ROLL:詳解以太坊擴容方案 Scroll 的技術與架構設計_ROL

Scroll近期在一級市場的表現非常好，所以我們今天來深入了解一下Scroll的技術與架構設計。

Scroll是一個EVM等效的zkRollup以太坊擴容方案，核心的模塊是zkEVM,用于證明EVM在Layer2中執行的正確性。目前已經開發了一年的時間，并與以太坊基金會的隱私小組進行了深入的合作。

為了使得zkEVM變成一個完整的zkRollup,Scroll圍繞zkEVM構建了一個完整的Layer2架構。

目前的架構包含了中心化的排序節點與去中心化的證明網絡，但未來Scroll將會把排序節點也去中心化，使得整個網絡更加健壯。

Scroll的架構

目前的Scroll架構包含三個主要的組件：

Scroll節點：從用戶交易中構建L2的區塊，提交到以太坊主網，并在L1和L2之間傳遞信息。Roller網絡：生成zkEVM的證明，確保交易被正確執行。Rollup和橋合約：為Scroll交易提供數據可用性，驗證zkEVM證明，允許用戶在以太坊網絡和Scroll之間轉移資產。這些組件的角色關系我們可以從下圖中得出：

Celsius在Lido V2上線前轉移價值7.81億美元的stETH:5月16日消息，加密借貸公司Celsius在剛啟用提現功能的Lido V2上線前，將其持有的428,015枚stETH（價值為7.81億美元）轉移到Lido staked Ethereum錢包地址。鏈上數據表明Celsius在幾小時后執行了0.1stETH的測試提取。（Cointelegraph）[2023/5/16 15:05:37]

Scroll節點

Scroll節點是應用和用戶與Scroll網絡交互的主要方式，Scroll節點包含了三個模塊：

Sequencer

彭博社：Celsius已收到美國大陪審團傳票:金色財經報道，破產的加密貨幣借貸服務提供商Celsius已收到美國大陪審團傳票，這意味著美國檢察官和幾家聯邦監管機構將從Celsius Network Ltd那里尋求更多證據信息，傳票內容顯示，SEC、CFTC 和 FTC 也向Celsiu公司發出了詢問。

據悉，大陪審團可以使用法院的權力傳喚證據，盡管他們也可以邀請（而不是指揮）證人作證。如果收到傳票，但認為不應該出庭作證，或者認為傳票的要求是“無理或壓制”，那么可以提出一個動議來消除這種聲音。Celsius表示，他們正在配合所有監管調查。[2022/10/17 17:28:14]

Sequencer提供了一個JSON-RPC接口從而獲得Layer2上的轉賬信息。每隔幾秒，Sequencer會從L2的內存池中獲得一系列轉賬記錄，執行這些轉賬并生成新的L2區塊與新的狀態根。

富蘭克林鄧普頓固收首席投資官：市場對美聯儲的加息計劃抱有疑慮:金色財經消息，富蘭克林鄧普頓（Franklin Templeton）固定收益部門首席投資官Sonal Desai表示，股市在下跌，債券收益率在上升，但市場似乎仍不相信美聯儲會在通脹得到控制之前繼續實施加息計劃。Sonal Desai表示，為重獲信任，美聯儲應預計未來利率將進一步上升，失業率將進一步上升，以打破投資者對央行寬松利率政策的預期。自2008年金融危機以來，央行的寬松利率政策就一直存在。在市場消化不同央行的舉措之前，市場將會出現波動，任何認為央行會很容易退出其政策的人都是在做夢。（金十）[2022/9/3 13:06:05]

Scroll上的Sequencer是基于經過時間驗證的Geth開發的，目的是為了保證兼容性和安全性。

Coordinator

Axie Infinity：Origin Alpha Season已結束，DAU本月增加逾263%:7月29日消息，鏈游Axie Infinity發推稱，Origin Alpha Season已經結束，Origin DAU比Alpha Season開始時增加了263.636%，下載量激增，平均每天約3000次。

AXS獎勵將在社區保護（Community Protection）小組進行反作弊審查后發放，目前已經進入休賽期，這意味著用戶仍然可以戰斗，但不會有排名獎勵。此外，Season 0即將到來。[2022/7/29 2:45:59]

