Глубокое техническое погружение
В уроке 3 рассказывается о технической архитектуре и механизмах работы Scroll. В нем рассматриваются ключевые компоненты, такие как Scroll Node, Roller Network, а также контракты Rollup и Bridge, и объясняется их роль в повышении эффективности и безопасности транзакций. В уроке также обсуждается метод Scroll для управления транзакциями, от отправки до создания доказательств и проверки, с акцентом на стратегию баланса производительности и безопасности. Кроме того, он исследует технические проблемы, такие как доступность данных и совместимость с zkEVM, описывая решения этих проблем в Scroll.
Обзор архитектуры Scroll
Архитектура Scroll стратегически разработана для повышения масштабируемости Ethereum с помощью решения уровня 2. Он включает в себя несколько ключевых компонентов: узел прокрутки, сеть роликов, а также контракты Rollup и Bridge. Каждый из них играет ключевую роль в обеспечении эффективной и безопасной обработки транзакций на платформе.
Узел прокрутки
Узел прокрутки выступает в качестве основного интерфейса для пользовательских транзакций в сети уровня 2. Он обрабатывает создание блоков из этих транзакций и фиксирует их в основной сети Ethereum. Этот узел имеет решающее значение, поскольку он служит мостом между сетями уровня 1 (Ethereum) и уровня 2 (Scroll), обеспечивая бесперебойную передачу данных и сообщений между обоими уровнями. Узел состоит из нескольких компонентов, включая секвенсор, координатор и ретранслятор, каждый из которых отвечает за различные аспекты обработки транзакций и формирования блоков.
Роликовая сеть
Сеть Roller имеет важное значение для безопасности и целостности транзакций в сети Scroll. Он генерирует доказательства с нулевым разглашением (ZK), которые представляют собой криптографические доказательства, которые проверяют правильность транзакций без раскрытия каких-либо базовых данных. Эти доказательства имеют решающее значение для обеспечения конфиденциальности и безопасности, обеспечивая при этом масштабируемость. Сеть состоит из различных проверщиков, которые сотрудничают для создания и проверки этих доказательств, гарантируя, что все транзакции соответствуют правилам Ethereum.
Роллап и промежуточные контракты
Эти контракты имеют фундаментальное значение для операционной структуры решения Scroll уровня 2. Роллап-контракты управляют агрегацией нескольких транзакций в один пакет, что сокращает общий объем данных, которые необходимо обрабатывать и хранить в Ethereum. Это значительно снижает транзакционные издержки и повышает пропускную способность. Промежуточные контракты облегчают безопасную передачу активов и данных между Ethereum и Scroll, поддерживая различные активы, включая ETH, токены ERC-20 и NFT. Эта система гарантирует, что Scroll поддерживает надежные стандарты безопасности Ethereum, работая при этом на более высоком уровне эффективности.
Рабочие механизмы прокрутки
Scroll обрабатывает транзакции с помощью сложной архитектуры, которая обеспечивает как высокую пропускную способность, так и соответствие стандартам безопасности основной сети Ethereum. Вот пошаговая разбивка того, как Scroll управляет транзакциями и генерирует доказательства zkEVM:
Подача заявки: Пользователи отправляют транзакции в сеть Scroll. Эти транзакции собираются секвенсором, который действует во многом так же, как собственные процессоры транзакций Ethereum, но работает на уровне уровня 2.
Формирование блока: Секвенсор пакетирует эти транзакции в блоки. Используя модифицированную версию Go-Ethereum (Geth), Scroll обеспечивает совместимость и безопасность, наследуя установленные протоколы и инфраструктуру Ethereum (Scroll).
Генерация доказательств: После того, как блок сформирован, он перенаправляется в Roller Network. Здесь роллеры генерируют доказательства zkEVM для транзакций. Это включает в себя преобразование трассировки выполнения блока в следящие сигналы цепи, а затем в zk-доказательства, которые подтверждают правильность транзакций, не раскрывая лежащие в основе данные (Scroll ).
Валидация доказательств и финализация блоков: Затем эти доказательства отправляются обратно в секвенсор, который отправляет их вместе с данными транзакции в контракт Rollup в основной сети Ethereum. Контракт Rollup проверяет эти подтверждения, проверяя, соответствуют ли они данным транзакции, прежде чем завершить блок (Scroll ).
Безопасность и доступность данных
Безопасность в Scroll поддерживается за счет использования zk-proofs, которые обеспечивают уверенность в целостности и правильности транзакций без компрометации конфиденциальных деталей транзакций. Scroll наследует надежную модель безопасности уровня 1 Ethereum, извлекая выгоду из того же уровня устойчивости к атакам при более высокой пропускной способности транзакций.
