詳解以太坊擴容方案 Scroll 的技術與架構設計_ROLL:SCR

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：

Cumberland和XBTO Group在芝商所執行首次ETH/BTC合約大宗交易:金色財經報道，交易公司Cumberland宣布和XBTO Group在芝商所(CME Group) 執行了首次ETH/BTC合約大宗交易，Cumberland指出，盡管加密貨幣市場的現貨交易活動陷入低迷，但期貨和期權市場的流動性正在隨著新的流量和產品而趨于穩定。芝商所已經擁有多種加密貨幣衍生品，包括其旗艦比特幣期貨和期權產品。 新的ETH/BTC 合約將為交易者提供一種方式來表達對比特幣與以太坊生態系統作為價值儲存手段的價值的看法，XBTO Group是交易對手方，該合約允許機構市場參與者執行類似交易，而無需擔心不受監管的交易所的托管或保證金問題。[2023/8/1 16:09:59]

美國共和黨眾議員埃默：債務上限法案將在今天通過:金色財經報道，美國共和黨眾議員埃默：債務上限法案將在今天通過。目標是在債務上限法案上獲得218票。[2023/5/31 11:50:50]

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

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。

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

灰度報告：即使美聯儲本月加息25%，加密貨幣價格仍可能上漲:金色財經報道，灰度最新研究報告表示，聯邦公開市場委員會在4月份沒有召開會議，并將于5月3日再次召開會議，以確定是否實施25個基點的加息，市場目前認為這一結果的可能性為80%。雖然加息歷來不利于風險資產價格，但如果聯邦公開市場委員會的決定符合市場預期，加密貨幣價格可能會受益。

灰度還表示，雖然未來發展對比特幣價格的確切影響仍不確定，但額外加息和通脹率下降（從 2 月的 6% 降至 3 月的 5%）等因素與未來比特幣的看漲情況非常吻合。

此外，第一共和國 (FRC)、硅谷銀行 (SVB)、銀門銀行 (SI) 和簽名銀行 (SBNY) 的失敗表明，投資者在經濟不確定時期繼續表現出對加密貨幣的興趣。[2023/5/2 14:38:05]

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。

鏈游開發者工具公司 Stardust 完成 3000 萬美元 A 輪融資， Framework Ventures 領投:10月18日消息，為鏈游提供開發者工具的公司 Stardust 完成 3000 萬美元 A 輪融資， Framework Ventures 領投，其他投資方包括 Acrew Capital、Blockchain Capital 和 Distributed Global 等。

Stardust 總部位于加利福尼亞州，由首席執行官 Canaan Linder 于 2018 年創立。Stardust 已經與游戲發行商 Tilting Point 合作，幫助其開發人員構建區塊鏈游戲。 （彭博社）[2022/10/18 17:31:17]

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。

基于Aptos的DEX Cetus已上線alpha版本:9月25日消息，基于Aptos的去中心化交易所Cetus已在Aptos測試網上線了alpha版本。[2022/9/25 7:19:31]

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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