ARK:Cairo 或將取代 Solidity 的原因

在這篇文章中，我將論證Cairo可以影響即將到來的可證明計算的浪潮，就像Solidity支持可組合計算一樣。Cairo是StarkNet的原生編程語言，StarkNet是一種用于擴展以太坊的L2網絡。

當我們把智能合約僅僅看作是金融的延伸(DeFi)或網絡的泛化(web3)時，這是令人遺憾的。智能合約網絡實際上是可組合計算的平臺。

以太坊嵌入了一些允許其計算機程序互操作的標準：

透明字節碼

標準化API結構

保證正常運行時間

內置支付基礎設施

Cairo公布路線圖：新合約語法將與Starknet alpha v0.12.0共同推出:6月29日消息，編程語言Cairo公布其路線圖，為了社區便利性，創建公共板以描述即將推出的一些新功能；很快將推出新的合約語法，與Starknet alpha v0.12.0一起發布，需要進行一些代碼更改，很大程度上豐富了智能合約語言；通過Cairo1.1.0在Starknet主網上的推出以及即將到來的v2版本，已經達到了語言成熟度的一個重要里程碑。文檔、書籍和Starknet Discord等資源足夠幫助用戶開始并從Cairo 0遷移。

隨著新合約語法的發布，Cairo現在足夠穩定和豐富，足以支持復雜的應用程序，并移植現有的Cairo 0邏輯。此外，Starknet的向后兼容性保證確保即使語言發生重大變化，用戶也將有足夠的時間（至少六個月）來完成合約的開發或審核和部署。[2023/6/30 22:09:25]

完整的部署和交易沿襲

StarkWare將推出Cairo 1.0版本，支持StarkNet的無許可網絡要求:9月11日消息，零知識證明技術開發公司StarkWare宣布編程語言Cairo1.0版本，核心將是中間表示層（intermediary representation layer）Sierra，可增強可用性、安全性和便利性，支持StarkNet的無許可網絡要求，并將簡化和保護協議，目前開發已經在進行中，預計第一個版本將很快發布。

此外Cairo1.0也會影響Regenesis，StarkWare將在未來幾周內發布有關Regenesis的更多信息。

注：Cairo語言是StarkNet的原生智能合約語言，于2020年推出。[2022/9/13 13:25:48]

不同應用程序層之間無摩擦的合約

Nethermind開發團隊Nubia推出EVM到Cairo的轉譯器Wrap:以太坊客戶端Nethermind開發團隊Nubia推出EVM到Cairo的轉譯器Wrap，實現將EVM合約轉譯為Cairo語言合約并直接部署至ZK Rollup擴容方案StarkNet。Cairo語言是StarkNet的原生智能合約語言，Wrap通過將Solidity或Vyper語言的智能合約編譯為EVM字節碼，然后將該字節碼轉換為Cairo語言，并安全地保留原智能合約的語義。Nubia團隊表示，下一步的計劃將是把AMM（例如Uniswap）部署至StarkNet。[2021/8/18 22:21:16]

這些限制可能會降低開發人員的生產力，但也會以前所未有的規模激勵有狀態應用程序的組合和重用。

StarkWare的編程語言Cairo探索投票類應用場景:3月1日消息，由零知識證明研究機構StarkWare推出的專用編程語言Cairo宣布正在開發一種簡單投票機制的應用，可以支持大規模的用戶以安全的方式投票并保存在區塊鏈上，去中心化組織（DAO）也將受益于該功能。該應用會收集用戶的選票，驗證每次投票的簽名，累計在一起后更新至默克爾樹，同時將生成一個STARK證明以確保本輪投票的有效性。最后這些數據會被發送到一個鏈上的STARK驗證器智能合約，然后生效，應用的智能合約就可以驗證并更新至最新狀態。[2021/3/1 18:03:17]

Solidity是可組合計算的第一個主流語言

Solidity被創建為一種與上述標準兼容的簡單語言。它提供了:

基本狀態機功能(狀態、訪問、更新等)

無法訪問不可組合的原語(例如，外部數據饋送)

合約對合約交互的接口

用于交易費用的內置gas計量

對底層虛擬機的高性能訪問

雖然現有的編程語言可以適應可組合計算，但它們需要擴展和限制的組合，這很難合并。此外，在優化上其是與優化Solidity代碼完全不同的性能指標，這些語言的編譯器就是這么被定義的。

引入可證明的計算

StarkNet的可擴展性工具ZK-Rollups啟用了一種被稱為可證明計算的新范式。在這個范例中，我們保留了可組合計算的所有優點，但也允許程序證明它們已被執行，而無需重新運行。

這個簡單想法允許我們從一個需要重新運行交易的網絡(以太坊)轉移到一個更好的網絡(StarkNet)，在這個網絡中，通過驗證交易已以特定結果執行的證明來驗證交易，這是一個更經濟的操作。

因為這個范式是如此不同，它也需要一個不同的計算模型，有效地將程序轉換成數值理論方程，而不是在機器上執行它們。

我們可以用什么編程語言來實現呢?

Solidityvs.Cairo

考慮Solidity是很自然的。首先，它已經支持組合(調用其他智能合約)，并被廣泛采用。第二，在Solidity上部署了一系列應用程序，可以很容易地遷移到其他Layer2解決方案(包括支持可證明計算的zkSync)。第三，Solidity有一個維護良好的多層編譯器，可以適應不同的用例。

但是Solidity并不是可證明計算的固有特性。任何接受慣用的Solidity代碼并將其轉換為證明的編譯器都會遇到以下問題：

依賴于低效的數據結構，如`uint256

語言層面的可變性

缺乏高效的內置插件

沒有底層訪問

技術細節：在實踐中，有兩種不同的技術來證明通用程序(SNARK和STARK)。SNARK青睞的指令集更適合作為Solidity等語言的編譯目標。STARK提供了更多的可伸展性，同時具有不太自然的指令集。當我們說“Solidity不是可證明計算的有效語言時，我們實際上是指兩件事：1)Solidity可以有效地編碼為SNARK，但它們不像STARK那樣可擴展2)Solidity不是編譯到STARK的最佳語言，因為在Solidity中常見的構造對于STARK來說是“昂貴的”。

Cairo有上述所有解決方案：

一個稱為felt的底層字段整數數據類型是可用的(與uint256類型一起)

Cairo語言習慣上只編寫一次(類似于函數式編程語言)

正在為常見計算開發越來越多的內置非確定性提示

Cairo提供了對底層原語的完全底層訪問

Cairo編程更具挑戰性，生態系統工具仍在不斷成熟。但擴展以太坊的全部意義在于超越現有的限制，構建更好的可組合應用。如果是這樣，為什么止步于Solidity?

Source：https://medium.com/yagi-fi/provable-vs-composable-computation-or-why-cairo-will-supersede-solidity-6b00e69bfc9e

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