作者：StarkWare 编译：Cointime.com 237

摘要：

1、SHARP（SHARed Prover）生成聚合Cairo程序的STARK证明，使任何应用程序都可以提交交易到同一个证明中。类似于UberPool的“拼车”模式，这意味着即使是小型应用程序也可以访问STARK扩展的巨大能力。

2、只要是用Cairo编写的，SHARP都可以证明，无论dApp有多么多样化。在以太坊主网上，将约22万个交易处理为一个单独的证明。

3、使用SHARP进行递归证明可以并行处理和验证多个STARK证明，提高可扩展性和效率。

4、即将推出的SHARP动态布局自定义功能将进一步降低燃料费用，最高可达30%。

扩展之旅

以太坊的扩展是一次旅程。为了找到进一步提高扩展能力的解决方案，需要不断创新。在2020年6月，StarkWare推出了基于STARK的第一个Layer 2扩展解决方案StarkEx。2020年9月，它宣布推出Cairo，这是第一种专为与STARK证明实现最大效率而设计的编程语言。Cairo及其允许的通用计算为任何业务逻辑和任意计算语句的证明提供了快速和安全的编码方式。随着这项创新的推出，一批新的开发者加入了StarkWare生态系统。

但是，虽然这些开发者希望获得StarkEx的可扩展性、安全性和效率，但他们的项目中的交易活动并不足以填满一个STARK证明。同样，用户仍然受到以太坊网络拥堵引发的燃料费用上涨的不可预测性的限制。

然后，SHARP来了。

什么是SHARP？

SHARP（SHARed Prover）是一个强大的系统，专为生成聚合的Cairo程序的STARK证明而设计。Cairo作为一种通用计算编程语言，可以容纳多种代码逻辑在一个单一证明中。SHARP在链下处理交易批次，并验证它们在链上的计算证明，将所有交易的成本分摊到一个单一证明中。生成的统一STARK证明通过一个链上的Solidity验证合约进行验证，使SHARP能够提高吞吐量、减少燃料费用并最小化延迟。

例如，SHARP可以处理来自完全不同程序和逻辑的任何Cairo代码，甚至包括NFT铸造和Starknet网络操作系统。如果是Cairo代码，SHARP都可以证明，并且可以将多种程序聚合在一个证明中。SHARP带来的效率意味着能够将数千个交易捆绑到一个主网的单一证明中。在链上处理证明的成本将在批处理中的所有交易之间分摊，因此捆绑的交易越多，每个交易的燃料费用就越低。

让我们用一个例子来阐述这个想法：

假设你和你的姐姐要为父母购买礼物-一个新手机、一个杯子和一件T恤。每个礼物都是从不同的在线零售商订购的，并将在不同的日期送到你们各自的家中，大小和包装也不同。你们的计划是将每件物品包装好并通过邮寄寄给父母。

然而，邮局出现了一个困境。小型和中型包装箱都不可用，只剩下大号的通用包装箱。这提供了两个选择：

选项1：每件物品到达后单独打包并寄出。虽然这可能加快了单个礼物的寄送速度，但需要额外的工作来打包三个独立的包裹，并且需要前往邮局三次以发送三个独立的包裹。结果，这种方法既不节省时间，也不划算。

选项2：将所有物品一起打包并寄出一个大号包装箱。这意味着你只需处理一个包装箱，而不是三个。

在这个例子中，SHARP就是选项2，允许资源的高效利用和更流畅的时间管理。

SHARP

虽然SHARP是为StarkWare生态系统设计的，但它能够证明任何具有有效执行的Cairo程序。它在节省时间和成本方面的效率使得SHARP成为需要创新证明方法的任何问题的解决方案。

自SHARP诞生以来，它经历了一系列的效率升级。其中最强大的之一是从线性模型向递归模型的转变。

通过递归证明，SHARP在每个语句到达时就进行证明，而不是先收集一批语句以填满一个证明，然后再开始整个语句组的处理过程。这是一种对计算语句进行验证的时间高效方式，比计算本身更快。

这是通过并行处理传入的语句来实现的，可以绕过之前需要在接收到所有单个语句后才能证明组合语句的可扩展性障碍。现在，SHARP不仅可以证明数千个交易的正确性，还可以使用相应的STARK验证器验证多个STARK证明。这允许生成一个单一证明，证明多个上游证明的有效性。

实施递归后，SHARP立即证明传入的语句。从那里开始，这些证明本身可以重复证明并合并为递归证明。这个递归证明过程会一直进行，直到最终的证明被提交给链上的Solidity验证合约。就像一个嵌套模式：一个Cairo程序验证上游证明，进而生成一个新的证明，并由STARK验证器确认其有效性。

与我们比喻中的邮局最初只提供一个标准大小的包装箱不同，递归SHARP引入了一项突破性的创新，推出了不同尺寸的小型包装箱，每个箱子都专门为一个特定物品设计。虽然这些箱子并不完全适应每个特定物品的尺寸，但这种创新的方法使得可以在物品到达时就使用较小的箱子进行包装，消除了未使用空间的不必要费用，并减少了延迟。与等待所有三件礼物都收到后将它们打包到一个大箱子中不同，较小的箱子可以在所有礼物准备好后立即进行打包和准备发货。

下一步：动态布局

我们的团队目前正在开发动态布局作为SHARP服务的下一个定制功能。通过动态布局，证明者将根据每个特定逻辑计算所需的资源，并相应地生成一个定制的证明。

再次以邮局类比的方式，可以将动态布局比作定制的运输包装箱的概念。这些定制箱子完美地适应每个礼物的形状，确保您只为所需的准确尺寸付费，避免不必要的费用。同样，通过动态布局，我们将为每个逻辑和其所需的唯一计算资源创建一个定制的证明，确保您只为使用的计算付费。如果是Cairo代码，SHARP可以准确地进行证明。

我们的团队希望在下一个SHARP版本中引入这种提高适应性和效率的改进。动态布局将旨在大幅降低燃料费用。

通过充分利用基于STARK的递归证明生成的能力，这项技术极大地提高了以太坊网络的可扩展性和效率。