Для обеспечения доступности данных Scroll использует комбинацию ончейн- и оффчейн-механизмов. В то время как данные о транзакциях публикуются в Ethereum в виде calldata секвенсором для прозрачности и безопасности, корни состояний и подтверждения хранятся в сети Scroll для поддержания эффективности производительности. Этот гибридный подход гарантирует, что, хотя Scroll может работать на более высоких скоростях и с меньшими затратами, он не ставит под угрозу децентрализацию и безопасность, которые являются основополагающими для технологий блокчейна. Архитектура поддерживает не только бесперебойное выполнение стандартных транзакций Ethereum, но и сложные смарт-контракты и dApps со всеми возможностями собственного EVM Ethereum.
Архитектура и операционные механизмы Scroll демонстрируют хорошо продуманную стратегию баланса между производительностью и безопасностью, что делает его важным игроком в ландшафте решений для масштабирования Ethereum.
Технические проблемы
Scroll, как и многие блокчейн-проекты, сталкивается с несколькими техническими проблемами в своем стремлении масштабировать Ethereum при сохранении безопасности и децентрализации. Ниже мы рассмотрим некоторые из этих проблем и инновационные решения, которые Scroll использует для их решения:
Доступность и безопасность данных
Вызов: Обеспечение доступности данных при сохранении безопасности и целостности транзакций в решении уровня 2 является критически важной задачей. В контексте zk-Rollups, таких как Scroll, система должна гарантировать, что все данные о транзакциях доступны любому участнику, чтобы при необходимости восстановить состояние, не ставя под угрозу безопасность, которую обеспечивает базовый уровень Ethereum.
Решение: Scroll решает эту проблему с помощью комбинации Rollup и Bridge Contracts. Эти контракты отвечают за то, чтобы все данные о транзакциях уровня 2 публиковались в Ethereum как calldata. Это не только обеспечивает доступность данных, поскольку сеть Ethereum защищает эти данные, но и использует надежную модель безопасности Ethereum для защиты от подделки данных.
Масштабируемость и децентрализация
Вызов: Баланс масштабируемости с децентрализацией является извечной проблемой в технологии блокчейн. Увеличение пропускной способности часто связано с компромиссами с децентрализацией сети, потенциально централизуя контроль над проверкой транзакций или производством блоков.
Решение: Scroll использует децентрализованную сеть пруверов (Roller Network) для генерации zk-доказательств, которые затем проверяются в сети Ethereum. Этот подход поддерживает децентрализацию, распределяя процесс создания доказательств между несколькими независимыми узлами, что помогает предотвратить любую единую точку отказа или контроля.
Сложность совместимости с zkEVM
Вызов: Создание zkEVM-совместимой системы, которая может выполнять все транзакции Ethereum с доказательствами с нулевым разглашением, очень сложно. Эта сложность возникает из-за необходимости гарантировать, что каждое вычисление на Scroll может быть точно и эффективно доказано правильностью в строгих условиях, которые требуются zk-proof.
Решение: Scroll разрабатывает и использует передовые криптографические методы, в том числе передовые разработки в области технологии доказательства с нулевым разглашением. Он также тесно взаимодействует с сообществом разработчиков Ethereum, чтобы гарантировать, что его zkEVM полностью совместим с EVM Ethereum, что означает, что разработчики могут развертывать существующие смарт-контракты в Scroll без каких-либо изменений. Эта совместимость имеет решающее значение для принятия пользователями и бесшовной интеграции с более широкой экосистемой Ethereum.
Эффективность генерации доказательств
Вызов: Генерация zk-доказательств, особенно для сложных смарт-контрактов и транзакций, типичных для Ethereum, может быть трудоемкой и медленной. Это может негативно сказаться на масштабируемости и пользовательском опыте, если не решить его должным образом.
Решение: Scroll оптимизирует генерацию доказательств, реализуя методы параллельной обработки в своей сети роликов. Этот подход предполагает одновременную работу нескольких проверщиков для создания доказательств, что значительно ускоряет время обработки. Scroll также изучает варианты аппаратного ускорения, такие как графические процессоры и, возможно, ASIC, чтобы еще больше сократить время и затраты, связанные с генерацией zk-proof.
Решая эти проблемы с помощью инновационных решений, Scroll не только улучшает свою платформу, но и вносит свой вклад в более широкую область технологии блокчейн, раздвигая границы возможного с решениями для масштабирования Ethereum.
