FTX:详解以太坊扩容方案 Scroll 的技术与架构设计

Scroll近期在一级市场的表现非常好,所以我们今天来深入了解一下Scroll的技术与架构设计。

Scroll是一个EVM等效的zkRollup以太坊扩容方案,核心的模块是zkEVM,用于证明EVM在Layer2中执行的正确性。目前已经开发了一年的时间,并与以太坊基金会的隐私小组进行了深入的合作。

为了使得zkEVM变成一个完整的zkRollup,Scroll围绕zkEVM构建了一个完整的Layer2架构。

目前的架构包含了中心化的排序节点与去中心化的证明网络,但未来Scroll将会把排序节点也去中心化,使得整个网络更加健壮。

Scroll的架构

目前的Scroll架构包含三个主要的组件:

Scroll节点:从用户交易中构建L2的区块,提交到以太坊主网,并在L1和L2之间传递信息。Roller网络:生成zkEVM的证明,确保交易被正确执行。Rollup和桥合约:为Scroll交易提供数据可用性,验证zkEVM证明,允许用户在以太坊网络和Scroll之间转移资产。这些组件的角色关系我们可以从下图中得出:

Base:已空投Genesis Builder NFT给100多个在启动时支持Base的APP和服务提供商:9月1日消息,Coinbase推出的L2网络Base宣布,今日已空投Genesis Builder NFT(黄金级),空投对象是在Base区块链启动时给予支持的APP和服务提供商,总数超过100家。

该NFT系列由@KlaraVollstaedt设计,旨在将Base区块链早期贡献者视为Builder社区的宝贵成员,获取该NFT资格的团队必须在启动时部署到Base区块链且必须是APP、基础设施或服务提供商,独立代币或NFT项目不符合申领条件。Genesis Builder NFT持有者将获得Discord特权,与其他社区成员建立联系。[2023/9/1 13:11:16]

DCG计划出售Genesis交易和借贷部门:金色财经报道,DCG债权人协议透露,DCG计划出售子公司Genesis的加密交易部门以及借贷部门,作为破产流程的一部分。周一早些时候,DCG和Genesis已与主要债权人就重组计划达成初步协议。据知情人士透露,主要协议包括结束Genesis的贷款簿以及出售破产的Genesis实体。投资条款清单中还包括对未偿还贷款进行再融资,此前DCG从Genesis借入了5亿美元现金和价值约1亿美元的比特币。该协议将征求其他债权人的意见,包括Gemini Earn贷款产品的客户。上个月,Genesis申请破产保护。该公司欠最大的50个债权人超过36亿美元,其中包括Gemini Trust Company。[2023/2/7 11:51:03]

Scroll节点

Scroll节点是应用和用户与Scroll网络交互的主要方式,Scroll节点包含了三个模块:

知情人士:若Genesis破产,DCG需立即向Eldridge偿还3.5亿美元的贷款:12月20日消息,Digital Currency Group正试图筹集资金,避免其经纪子公司Genesis破产,部分原因是为了避免立即偿还美国金融家Todd Boehly投资公司的贷款。Boehly去年11月通过自己的投资集团Eldridge为DCG进行了一次债务融资,其中包括Eldridge和一群其他投资者提供的6亿美元贷款。

知情人士表示,如果Genesis破产,这笔贷款中仍未偿还的3.5亿美元将立即到期。据悉,优先担保定期贷款的排名高于其他债务,并拥有一定的优先权,这意味着在任何情况下都必须首先偿还。Eldridge认为Genesis暂停提款意味着DCG无法偿还债务,因此处于违约状态。然而,Eldridge急于避免损失其投资,并正在与DCG合作,帮助其筹集资金并支付Genesis的投资者、客户和顾客。

据悉,DCG欠Genesis的债务为16亿美元,但它从Eldridge获得的贷款具有优惠条款。DCG表示,其与Eldridge的关系“完全独立于Genesis的重组战略,对Genesis的任何结果都没有影响”。(金融时报)[2022/12/20 21:56:22]

Sequencer

加密货币借贷机构Genesis Capital要求借款人提供更多抵押品:随着比特币下跌40%,加密货币借贷市场在本周经受了首次重大压力测试。加密货币借贷机构Genesis Capital要求借款人提供更多抵押品,在其约40个客户的合约中追加了1亿美元的抵押品。Genesis Global 首席执行官Michael Moro表示,Genesis计划在市场平静之前不提供任何抵押贷款少于100%的贷款。(CoinDesk)[2020/3/14]

