概要
●?L2不受与L1相同的吞吐量限制。这为L2ValidityRollup带来更高的TPS。
●?StarkNet性能路线图解决了系统中的一个关键元素：定序器。
●?我们在此展示性能改进的路线图：
定序器并行化Cairo-VM的新Rust实现Rust中的定序器重新实现●?验证者，可以处理比现在更多的事情。
介绍
大约一年前，StarkNet在主网发布。一开始，我们主要集中构建StarkNet功能性。目前，我们将重点转移至通过一系列步骤提高性能，而这将有助于增强StarkNet体验。
在这篇文章中，我们将解释为什么广泛的优化只适用于ValidityRollup，并分享我们在StarkNet上实施这些步骤的计划。其中一些步骤已经在StarkNetAlpha0.10.2中实现，该版本于测试网和主网发布。但在我们讨论解决方案之前，让我们回顾一下区块受限问题及其原因。
Andrew Kang在15分钟前将274万枚RDNT转入了币安:金色财经报道，据余烬监测，Andrew Kang在15分钟前将274万枚RDNT(79万美元)转入了币安。Andrew Kang在6月7日以0.285美元买进392万枚RDNT(111万美元)；7月14日以0.285美元的成本价卖出110万枚RDNT(31万美元)；15分钟前将剩余274万枚RDNT转入币安，若以现价0.29美元出售，Andrew Kang本次RDNT投资将实现1万美元的亏损。[2023/8/1 16:11:41]
区块空间限制：ValidityRollup与L1
在保持出块时间不变的情况下，提高区块链可扩展性和TPS的一种潜在方法是解决区块限制。这将需要区块生产者付出更多努力，需要更有效地实施这些组件。为此，我们现在将重点转移到StarkNet定序器优化上，我们将在以下部分中对此进行更详细的描述。
这里自然而然会出现一个问题。为什么定序器优化仅限于ValidityRollup，也就是说，为什么我们不能在L1上实现相同的改进并完全避免ValidityRollup的复杂性？在下一部分，我们将解释两者之间存在的根本区别，允许对不适用于L1的L2进行广泛的优化。
跨链流动性聚合器Router Protocol已集成Scroll测试网:6月27日消息，跨链流动性聚合器Router Protocol已集成Layer2解决方案Scroll测试网，支持开发人员构建IDApp，以扩展到Scroll，同时Scroll内的项目也可以通过Router Protocol访问多个区块链网络。[2023/6/27 22:01:55]
为什么L1吞吐量有限？
不幸的是，解除对L1的区块限制会遇到一个重大陷阱。通过提高区块链的增长率，我们也增加了对全节点的需求，他们试图跟上最新的状态。由于L1全节点必须重新执行所有历史记录，区块区间的大幅增加会给它们带来巨大压力，再次导致较弱的机器退出系统并将保留运行全节点的能力归向足够大的实体。最终，用户将无法自己验证状态，以及以去信任方式参与网络。
这让我们明白L1吞吐量应该受到限制，以维护一个真正去中心化和安全的系统。
为什么相同的问题不会影响ValidityRollup？
Aspen Digital 委任业务发展主管 Elliot Andrews 为首席执行官:4月1日消息，由 Everest Ventures Group 孵化的金融科技平台 Aspen Digital 宣布委任 Elliot Andrews 为首席执行官（2023 年 4 月 1 日起生效）。Elliot Andrews 将加快在亚太区业务的发展战略，并扩展至欧洲和中东等新市场，亦会重点推动平台的技术发展，使联合家族办公室、财富管理机构和其他合作伙伴能够通过 Aspen Digital 的科技技术向其客户提供投资管理数字资产的服务。
Elliot Andrews 常驻香港，于 2021 年加入 Aspen Digital 担任业务发展主管，负责监管公司在销售和市场营销、产品和运营方面的整体战略，曾担任为投资银行和机构投资者服务的金融数据及资讯平台 Dealogic 亚太区负责人。
Aspen Digital 由 Everest Ventures Group、TTB Partners 和 RIT Capital Partners（前身为 Rothschild Investment Trust）支持，覆盖数字资产与私人财富市场，并提供广泛的数字资产相关服务。[2023/4/1 13:39:33]
只有从全节点的角度考虑，我们才能看到ValidityRollup所提供的真正力量。L1全节点需要重新执行整个交易历史，以确保当前状态的正确性。StarkNet节点只需要验证STARK证明，而该验证所占用的计算资源量呈指数级下降。特别是，从头开始同步不一定涉及执行；一个节点可能会从其对等节点接收到当前状态的转储，并且只能通过STARK证明来验证该状态是否有效。这使我们能够在不增加全节点要求的情况下增加网络的吞吐量。
知情人士：Reddit计划可能在今年下半年进行IPO:金色财经报道，知情人士称，美国社交媒体公司Reddit还远未实现盈利，但它的目标是在今年晚些时候最终上市，很可能是在下半年。Reddit和包括Instacart在内的其他公司正在更新他们的IPO文件，为市场状况好转时可能的IPO做好准备。但知情人士说，包括软件公司ServiceTitan、电子商务初创公司StockX和数据安全公司Cohesity在内的其他IPO竞争者已经停止更新申报文件，基本上是把自己的计划搁置了起来。