Глубокое техническое погружение
В уроке 3 рассказывается о технической архитектуре и механизмах работы Scroll. В нем рассматриваются ключевые компоненты, такие как Scroll Node, Roller Network, а также контракты Rollup и Bridge, и объясняется их роль в повышении эффективности и безопасности транзакций. В уроке также обсуждается метод Scroll для управления транзакциями, от отправки до создания доказательств и проверки, с акцентом на стратегию баланса производительности и безопасности. Кроме того, он исследует технические проблемы, такие как доступность данных и совместимость с zkEVM, описывая решения этих проблем в Scroll.
Обзор архитектуры Scroll
Архитектура Scroll стратегически разработана для повышения масштабируемости Ethereum с помощью решения уровня 2. Он включает в себя несколько ключевых компонентов: узел прокрутки, сеть роликов, а также контракты Rollup и Bridge. Каждый из них играет ключевую роль в обеспечении эффективной и безопасной обработки транзакций на платформе.
Узел прокрутки
Узел прокрутки выступает в качестве основного интерфейса для пользовательских транзакций в сети уровня 2. Он обрабатывает создание блоков из этих транзакций и фиксирует их в основной сети Ethereum. Этот узел имеет решающее значение, поскольку он служит мостом между сетями уровня 1 (Ethereum) и уровня 2 (Scroll), обеспечивая бесперебойную передачу данных и сообщений между обоими уровнями. Узел состоит из нескольких компонентов, включая секвенсор, координатор и ретранслятор, каждый из которых отвечает за различные аспекты обработки транзакций и формирования блоков.
Роликовая сеть
Сеть Roller имеет важное значение для безопасности и целостности транзакций в сети Scroll. Он генерирует доказательства с нулевым разглашением (ZK), которые представляют собой криптографические доказательства, которые проверяют правильность транзакций без раскрытия каких-либо базовых данных. Эти доказательства имеют решающее значение для обеспечения конфиденциальности и безопасности, обеспечивая при этом масштабируемость. Сеть состоит из различных проверщиков, которые сотрудничают для создания и проверки этих доказательств, гарантируя, что все транзакции соответствуют правилам Ethereum.
Роллап и промежуточные контракты
Эти контракты имеют фундаментальное значение для операционной структуры решения Scroll уровня 2. Роллап-контракты управляют агрегацией нескольких транзакций в один пакет, что сокращает общий объем данных, которые необходимо обрабатывать и хранить в Ethereum. Это значительно снижает транзакционные издержки и повышает пропускную способность. Промежуточные контракты облегчают безопасную передачу активов и данных между Ethereum и Scroll, поддерживая различные активы, включая ETH, токены ERC-20 и NFT. Эта система гарантирует, что Scroll поддерживает надежные стандарты безопасности Ethereum, работая при этом на более высоком уровне эффективности.
Рабочие механизмы прокрутки
Scroll обрабатывает транзакции с помощью сложной архитектуры, которая обеспечивает как высокую пропускную способность, так и соответствие стандартам безопасности основной сети Ethereum. Вот пошаговая разбивка того, как Scroll управляет транзакциями и генерирует доказательства zkEVM:
Подача заявки: Пользователи отправляют транзакции в сеть Scroll. Эти транзакции собираются секвенсором, который действует во многом так же, как собственные процессоры транзакций Ethereum, но работает на уровне уровня 2.
Формирование блока: Секвенсор пакетирует эти транзакции в блоки. Используя модифицированную версию Go-Ethereum (Geth), Scroll обеспечивает совместимость и безопасность, наследуя установленные протоколы и инфраструктуру Ethereum (Scroll).
Генерация доказательств: После того, как блок сформирован, он перенаправляется в Roller Network. Здесь роллеры генерируют доказательства zkEVM для транзакций. Это включает в себя преобразование трассировки выполнения блока в следящие сигналы цепи, а затем в zk-доказательства, которые подтверждают правильность транзакций, не раскрывая лежащие в основе данные (Scroll ).
Валидация доказательств и финализация блоков: Затем эти доказательства отправляются обратно в секвенсор, который отправляет их вместе с данными транзакции в контракт Rollup в основной сети Ethereum. Контракт Rollup проверяет эти подтверждения, проверяя, соответствуют ли они данным транзакции, прежде чем завершить блок (Scroll ).
Безопасность и доступность данных
Безопасность в Scroll поддерживается за счет использования zk-proofs, которые обеспечивают уверенность в целостности и правильности транзакций без компрометации конфиденциальных деталей транзакций. Scroll наследует надежную модель безопасности уровня 1 Ethereum, извлекая выгоду из того же уровня устойчивости к атакам при более высокой пропускной способности транзакций.
