Vitalik 参与投资，Kakarot 如何将 EVM 引入 Starknet？

分析师 s 在本文将探讨 Kakarot 的各个阶段及其优缺点，以及该项目面临的挑战和机遇。

撰文：s

编译：深潮 TechFlow

Kakarot zkEVM 是一种在 Cairo 中实现的 EVM，通过增强 EVM 的兼容性，扩展 Starknet 的生态系统，它用什么赢得了 Vitalik 和 StarkWare 的支持？分析师 s 在本文将探讨 Kakarot 的各个阶段及其优缺点，以及该项目面临的挑战和机遇。

什么是 CairoVM？

Kakarot 建立在虚拟机 （VM） CairoVM 之上，是 Starknet 的基础架构。

CairoVM 的主要特点：

• 将执行表示为多项式（方程式）以实现可证明的执行；
• 允许使用 STARK 证明所有 Starknet 交易。

什么是 Cairo？

图灵完备的 STARK 友好 CPU 架构：

• 图灵完备：系统能够计算任何可能的计算 / 程序；
• STARK 友好：StarkWare 提供的证明系统。链下计算完整性由证明者证明，由链上验证者验证。

Cairo 的工作原理

开发人员可以在 CairoVM 中使用 Cairo 编写程序，以高级语言描述要证明的陈述（statement）。这改善了开发人员的体验，因为他们可以利用零知识证明（ZKP）的可扩展性，而无需学习如何编写复杂的电路。

Kakarot 架构

Kakarot 建立在 CairoVM 之上并且是：

• EVM 字节码解释器；
• 部署在 Starknet 上的 SC；
• 用 Cairo 编写。

Kakarot 允许：

• 部署现有的 EVM SC。

Kakarot 不是：

• 区块链；
• 编译器：不将 Solidity 代码转换为 Cairo。

截至 2023 年 5 月：

• 100％的字节码架构（Type 3 zkEVM）；
• 实现了 8/9 个 EVM 预编译。

在实现 9/9 个 EVM 预编译后，Kakarot 将成为 Type 2.5 zkEVM。

Type 1 zkEVM 完全等同于以太坊，不改变以太坊系统以便更轻松地生成证明，

优点：扩展以太坊的终极解决方案。

缺点：计算密集、长时间证明（需要数小时）。

例如：Scroll、Taiko。

Type 2 zkEVM 完全等同于 EVM，对以太坊系统进行轻微修改（使用不同的哈希函数）以便：

• 更轻松的开发；
• 更快的证明生成。

优点：大多数以太坊 dApp 可用。

缺点：EVM 的效率问题和 ZK 不友好。

例如 Scroll。

Type 2.5 zkEVM 除了 Gas 成本外，等同于 EVM。它增加 EVM 中特定操作的 Gas 成本，这些操作难以通过 ZK 证明。

优点：比更广泛的 EVM 更少的风险

缺点：降低开发工具兼容性、一些 dApp 将不兼容。

Type 3 zkEVM 几乎等同于 EVM，只删除了特别难以实现的功能（例如预编译）。

优点：甚至更快的证明时间、更容易的 EVM 开发。

缺点：一些 dApp 需要重新编写。

例如：

• Scroll;
• Polygon

Type 4 zkEVM 高级语言等效，将 SC 源代码（高级语言）编译为 ZK-SNARK 友好语言。

优点：避免了大量的开销。

缺点：合约可能没有与 EVM 相同的地址、可能不支持手写的 EVM 字节码、基础设施无法转移，因为它们运行在 EVM 字节码上。

例如：

• zksync;
• Nethermind.

Kakarot 路线图 | 第 1 阶段 | 将 EVM 引入 Starknet

Kakarot 最初将作为一个 Enshrined EVM 存在于 Starknet 中。开发人员和用户体验（UX）将与 Polygon、Scroll 或以太坊完全相同。

第 2 阶段 | L3 zkEVMs

通过 Kakarot 部署 zkEVM 应用链，使它们能够利用有效性证明在 Starknet 上解决 txns。通过将 Kakarot 和 MadaraStarknet 组合成统一堆栈实现。

只需 1 次点击，Rollups 即可获取：

• 部署在 Starknet 上的特定于应用程序的 zkEVM；
• 访问 EVM 环境；
• 快速执行；
• 低 Gas：使用数据可用性解决方案。
• 安全。

通过使用 Kakarot 在 CairoVM 中运行 Solidity SC：任何在 EVM 上部署的 Solidity SC 都将能够在 Starknet 上运行，而无需更改代码。

能够兼备两者优点：

• EVM 的效率；
• 智能合约变得可证明。

第 3 阶段 | Type 1 zkEVM

为了实现这一点，Kakarot 必须：

• 在 Madara x Kakarot 全节点内使用 Cairo 编写以太坊共识规则以证明 L1 共识；
• 从 Pedersen Merkle Patricia Trie（MPT）切换到 Keccak MPT。

这取决于以太坊路线图：Verge。目前，在可证明且廉价的方式下实现 Keccak MPT 是 zkEVM 的主要兼容性阻碍因素。在 Verge 之后，Keccak 可能会被 Poseidon 替换为以太坊的首选哈希函数。

我的想法

这绝对是将 EVM 兼容性引入 Starknet 的一个重大步骤，但围绕 Kakarot 的成功还存在一些关注点。

面对以下竞争者的竞争：

• 具有不同证明系统（SNARK）的 ZK-rollup：Scroll 、zksync、Polygon、Taiko、Linea；
• Optimistic-rollups: Optimism、Arbitrum、Base;
• 不同的 zkVM：RISC Zero、Hyper Oracle 。

产品市场适应性（PMF）

总体而言，Rollup-as-a-service 是一种尚未得到验证的论点，需要考虑两个关键方面：

• 有多少 Rollup 将需要此服务？
• Rollup 是否更喜欢内部构建以实现主权和可定制性？

不断迭代产品

Kakarot 正在构建一个非常技术复杂的产品，可能需要不断迭代才能取得成功。它还依赖于多个部件，包括：

• Madara;
• DA 解决方案；
• 以太坊的路线图：The Verge 。