此前报道，Reddit于Polygon网络发行的NFT系列Reddit Collectible Avatar总量已突破1000万。[2023/2/15 12:07:28]
因此，我们得出结论，L2定序器会对整个优化范围带来影响，但这在L1上是不可能的。
未来的性能路线图
在接下来的部分中，我们将讨论目前哪些计划用于StarkNet定序器。
菲律宾总统：数字化转型计划可为全球区块链中心铺平道路:金色财经报道，菲律宾总统Ferdinand Romualdez Marcos Jr分享了一项国家数字化转型计划，表明该国可能成为全球数字资产中心。总统在第一次国情咨文（SONA）中表示?，该国政府正在寻求将突破性技术整合到菲律宾日常生活的方方面面，作为东南亚国家数字化努力的一部分。?其中量子计算、人工智能、纳米技术、物联网、机器人技术、自动驾驶电动汽车、3D打印以及虚拟和增强现实等领域的突破性技术将从根本上改变商业运作方式，Marcos特别计划签署几项法案，让该国接受这些创新，包括它一直在探索的区块链技术。他透露，电子政务法、互联网交易法和适应数字服务提供商的税收改革是他的首要任务。
值得注意的是，菲律宾已经走上了数字化转型的道路。区块链/分布式账本技术 (DLT) 是几个政府半国营机构关注的一项技术。[2022/7/30 2:47:15]
定序器并行化
我们路线图的第一步是将并行化引入交易执行。这是在昨天在主网上发布的StarkNetalpha0.10.2中引入的。我们现在深入了解什么是并行化。
那么“交易并行化”是什么意思？并行执行一个交易块是不可能的，因为不同的交易可能是相互依赖的。这在以下示例中进行了说明。一个包含来自同一用户的三笔交易的区块：
●?交易A：将USDC换成ETH
●?交易B：为NFT支付ETH
●?交易C：USDT换BTC
显然，TxA必须在TxB之前发生，但TxC完全独立于两者并且可以并行执行。如果每笔交易需要1秒来执行，那么通过引入并行化，出块时间可以从3秒减少到2秒。
问题的症结在于我们事先并不知道交易的依赖关系。实际上，只有当我们从示例中执行事务B时，我们才能看到它依赖于事务A所做的更改。进一步说，这一依赖性源于事务B从事务A写入的存储单元中读取这一事实。我们可以将交易画成一个依赖图，其中存在从交易A执行至交易B，当且仅当A写入一个由B读取的存储单元，因此必须在B之前执行。下图显示了依赖图的示例：
在上面的示例中，每一列都可以并行执行，这是最佳安排。
为克服事先不知道依赖图的事实，我们本着AptosLabs开发的BLOCK-STM的精神，将optimistic并行化引入到StarkNet定序器中。在该范式下，我们乐观地尝试并行运行事务并在发现冲突时重新执行。例如，我们可以并行执行图1中的交易1-4，之后才发现Tx4依赖于Tx1。因此，它的执行是无用的。在这种情况下，我们将重新执行Tx4。https://malkhi.com/posts/2022/04/block-stm/
请注意，我们可以在optimistic并行化之上添加许多优化。例如，与其天真地等待每次执行结束，我们转而可以在发现使它无效的依赖项时中止执行。
另一个例子是优化重新执行哪些交易的选择。假设包含图1中所有事务的块被送入具有五个CPU内核的定序器。首先，我们尝试并行执行交易1-5。如果完成顺序是Tx2，Tx3，Tx4，Tx1，最后是Tx5，那么只有在Tx4已经执行完之后，我们才会发现依赖Tx1→Tx4——说明应该重新执行。天真地，我们可能也想重新执行Tx5，因为考虑到Tx4的新执行，它的行为可能会有所不同。然而，我们可以遍历由执行已经终止的交易构建的依赖图，只重新执行依赖于Tx4的交易，而不是仅仅重新执行现在无效的Tx4之后的所有交易。
Cairo-VM的新Rust实现
StarkNet中的智能合约是在Cairo中编写的，并在Cairo-VM中执行，该规范出现在Cairo白皮书中。目前，定序器正在使用Cairo-VM的python实现。为优化VM实现性能，我们发起使用Rust重写VM的工作。感谢Lambdaclass的出色工作，他们现在是StarkNet生态系统中一个非常宝贵的团队，这项工作很快就会取得成果。
VM的rust实现，cairo-rs，现在可以执行原生Cairo代码。下一步是处理智能合约的执行，以及与pythonic定序器的集成。一旦与cairo-rs集成，定序器的性能有望显着提高。
Rust中的定序器重新实现
我们从python到rust以提高性能的转变不仅限于CairoVM。除了上述改进之外，我们还计划用Rust从头开始，重写定序器。除了Rust的先天优势之外，这还为序列器的其他优化提供了想象空间。举几个例子，我们可以享受cairo-rs的好处，而无需为python-rust通信支付费用，我们可以完全重新设计状态的存储和访问方式。
证明者
在整篇文章中，我们都没有提到ValidityRollup中最知名的元素——证明者。可以想象，作为可以说是架构中最复杂的组件，它应该是瓶颈，因此也是优化的重点。有趣的是，现在StarkNet的瓶颈是更“标准”的组件。今天，特别是对于递归证明，我们可以将比测试网/主网上的当前流量更多的交易放入证明中。事实上，目前，StarkNet区块与StarkEx交易一起得到证明，后者有时会产生数十万NFT铸造交易。
总结
并行化、Rust等——为即将到来的StarkNet版本中改进的TPS做好准备。
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