Для обеспечения доступности данных Scroll использует комбинацию ончейн- и оффчейн-механизмов. В то время как данные о транзакциях публикуются в Ethereum в виде calldata секвенсором для прозрачности и безопасности, корни состояний и подтверждения хранятся в сети Scroll для поддержания эффективности производительности. Этот гибридный подход гарантирует, что, хотя Scroll может работать на более высоких скоростях и с меньшими затратами, он не ставит под угрозу децентрализацию и безопасность, которые являются основополагающими для технологий блокчейна. Архитектура поддерживает не только бесперебойное выполнение стандартных транзакций Ethereum, но и сложные смарт-контракты и dApps со всеми возможностями собственного EVM Ethereum.
Архитектура и операционные механизмы Scroll демонстрируют хорошо продуманную стратегию баланса между производительностью и безопасностью, что делает его важным игроком в ландшафте решений для масштабирования Ethereum.
Технические проблемы
Scroll, как и многие блокчейн-проекты, сталкивается с несколькими техническими проблемами в своем стремлении масштабировать Ethereum при сохранении безопасности и децентрализации. Ниже мы рассмотрим некоторые из этих проблем и инновационные решения, которые Scroll использует для их решения:
Доступность и безопасность данных
Вызов: Обеспечение доступности данных при сохранении безопасности и целостности транзакций в решении уровня 2 является критически важной задачей. В контексте zk-Rollups, таких как Scroll, система должна гарантировать, что все данные о транзакциях доступны любому участнику, чтобы при необходимости восстановить состояние, не ставя под угрозу безопасность, которую обеспечивает базовый уровень Ethereum.
Решение: Scroll решает эту проблему с помощью комбинации Rollup и Bridge Contracts. Эти контракты отвечают за то, чтобы все данные о транзакциях уровня 2 публиковались в Ethereum как calldata. Это не только обеспечивает доступность данных, поскольку сеть Ethereum защищает эти данные, но и использует надежную модель безопасности Ethereum для защиты от подделки данных.
Масштабируемость и децентрализация
Вызов: Баланс масштабируемости с децентрализацией является извечной проблемой в технологии блокчейн. Увеличение пропускной способности часто связано с компромиссами с децентрализацией сети, потенциально централизуя контроль над проверкой транзакций или производством блоков.
Решение: Scroll использует децентрализованную сеть пруверов (Roller Network) для генерации zk-доказательств, которые затем проверяются в сети Ethereum. Этот подход поддерживает децентрализацию, распределяя процесс создания доказательств между несколькими независимыми узлами, что помогает предотвратить любую единую точку отказа или контроля.
Сложность совместимости с zkEVM
Вызов: Создание zkEVM-совместимой системы, которая может выполнять все транзакции Ethereum с доказательствами с нулевым разглашением, очень сложно. Эта сложность возникает из-за необходимости гарантировать, что каждое вычисление на Scroll может быть точно и эффективно доказано правильностью в строгих условиях, которые требуются zk-proof.
Решение: Scroll разрабатывает и использует передовые криптографические методы, в том числе передовые разработки в области технологии доказательства с нулевым разглашением. Он также тесно взаимодействует с сообществом разработчиков Ethereum, чтобы гарантировать, что его zkEVM полностью совместим с EVM Ethereum, что означает, что разработчики могут развертывать существующие смарт-контракты в Scroll без каких-либо изменений. Эта совместимость имеет решающее значение для принятия пользователями и бесшовной интеграции с более широкой экосистемой Ethereum.
Эффективность генерации доказательств
Вызов: Генерация zk-доказательств, особенно для сложных смарт-контрактов и транзакций, типичных для Ethereum, может быть трудоемкой и медленной. Это может негативно сказаться на масштабируемости и пользовательском опыте, если не решить его должным образом.
Решение: Scroll оптимизирует генерацию доказательств, реализуя методы параллельной обработки в своей сети роликов. Этот подход предполагает одновременную работу нескольких проверщиков для создания доказательств, что значительно ускоряет время обработки. Scroll также изучает варианты аппаратного ускорения, такие как графические процессоры и, возможно, ASIC, чтобы еще больше сократить время и затраты, связанные с генерацией zk-proof.
Решая эти проблемы с помощью инновационных решений, Scroll не только улучшает свою платформу, но и вносит свой вклад в более широкую область технологии блокчейн, раздвигая границы возможного с решениями для масштабирования Ethereum.