SCR:Scroll 聯創張燁：Scroll 的設計架構和挑戰是什么？_CRO

近日，Scroll的聯合創始人張燁受邀參加了斯坦佛的區塊鏈研討會，分享了Scroll的架構設計和挑戰。在演講的前半部分，介紹了Scroll的整體架構，并重點介紹其一些特殊的設計選擇。

在后半部分，描述如何了從頭開始構建zkEVM，并使用具體示例來演示該過程。最后，簡要討論了Scroll在密碼學和協議設計領域面臨的各種研究挑戰。

背景和初衷

Scroll是以太坊的Layer2擴容解決方案。為了最大限度地兼容以太坊，Scroll正在構建一個字節碼層面兼容的“zkEVM”，它可以證明EVM計算的有效性。Scroll設計的初衷就是為了開發者友好和最大化的可組合性。而構建zkEVM的挑戰在于構建難度和生成零知識證明的成本極高。幸好近些年的一些技術突破使其慢慢變得可行，例如多項式承諾可以證明任意階數，查找表可以實現存儲讀取約束，硬件加速可以加速證明生成，遞歸證明可以將證明進一步壓縮，降低費用成本。

具體細節亦可參考Scroll博客系列#1：以太坊原生zkEVMRollup介紹

新火科技發布中期業績：將專注MPC自托管主要業務，評估決定VASP牌照申請:據官方消息，5月29日，新火科技控股有限公司（股票代碼1611.HK）發布截至2023年3月31日止6個月的中期業績公告。

新火科技表示，對于虛擬資產業務方向規劃，新火科技將專注于多方計算（“MPC”）錢包及其生態增值業務。在區塊鏈MPC錢包業務中，新火科技正利用MPC技術實現私隱保護及資產保安。此外，公司將通過開發PoS算法及應用場景來擴大市場及業務規模，為股東及投資者帶來更高回報。

新火科技同時披露，集團將根據未來業務策略及計劃，評估會否申請VASP牌照。[2023/6/2 11:54:26]

Scroll架構

Scroll節點是應用和用戶與Scroll交互的主要途徑。它由三個模塊組成，排序器(Sequencer)、協調器(Coordinator)和中繼器(Relayer)。

排序器提供JSON-RPC接口并接收L2交易。每隔幾秒鐘，它就會從L2的內存池中取回一批交易并執行它們，以生成新的L2塊和新的狀態根。Scroll的排序器實現基于Go-Ethereum(Geth)，是最主流的以太坊節點實現之一。通過分叉Geth，我們可以實現最佳的兼容性并繼承已經經過時間考驗的安全性。

一旦生成了一個新的塊，協調器就會收到通知，并從排序器接收這個塊的執行蹤跡。然后它將執行蹤跡分派給從Roller池中隨機選擇的Roller以生成證明。

TON加速器計劃今年將撥款2500萬美元用于推進生態系統建設:5月22日消息，據TON Community官方頻道，TON加速器計劃今年將撥款2500萬美元用于推進生態系統建設，資金將由 TONcoin.Fund 提供，這是一個價值 2.5 億美元的基于 TON 的基金，致力于支持創始人，并將流入各種關鍵項目，特別關注去中心化金融 (DeFi)。 每個項目將獲得 50,000 至 250,000 美元的資金。除了資金外，每項投資還將獲得加速器合作伙伴的合作和指導。

本輪資金支持最初選擇的項目將集中于那些參加了 Hack-a-TONx DoraHacks 的項目，這是與 DoraHacks 合作組織的為期兩個月的虛擬黑客馬拉松。建立在 TON 之上（即支持 TVM 和 TON 智能合約語言）的項目均可提交早期資助申請。[2023/5/22 15:19:18]

中繼器監視同時部署在以太坊和Scroll上的Rollup和Bridge合約。它有兩個主要職責。首先，它監控Rollup合約以跟蹤L2塊的狀態，包括它們的數據可用性和有效性證明。其次，它監視同時部署在以太坊和Scroll上的Bridge合約的存款和取款事件，并將消息從一層中繼到另一層。

每個L2區塊將經過如下三個階段，直到最終確認。

Pre-committed表示一個區塊已經被一個排序器提議并發送給Rollers。雖然Precommitted區塊還不是ScrollL2上的正式部分，因為它們還沒有發布在以太坊基礎層上，不過信任排序器的用戶可以按預期進行下一步操作。目前預估Pre-commited階段只需1-2秒。Committed表示該區塊的交易數據已經發布在以太坊的Rollup合約上。這確保了區塊數據可用，但不能證明它是正確執行的。目前預估Committed階段需要數分鐘。Finalized表示通過驗證以太坊鏈上的有效性證明，已經驗證此區塊中的交易正確性。經過最終確認的區塊被認為是ScrollL2鏈上的正式部分。目前預估Finalized階段需要10分鐘以上Pre-Alpha測試網階段由于證明者的算力不足，因此整體流程的時間要大于所預估的時間。

香港財政司司長：繼續推進數碼港元和以數字人民幣作跨境支付用途的項目:金色財經報道，香港特區政府財政司司長陳茂波發表 2023-2024 年度特區政府財政預算案致辭時表示，我們會繼續推進各項金融科技基建項目的應用測試及準備工作，包括數碼港元和以數字人民幣作跨境支付用途的項目。此外，金管局正與泰國央行合作，探討讓兩地旅客分別以香港的轉數快及泰國的PromptPay在當地付款，為旅客提供多一個安全、快捷及有效的支付選擇。[2023/2/22 12:22:01]

