ROL:詳解以太坊擴容方案 Scroll 的技術與架構設計

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：

比特幣價格上漲至2.9萬美元，導致空頭交易者被清算1.22億美元:金色財經報道，自上周末貝萊德向美國證監會申請在美國推出BTC Spot ETF以來，比特幣一直是加密貨幣市場中表現最好的品種之一。公告發布后不久，BTC從25,000美元左右升至近26,500美元。在6月20日進行了大規模的反彈，飆升至近28,800美元（根據CoinGecko數據）。

從邏輯上講，六周的高點導致了大規模的清算。Coinglass透露，在過去24小時內，這個數字已經超過了1.55億美元，其中空頭交易者被清算1.22億美元（占該部分的78%）。比特幣交易占了總份額的7000多萬美元，而以太坊又增加了2500萬美元。[2023/6/21 21:52:03]

Medieval Empires獲300萬美元融資:4月14日消息，區塊鏈游戲Medieval Empires在最近由DWF Labs牽頭的一輪融資中籌集了300萬美元，據項目路線圖，這筆資金將加快游戲的制作速度，以便在今年年底公開發行。

據悉，Medieval Empires已經為其Land NFT持有者推出了該游戲的搶先體驗版本。[2023/4/14 14:04:31]

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。

Web3社區NounsDAO將撥款12.5萬美元制作長篇動畫電影:3月15日消息，Web3 社區 NounsDAO 通過一項提案，以制作一部長篇動畫電影，展示其 NFT 角色。第一期的預算定為 12.5 萬美元。根據提案，試播集在 90 天內揭曉，之后 NounsDAO 將決定是否繼續資助該項目。Nouns 成員將被允許為未來的分期付款提交故事情節和想法。[2023/3/15 13:05:05]

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

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。

數據：BCH最大鯨魚控制了4.26%的供應量:9月4日消息，據CoinCarp數據，截至9月2日，BCH總持幣地址為1712萬，前10名地址持幣數量占比11.19%，前100名地址持幣占比28.4%，其中，排名第一的BCH鯨魚控制了4.26%的供應量，共計 893,949 個代幣，折合 103,360,479 美元。（capital）[2022/9/4 13:08:05]

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。

以太坊地址總量突破2億個，智能合約數量超5000萬:金色財經報道，據 Dune Analytics 數據顯示，以太坊地址總量突破2億個，截至目前為 2.13 億個，智能合約數量超5000萬，截至目前為 5120 萬。此外，當前以太坊鏈上交易量約為 16.8 億筆，市值約為 1972 億美元。[2022/8/21 12:37:58]

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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