當新的L2區塊被生成之后，Coordinator會從Sequencer中獲得交易執行記錄。然后Coordinator將執行記錄分派到從roller池中隨機選擇的roller以生成證明。

比特幣全網未確認交易數量為3779筆:金色財經消息，BTC.com數據顯示，目前比特幣全網未確認交易數量為3779筆，全網算力為206.59 EH/s，24小時交易速率為2.52交易/s，目前全網難度為29.15 T，預測下次難度上調0.61%至29.33 T，距離調整還剩10天6小時。[2022/7/11 2:04:12]

Relayer

Relayer會監視部署在以太坊和Scroll上的Rollup和橋合約，這主要有兩個作用。

首先是監控Rollup合約以跟蹤L2塊的狀態，包括數據可用性和有效性證明。

其次，Relayer監視部署在以太坊和Scroll上的橋合約的存取款事件，并將消息在兩條鏈之間中繼。

Roller網絡

Rollers在網絡中充當證明者，負責為zkRollup生成有效性證明。Rollers有望利用GPU、FPGA和ASIC等加速器來減少驗證時間和驗證成本。下圖顯示了Roller如何為每個塊生成有效性證明：

Roller首先將從Coordinator接收到的執行序列轉換為circuitwitnesses。其次，Roller為每個zkEVM電路生成證明。最后，Roller使用證明聚合方法將來自多個zkEVM電路的證明組合成一個塊證明。Rollup和橋合約

Scroll通過Rollup和橋合約來連接以太坊主網和Scoll網絡，保證L2交易的數據可用性，并使用戶可以在L1和L2之間轉移資產。

Rollup合約從Sequencer中獲取L2的狀態根作為calldata。這為Scroll塊提供了數據可用性，并利用以太坊的安全性來確保包括ScrollRelayer在內的索引可以重建L2塊。一旦建立L2區塊有效性的區塊證明已被Rollup合約驗證，相應的區塊將被視為在Scroll上最終確定。

部署在以太坊和Scroll上的Bridge合約允許用戶在L1和L2之間傳遞任意消息。在這個消息傳遞協議之上，Scroll還構建了一個去信任橋接協議，允許用戶雙向橋接ERC-20資產。

要從以太坊向Scroll發送消息或資金，用戶需要在Bridge合約上調用sendMessage。

Relayer將在L1上索引,并將其發送到Sequencer以包含在L2塊中。從Scroll發送回以太坊的消息在L2Bridge合約上使用了類似的過程。

Scroll的zkRollup是如何工作的

將上述的三個模塊放在一起，我們就可以知道ScrollzkRollup的整個工作流程了，如下圖所示：

Scroll中的L2區塊生成之后，將提交給以太坊主網，具體的過程如下：

1.Sequencer生成了一系列的塊，對于第i個塊，Sequencer執行追蹤T，并將其發送給Coordinator。同時，Sequencer將交易數據D作為calldata提交給以太坊上的Rollup合約以獲得數據可用性，再將由此產生的狀態根和交易數據作為狀態提交給Rollup合約。

2.Coordinator隨機選擇一個Roller為每個塊生成有效性證明。為了加快證明的生成過程，可以在不同的Roller上并行生成不同的區塊證明。

3.在為第i個塊生成證明P后，Roller將其發送回Coordinator。每隔k個塊，Coordinator向另一個Roller派發一個聚合任務，將k個塊的證明聚合成一個證明A。

4.最后，Coordinator將聚合證明A提交給Rollup合約，通過對照先前提交給Rollup合約的狀態根和交易數據承諾來驗證聚合證明，最后確定L2上的之間的塊。

經過這樣的過程Scroll上的區塊會被最終確定下來，每個L2的區塊在這一過程中會經歷三個過程，其分別為：

Precommitted：表示一個區塊已經被Sequencer提交并發送給Rollers。Committed：表示區塊的交易數據已經被發布到了以太坊網絡的Rollup合約上。Finalized：表示此區塊的交易已經被正確地執行。綜上所述，Scroll能夠在L2上執行EVM字節碼，同時從以太坊主網繼承強大的安全性保證。這也是Scroll這種EVM等效和其他EVM兼容方案的最大不同點。

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