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解讀Scroll的通用零知識Rollup架構
原文標題：《An Introduction to Scroll: the General-purpose Zero-Knowledge Rollup》
原文作者：FRANCESCO
原文編譯：Peisen，BlockBeats
編者文：基於ZK Rollup的以太坊Layer 2 網路Scroll 從去年至今獲得了業界的高度關注。 Scroll 於2022 年4 月和今年3 月分別宣布完成了由Polychain Capital 領投的3000 萬美元A 輪融資以及Polychain Capital、紅杉中國、IOSG Ventures、啟明創投和OKX Ventures 等參投的5000 萬美元融資。
10 月 10 日，以太坊 Layer 2 解決方案 Scroll 主網已於當日下午 2 點產生創世區塊。 10 月 17 日，Scroll 官方宣布主網已正式上線，隨後部分專案陸續開始整合或支援 Scroll 主網，為用戶提供更多的應用程式場景和服務。
根據Blockscout Scroll 主網Token 頁面，若參考目前持有位址數最多的Token，受關注的項目包括Merkly、Zonic on Scroll、PunkSwap Token、 Skydrome、Scroll Name Service、Scroll Doge (zkDoge)、Scrollswap Finance Token (SF)、Script (SCRIPT) 、Scroll Inu (Sinu)。
相關閱讀：《Scroll 主網啟動：使用者都在互動哪些Dapp？ 》
作為一種基於zkEVM 的通用ZK-Rollup，Scroll 旨在為現有應用程式和工具提供最高級別的EVM 相容性。加密研究員 @francescoweb3 對 Scroll 的技術原理、工作流程以及目前發展狀態進行了研究，並提出了值得關注與思考的幾個問題。 BlockBeats 將原文編譯如下：
通用型zk-Rollup
10 月10 日， Scroll 神秘地發布了一條訊息，宣布其主網的正式啟動。除了空投礦業的貼文之外，我對這個事件了解並不透徹。因此，我決定深入探討這個事件！
了解Scroll
Scroll 是一個針對以太坊的擴展解決方案：一個通用的Layer 2 (L2) 零知識（zk）rollup。這聽起來可能包含了許多專業術語，讓我們逐一解釋它們。
作為以太坊上的一個 L2 rollup，Scroll 從本質上繼承了 ETH 的安全性。
除了安全性之外，Scroll 還與豐富的以太坊生態系統實現了無縫整合，包括工具、dApps、智慧合約以及龐大的用戶群。
這種方法使得這些資源能夠輕鬆地轉移和互換使用，確保了EVM 相容性。可以說，「對使用者和開發者來說，Scroll 幾乎就是以太坊」。
在 Scroll 出現之前，由於生成以太坊虛擬機（EVM）計算的零知識證明的複雜性，沒有通用的零知識（zk）rollup。簡而言之，作為一個通用 rollup 意味著具有與 EVM 等價的功能。然而，直到現在，成功地在 zk rollup 上運行一個 EVM 環境一直是一個難以捉摸的目標。這主要歸因於將 EVM 交易轉換為 zk 證明可解釋的邏輯電路的複雜性。
正是這種複雜性解釋了為什麼 zk-rollup 專案只專注於特定應用，如 dYdX 專注於交易，ImmutableX 專注於 NFT。由於技術困難，無法開發出可以部署各種 DApps 的通用網路。這也是為什麼與 op-rollup 相比，zk-rollup 在總鎖定價值（TVL）和用戶數量方面表現不佳。
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儘管存在這些挑戰，但對通用零知識（zk）rollup 的探索仍在繼續。與 EVM 相容是一件大事，因為它極大地簡化了開發人員轉向新鏈所需的努力。例如，轉向非EVM 鏈意味著：
· 需要將現有合約遷移並重寫到新的rollup
· 不受現有EVM 工具支援（例如庫、錢包、市場等）
· 無法支援來自以太坊生態系統的應用程式
許多人已經開始著手開發通用zk EVM，可以從不同層面看它們在與EVM 的兼容性：
Starknet 和zkSync（語言層面）： 這些目前是專用解決方案，使用自訂虛擬機器（Cairo VM）運行。它們運行一個自訂 VM，並創建了一個編譯器“Warp Transpiler”，將 Solidity 程式碼轉換為 Cairo VM 字節碼。
他們所做的是創建一個新的VM，並在其頂部添加以太坊工具支援作為附加層。這仍然實現了使 Solidity 合約可匯出到 StarkNet，從而讓「EVM 相容」的目標。儘管不是直接執行 EVM，但它保留了相容性，讓 Solidity 開發者為他們的 rollup 編寫程式碼。
在使用這些解決方案時：
· 您不是在EVM 內部執行
· 您沒有與其他以太坊介面的兼容性