具體細節亦可參考Scroll博客系列#6：Scroll的架構概覽

Auros Global重組Maple Finance的1800萬美元債務:金色財經報道，加密交易公司Auros Global是加密交易所FTX破產的受害者，其主要債權人M11 Credit周三在一份聲明中表示，已達成一項決議，重組其基于區塊鏈的貸款協議Maple Finance的不良債務。

截至去年12月20日，Auros有大約1800萬美元的未償還貸款，這些貸款來自Maple上的兩個M11 Credit管理的貸款池。自11月下旬以來，該公司一直未能償還貸款，理由是FTX資金凍結導致流動性問題。Auros于12月進入臨時清算，由英屬維爾京群島法院批準。[2023/2/16 12:09:42]

zkEVM的本質

zkEVM的本質是對EVM虛擬機計算生成的執行蹤跡生成證明。Scroll的zkEVM中設計中，第一層包括直接證明EVM的邏輯，包括EVM電路，RAM電路，Storage電路及其他電路，例如驗證ECDSA簽名的Signature電路；第二層進行證明第一層證明的聚合證明。出于動態的執行蹤跡的考慮，證明系統的前端部分Scroll采用了目前最新的Plonkish協議，對比標準的Plonk用Permutation關聯前后的約束，Plonkish使用了更低階的Customgate，可以靈活得設定每一步的約束。

在硬件加速方面，Scroll擁有獨有的PipeZK加速方案。對于第一層的EVM電路，加速后的GPU可以提升9倍速度，在30秒內完成證明。對于第二層的聚合電路，加速后的GPU可以提升15倍速度，在約2分半內完成證明。由于Pre-Alpha測試網目前只有10個左右的證明者，實際速度可能會略慢于實驗數據。

具體細節亦可參考ScrollDevcon6系列#1：zk-Rollups的證明系統選擇

Cardano開發團隊即將推出首款輕錢包“Lace”:6月22日消息，Cardano開發團隊Input Output開發了一款新的輕錢包“Lace”。據開發團隊介紹，這款新錢包具有許多功能，允許用戶在同一處主要管理、控制以及存儲他們的加密貨幣。

該錢包還將允許用戶將他們的NFT保存在同一個地方，這將幫助用戶在一個錢包中管理他們的所有數字資產，而無需依賴第三方解決方案。

據悉，Lace是在Input Output的側鏈解決方案的幫助下打造的，目前開發人員正專注于將引入Cardano和以太坊網絡之間的互操作性。目前，這項新舉措仍處于測試階段，很快將進入部署階段。（Bitcoinist）[2022/6/22 5:04:35]

有趣的研究方向

當前，Scroll的研究團隊在協議層和密碼學方向也在進行著有趣的研究探索。

研究的第一個方向，是證明者和排序器的去中心化。Scroll所提出的第一個方案是排序器和證明者的任務交給一個節點，同時處理交易和生成證明，代價是可能會加重節點負擔，產生一定程度的中心化。第二個方案，排序器節點按共識出塊，證明者節點可以自由提交證明，代價是系統將依賴最快的驗證人，其他算力不足的證明者將沒有激勵進一步提交證明，退出系統，證明系統將被最快的驗證者所綁架。針對第二個方案，Scroll所提出的解決方案是設置時間窗口，在規定時間內提交證明的即可獲得證明獎勵。

研究的第二個方向，是L3存在的意義。L3最早由StarkNet所提出，但存在爭議的點在于，如果數據可用性放在L1上，并不能節省太多的成本，如果數據可用性不放在L1上，大可以在L2實現類似的功能。L3更可能適用于應用的自定義需求，例如獨有的排序器，自定義的執行環境，或是更低價的存取款費用，亦或是L3之間所需的可組合性。關于L3的更多探討，可參考Vitalik:什么樣的Layer3是有意義的？

研究的第三個方向，是L2層之間的流動性分配。例如Uniswap可能需要在不同的L2層上都分別部署流動性池。如何將不同的L2層之間的流動性池打通，對于用戶體驗上來說將會是極大的提升。

研究的第四個方向，是zkEVM的資源定價問題。計算的成本主要由驗證和證明交易組成，存儲的成本主要是歷史交易和calldata的數據存儲。最理想的狀態是維持現在以太坊主網的資源定價方案，但是由于Keccak等zk不友好的運算所帶來的成本增加，仍然需要對zkEVM的資源定價方案做相應的調整。

其他的研究方向包括，零知識證明中電路的隨機性，算數化。Scroll的證明系統分為兩層，因此證明者的硬件加速算法也圍繞兩層設計展開。Scroll目前在第一層和第二層證明系統都選擇了Halo2協議，但也在積極探索不同證明系統間的可組合性。

當然目前zk系統仍在開發中，也未經過審計和實踐檢驗，因此在可預見的長期時間內，無法保證這些代碼無懈可擊，代碼層面仍需要大量的審計工作。具體可參考ScrollRollupDay#1:Vitalik介紹用多重證明強化Rollup安全性

責任編輯：Kate

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