapuskan ketidakcekapan meniru arahan Kaherah, di mana CPU pada dasarnya meniru CPU maya lain. Pelaksanaan asli membolehkan perkakasan beroperasi pada kapasiti penuh, memberikan peningkatan prestasi yang tiada tandingan merentas semua jenis transaksi.

Penanda aras kompilasi

Cairo-Native memperkenalkan saluran kompilasi yang lebih maju, menambah beberapa langkah untuk menterjemah kod Sierra ke dalam boleh laku asli. Ini termasuk proses seperti menukar Sierra kepada MLIR, mengoptimumkan kod dan akhirnya menyusunnya ke dalam arahan asli mesin. Walaupun saluran paip yang lebih kompleks ini mungkin secara intuitif kelihatan seperti ia akan meningkatkan masa penyusunan keseluruhan, penanda aras menunjukkan bahawa langkah tambahan menyumbang kepada kurang daripada 15% daripada jumlah masa penyusunan, menunjukkan bahawa proses itu kekal cekap.

Perlu diingatkan juga bahawa boleh laku asli bersaiz lebih besar berbanding artifak CASM. Peningkatan ini mencerminkan butiran tambahan dan pengoptimuman yang diperlukan untuk kod asli mesin tetapi tidak menjejaskan prestasi rangkaian. Yang penting, kompilasi hanya dilakukan sekali, pada masa kontrak digunakan pada rangkaian, memastikan langkah ini tidak memberi kesan kepada prestasi masa nyata penjujukan​

Apakah implikasi hukuman mati Kaherah untuk Starknet?

Implikasi Penduduk Asli Kaherah untuk ekosistem Starknet adalah meluas. Dengan mendayakan pelaksanaan transaksi yang lebih pantas dan cekap, peningkatan ini ditetapkan untuk meningkatkan pengalaman pengguna secara besar-besaran untuk semua aplikasi pada rangkaian. Dengan rangkaian yang diunjurkan untuk mengendalikan hampir 1000 transaksi sesaat (TPS) menjelang akhir tahun 2024, Starknet akan menjadi salah satu rantaian L2 yang paling berskala dan responsif dalam ekosistem Ethereum.

Bagi pengguna, peningkatan Kaherah-Native bermakna pengesahan transaksi yang lebih cepat dan kos yang lebih rendah. Semasa prestasi pemecahan rekod Starknet pada awal tahun ini, bayaran gas secara purata sekitar $0.002 setiap transaksi. Dengan Cairo-Native, kos ini dijangka semakin berkurangan, mengukuhkan Starknet sebagai salah satu rangkaian Layer-2 yang paling berpatutan.

Pengenalan pelaksanaan Kaherah-Native juga akan menambah kes penggunaan berikut:

Aplikasi permainan onchain

Starknet telah pun mendapat daya tarikan sebagai platform untuk permainan berasaskan blokchain, dan Cairo-Native membawanya ke peringkat seterusnya. Permainan seperti Influenceth , yang bergantung pada logik yang rumit dan interaksi pantas, akan mendapat manfaat yang ketara daripada peningkatan kelajuan. Masa pelaksanaan yang lebih pantas mengurangkan kependaman dalam permainan, membolehkan pengalaman yang lebih lancar untuk pemain.

Pembangun juga boleh memperkenalkan mekanik permainan yang lebih kompleks, seperti keupayaan berbilang pemain masa nyata dan interaksi NFT dinamik, tanpa perlu risau tentang kesesakan prestasi. Ini boleh menghasilkan kelas baharu aplikasi permainan onchain yang permainannya boleh menyaingi pesaing tradisional.

Platform media sosial

Platform media sosial terdesentralisasi menuntut pemprosesan transaksi yang tinggi dan kependaman yang rendah untuk memastikan interaksi pengguna yang lancar, seperti penyiaran, mengulas dan mengundi. Dengan Cairo-Native, platform ini boleh berskala untuk menyokong berjuta-juta pengguna, menawarkan suapan masa nyata dan reaksi serta-merta, menyaingi prestasi rakan Web2 tradisional. Kos gas yang lebih rendah meningkatkan lagi kebolehcapaian, menjadikan media sosial terdesentralisasi sebagai alternatif yang lebih berdaya maju kepada platform terpusat dan menyediakannya untuk penggunaan arus perdana.

Kewangan terpencar (DeFi)

Ekosistem DeFi di Starknet juga akan mendapat faedah dari Kaherah-Native. Operasi kewangan yang kompleks seperti pertukaran, pemberian pinjaman dan pertanian hasil memerlukan daya pemprosesan dan ketepatan yang tinggi. Masa pelaksanaan yang lebih pantas memastikan bahawa perdagangan dan pembubaran berlaku dalam masa nyata, meminimumkan gelinciran dan memberikan pengguna hasil yang lebih baik. Selain itu, yuran gas yang lebih rendah membolehkan transaksi mikro, menjadikan protokol DeFi lebih mudah diakses oleh khalayak yang lebih luas.

Kesimpulan

Pelaksanaan Kaherah-Native merupakan peristiwa penting dalam peta jalan Starknet . Dengan memperkenalkan tahap pelaksanaan baharu, Starknet bukan sahaja mengukuhkan kedudukannya sebagai platform Layer-2 yang terkemuka tetapi juga menetapkan duluan untuk ekosistem rollup Ethereum yang lebih luas. Inovasi Starknet mempamerkan bagaimana rollup boleh mencapai skalabiliti dan kecekapan yang tiada tandingan, membantu Ethereum bergerak lebih dekat kepada visi penggunaan besar-besaran sambil mengekalkan prinsip desentralisasi dan keselamatannya.

Cairo-Native menyediakan pembangun persekitaran yang teguh dan berprestasi tinggi yang menyokong aplikasi yang lebih dinamik dan inovatif. Dengan mengurangkan masa pelaksanaan dan overhed sumber, pembangun boleh menumpukan pada mencipta pengalaman yang lebih kaya dan interaktif yang sebelum ini dikekang oleh pengehadan rangkaian.

Seperti yang dinyatakan dalam tweet , masih terdapat potensi untuk pengoptimuman selanjutnya—bermakna prestasi Cairo-Native mungkin terus bertambah baik dari semasa ke semasa. Dalam pengertian ini, peningkatan kepada pelaksanaan Kaherah-Native mewakili langkah penting ke arah merealisasikan potensi penuh Starknet sebagai platform yang pantas, berskala dan mesra pembangun serta memajukan keupayaan teknologi rollup merentas ekosistem Ethereum.

Versi artikel ini pada asalnya diterbitkan di sini .