· Solidity 開發者能夠編寫可在您的rollup 上使用的程式碼
這是一個很好的折衷方案。
Polygon zk-EVM（字節碼層面）：執行一個自訂VM，但已將所有EVM 操作碼對應到對其VM 有效的操作碼（「操作碼級等價」）。 Polygon 的方法是建立一個具有「操作碼級等價」的 zkEVM。與 Scroll 相比，Polygon 有一個替代運行時（“zkExecutor”），它運行自訂的“zkASM”操作碼，而不是直接運行 EVM 操作碼。這樣做是為了優化 EVM 解釋，因為直接證明 EVM 會有太多限制。
下圖展示了這個過程的幕後情況：
儘管這種配置比Scroll 更有效率，但它增加了大量的自訂程式碼（用於創建zkASM），可能需要修改程式碼或工具以實現相容性，並且隨著時間的推移可能與以太坊越來越不同（例如，瓦斯價格可能有所不同，程式碼庫可能越來越不同）。 Scroll（字節碼層級）：將 EVM 執行直接轉換為可驗證的電路，從而在工具支援和相容性方面帶來好處。
儘管這種配置比Scroll 更有效率，但它增加了大量的自訂程式碼來建立zkASM，可能需要修改程式碼或工具以實現相容性，並且隨著時間的推移可能與以太坊越來越不同。例如，gas 費用可能不同，程式碼庫可能會逐步改變。
Scroll（字節碼層面）：將EVM 執行直接轉換為可驗證的電路，從而在工具支援和相容性方面帶來好處。
目前，Scroll並不支援所有的EVM 操作碼，但他們計劃最終隨著時間的推移逐步支援。前面的大部分內容來自 Immutable 對這個主題的一個很好的解釋。
Scroll 是如何運作的，它的技術堆疊是什麼？
Scroll 是一個zk rollup，它在Eth L1 上有一個智能合約，這是一個zkEVM 證明驗證器，能夠驗證Scroll 協定是否安全。
Scroll 上的交易是如何進行的？
Scroll 能夠批次處理區塊，並將區塊資料寫入以太坊。一旦在後續區塊生成有效性證明，它將被寫入以太坊。
因此，在Scroll 上，區塊可以有三種狀態：
預先提交：一個區塊已經由排序器提議並包含在Scroll 中。
已提交：區塊的交易資料已發佈到以太坊（在 Scroll 的 rollup 合約中）。
最終確定：正確的執行已經透過在以太坊鏈上發布的有效性證明得到確認。
交易工作流程
來自排序器的交易被打包成一個區塊；< /p>
資料和呼叫資料被提交到L1 的rollup 合約，區塊被提交（D1）；
證明產生：訊息傳遞給協調器（已完成工作的「追蹤」），然後傳遞給證明者，產生一個zk 證明；
證明產生可以在多個區塊中進行，可以並行執行，並傳遞給不同的證明者；
聚合證明產生：證明被產生並批量聚合，然後將在鏈上提交並驗證（驗證）；
區塊被最終確定。
交易> 由運行Geth分叉的節點處理> 執行追蹤> 輸入zkEVM 電路> 產生證明> 輸入到聚合中，顯示證明有效> 產生聚合證明> 傳送到L1 合約
< /p>
對開發者友善：Scroll 提供與EVM 等價的字節碼，確保與現有合約和工具的兼容性。 高效率：Scroll 為以太坊創造更安全的區塊空間，有效降低瓦斯費用。 快速反應：Scroll 的區塊時間僅為3 秒，相較於以太坊的12 秒，大幅提高了速度。 保持一致性：Scroll 與以太坊願景保持一致，其團隊也為以太坊的隱私和擴展進程貢獻了程式碼。 自發布以來，Scroll 的總鎖定價值（TVL）已累計超過150 萬美元，呈現穩定成長態勢。 已有超過1,383 位用戶在Scroll 上進行了ETH 橋接。 已有超過976 枚ETH被橋接到Scroll 主網，總價值約150 萬美元。 zk-rollup 被視為優於樂觀rollup 競爭對手的設計，尤其在隱私方面表現突出，由於不存在欺詐證明，因此提現無需等待延遲。 作為通用的zk-rollup，Scroll 以字節碼相容性為特點，在L2 層面提供了zk 證明的諸多優勢，同時不影響EVM 的工具和網路效應。 完整的 EVM 相容性被視為 L2 的終極目標，而這正是 Scroll 的核心價值所在：一個更強大的以太坊版本。 Scroll 的字節碼相容性將 zk 證明的所有優勢與以太坊的最大相容性完美結合。 值得一提的是，Scroll 更關注zk 證明的「同步」方面，而非其「隱私」方面，這使得該協議能夠將大量計算壓縮成一個微小的證明。 同樣值得注意的是 Scroll 對去中心化的承諾。儘管初始階段會存在一個中心化的排序器，但去中心化的計畫已在規劃中。 此外，所有的 zk 證明最終都將由一個去中心化的「證明者」網路來完成。 "原文連結」 歡迎加入律動 BlockBeats 官方社群： Telegram 訂閱群：https://t.me/theblockbeats Telegram 交流群：https://t.me/BlockBeats_App Twitter 官方帳號：https://twitter.com/BlockBeatsAsia持續熱度
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