通用zk-Rollup

10月10日，伴随着一条神秘的信息，Scroll宣布了其主网的启动。我并没有完全意识到这一点——除了空投挖矿线程以外。

所以我决定深入研究一下！

了解Scroll

Scroll以太坊的扩展解决方案：第2层(L2)通用零知识(zk) rollup。听起来像很多花哨的词，让我们来分解一下。

作为以太坊之上的L2 rollup, Scroll原生导入了ETH安全性。

除了安全性之外，Scroll还无缝集成到丰富的以太坊生态系统中：工具、dApps、智能合约和庞大的用户群。

这种方法允许轻松地传输和互换使用这些资源，确保无与伦比的EVM兼容性。

“对于用户和开发者来说，Scroll几乎就是以太坊”。

在Scroll之前，没有通用的zk-Rollup，主要是由于为以太坊虚拟机(EVM)计算生成zk证明的复杂性。

简单地说，作为通用的rollup意味着具有与EVM相同的功能。

然而，到目前为止，在zk-Rollup上成功运行EVM环境一直是一个难以实现的目标。这归因于将EVM交易转换为可通过zk证明解释的逻辑电路的复杂性。

这种复杂性也解释了为什么zk-Rollup项目只专注于特定的应用程序，比如专注于交易的dYdX，以及专注于NFT的ImmutableX。由于技术困难，无法开发出可以部署各种dApp的通用网络。这也是为什么与optimistic rollup相比，zk-Rollup在TVL和用户数量方面表现不佳的原因。

尽管存在这些挑战，但对通用zk-Rollup的追求仍在继续。

与EVM兼容是一件大事，因为它极大地简化了开发人员过渡到新链所需的工作。

例如，过渡到非EVM链意味着：

•必须将现有合约迁移和重写到新的Rollup

•现有EVM工具不支持(例如库、钱包、市场等)

•无法支持来自以太坊生态系统的应用程序

许多人承担了通用zk EVM的任务，在EVM方面具有不同程度的兼容性：

1. Starknet和zkSync(语言级)：这些是目前专门的解决方案，可以使用自己的自定义虚拟机(Cairo VM)运行。他们运行一个定制的VM，并创建了一个编译器，“Warp Transpiler”，它将Solidity代码翻译成Cairo VM字节码。

他们所做的是创建一个新的VM，并在上面添加以太坊工具支持作为额外的层。这仍然实现了将Solidity合约导出到StarkNet从而实现了“EVM兼容”的目标。

虽然不是直接的EVM执行，但它保留了兼容性，允许Solidity开发人员为他们的rollup编写代码。

使用这些解决方案时:

1. 你不是在EVM内执行

2. 你不兼容其他以太坊接口

3. Solidity开发人员可以编写可用于rollup的代码

一个很好的妥协。

2. Polygon zk-EVM (字节码级别)：运行自定义VM，但将所有EVM操作码映射为对其VM有效的操作码(“操作码级别等效”)。Polygon的方法是构建一个具有“操作码级等效”的zkEVM。与Scroll相比，Polygon有一个替代的运行时(“zkExecutor”)，它运行自定义的“zkASM”操作码，而不是直接运行EVM操作码。这样做是为了优化EVM解释(因为直接证明EVM会有太多的约束)。

下面的图展示了这个过程的幕后情况：

虽然这种配置比Scroll性能更高，但它增加了大量自定义代码(以创建zkASM)，引入了修改代码或工具以实现兼容性的可能要求，并且随着时间的推移，可能与以太坊的差异越来越大(例如，gas定价可能不同，代码库可能越来越不同)。

3. Scroll(字节码级别)：将EVM执行直接转换为可验证的电路，在工具支持和兼容性方面具有优势。

目前，Scroll并不支持所有EVM操作码，但他们计划随着时间的推移最终做到这一点。

前面的大部分内容都来源于Immutable对这个主题的精彩解释。

Scroll是如何工作的(技术堆栈)？

Scroll是一个zk-Rollup，在Eth L1上有一个智能合约，Eth L1是一个zkEVM证明验证器，能够验证Scroll协议是否安全。

交易如何在Scroll上工作？

1. Scroll能够批处理区块，并将区块数据写入以太坊。

2. 一旦在以后的区块中生成有效性证明，它就会被写入以太坊。

因此，Scroll上的块可以有三种状态：

1. 预提交：一个块已被排序器提议并包含在Scroll中

2. 已提交：该区块的交易数据已在以太坊上发布(在Scroll的rollup合约中)

3. 最终确定：正确的执行已经通过以太坊链上发布的有效性证明得到确认。

交易流程

1. 来自排序器的交易被捆绑在一个块中(1)

2. 数据和CallData提交到L1上的Rollup合约，并且提交块(D1)。

3. 证明生成：将信息传递给协调者(已完成工作的“跟踪”)，然后传递给证明者，从而生成zk证明

4. 证明生成可以占用几个块，并且可以并行执行并传递给不同的证明者

5. 聚合证明生成：批量生成并聚合证明，然后在链上提交并验证(Verify)

6. 区块已最终确定

交易 > 由运行Geth分叉的节点处理 > 执行跟踪 > 馈入zkEVM电路 > 生成证明 > 馈入聚合，表明证明是有效的 > 生成聚合证明 > 发送到L1合约

为什么Scroll？

1. 以开发人员为中心：提供与EVM等效的字节码(与现有合约和工具兼容)

2. 效率：为以太坊创造更安全的区块空间，减少gas费用

3. 速度：提高出块时间(3秒vs以太坊12秒)

4. 一致性：与以太坊愿景一致(Scroll团队也一直在为以太坊隐私和扩展过程贡献代码)

热身

自推出以来，Scroll已经积累了超过150万美元的TVL。

超过1383名用户已经在Scroll上桥接ETH。

超过975个ETH已被桥接到Scroll主网，总计150万美元。

深思熟虑

Zk-Rollup被认为是一种优于optimistic rollup对手的设计，特别是在隐私方面，并且由于没有欺诈证据而不会出现提款延迟。

作为具有字节码兼容性的通用zk-Rollup, Scroll承诺在不影响EVM的工具和网络效应的情况下，在L2上提供zk证明的好处。

完全的EVM兼容性是L2的圣杯，这就是Scroll的价值主张：以太坊的天然化合物。Scroll的字节码兼容性结合了zk证明的所有优点以及与以太坊的最大兼容性。

特别是，Scroll并不关注zk证明的“隐私”方面，而是关注zk证明的“同步”方面，这使得协议可以进行“一堆计算并将其粉碎成一个微小的证明”。

另外值得注意的是，Scroll致力于去中心化。虽然初始阶段将有一个中心化的排序器，但将其去中心化的计划正在筹备中。

此外，所有的zk证明最终将由一个去中心化的“证明者”网络完成。