Sequencer提供了一个JSON-RPC接口从而获得Layer2上的转账信息。每隔几秒,Sequencer会从L2的内存池中获得一系列转账记录,执行这些转账并生成新的L2区块与新的状态根。

Scroll上的Sequencer是基于经过时间验证的Geth开发的,目的是为了保证兼容性和安全性。

Celsius正在为申请破产做准备:金色财经报道,据decrypt消息称,加密借贷公司Celsius已开始为申请破产做准备,该公司聘请了Alvarez&Marsal公司担任顾问处理相关事宜,并向AkinGumpStraussHauer&FeldLLP律师事务所寻求财务重组帮助。

此前Celsius首席执行官亚历克斯·马辛斯基(AlexMashinsky)在社交媒体驳斥了该公司破产申请的传言,但之后承认了这一情况并称:“这是一个艰难的时刻,你的耐心和支持对我们来说意味着整个世界”。[2022/7/2 1:46:12]

Coordinator

当新的L2区块被生成之后,Coordinator会从Sequencer中获得交易执行记录。然后Coordinator将执行记录分派到从roller池中随机选择的roller以生成证明。

Relayer

Relayer会监视部署在以太坊和Scroll上的Rollup和桥合约,这主要有两个作用。

首先是监控Rollup合约以跟踪L2块的状态,包括数据可用性和有效性证明。

其次,Relayer监视部署在以太坊和Scroll上的桥合约的存取款事件,并将消息在两条链之间中继。

Roller网络

Rollers在网络中充当证明者,负责为zkRollup生成有效性证明。Rollers有望利用GPU、FPGA和ASIC等加速器来减少验证时间和验证成本。下图显示了Roller如何为每个块生成有效性证明:

Roller首先将从Coordinator接收到的执行序列转换为circuitwitnesses。其次,Roller为每个zkEVM电路生成证明。最后,Roller使用证明聚合方法将来自多个zkEVM电路的证明组合成一个块证明。Rollup和桥合约

Scroll通过Rollup和桥合约来连接以太坊主网和Scoll网络,保证L2交易的数据可用性,并使用户可以在L1和L2之间转移资产。

Rollup合约从Sequencer中获取L2的状态根作为calldata。这为Scroll块提供了数据可用性,并利用以太坊的安全性来确保包括ScrollRelayer在内的索引可以重建L2块。一旦建立L2区块有效性的区块证明已被Rollup合约验证,相应的区块将被视为在Scroll上最终确定。

部署在以太坊和Scroll上的Bridge合约允许用户在L1和L2之间传递任意消息。在这个消息传递协议之上,Scroll还构建了一个去信任桥接协议,允许用户双向桥接ERC-20资产。

要从以太坊向Scroll发送消息或资金,用户需要在Bridge合约上调用sendMessage。

Relayer将在L1上索引,并将其发送到Sequencer以包含在L2块中。从Scroll发送回以太坊的消息在L2Bridge合约上使用了类似的过程。

Scroll的zkRollup是如何工作的

将上述的三个模块放在一起,我们就可以知道ScrollzkRollup的整个工作流程了,如下图所示:

Scroll中的L2区块生成之后,将提交给以太坊主网,具体的过程如下:

1.Sequencer生成了一系列的块,对于第i个块,Sequencer执行追踪T,并将其发送给Coordinator。同时,Sequencer将交易数据D作为calldata提交给以太坊上的Rollup合约以获得数据可用性,再将由此产生的状态根和交易数据作为状态提交给Rollup合约。

2.Coordinator随机选择一个Roller为每个块生成有效性证明。为了加快证明的生成过程,可以在不同的Roller上并行生成不同的区块证明。

3.在为第i个块生成证明P后,Roller将其发送回Coordinator。每隔k个块,Coordinator向另一个Roller派发一个聚合任务,将k个块的证明聚合成一个证明A。

4.最后,Coordinator将聚合证明A提交给Rollup合约,通过对照先前提交给Rollup合约的状态根和交易数据承诺来验证聚合证明,最后确定L2上的之间的块。

经过这样的过程Scroll上的区块会被最终确定下来,每个L2的区块在这一过程中会经历三个过程,其分别为:

Precommitted:表示一个区块已经被Sequencer提交并发送给Rollers。Committed:表示区块的交易数据已经被发布到了以太坊网络的Rollup合约上。Finalized:表示此区块的交易已经被正确地执行。综上所述,Scroll能够在L2上执行EVM字节码,同时从以太坊主网继承强大的安全性保证。这也是Scroll这种EVM等效和其他EVM兼容方案的最大不同点。

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