Технічне глибоке занурення
Урок 3 розповідає про технічну архітектуру та робочі механізми Scroll. Він охоплює такі ключові компоненти, як Scroll Node, Roller Network, а також Rollup і Bridge Contracts, пояснюючи їх роль у підвищенні ефективності та безпеки транзакцій. В уроці також обговорюється метод управління транзакціями Scroll, від відправки до генерації та перевірки доказів, підкреслюється стратегія збалансованого поєднання продуктивності та безпеки. Крім того, в ньому досліджуються технічні проблеми, такі як доступність даних і сумісність з zkEVM, і описуються рішення Scroll для цих проблем.
Огляд архітектури Scroll
Архітектура Scroll стратегічно розроблена для підвищення масштабованості Ethereum за допомогою рішення другого рівня. Вона включає в себе кілька ключових компонентів: вузол прокрутки, ролерну мережу, а також ролловерні та мостові контракти. Кожен з них відіграє ключову роль у забезпеченні ефективної та безпечної обробки транзакцій на платформі.
Вузол прокрутки
Вузол прокрутки діє як основний інтерфейс для користувацьких транзакцій у мережі 2-го рівня. Він обробляє створення блоків з цих транзакцій і фіксує їх в основній мережі Ethereum. Цей вузол є критично важливим, оскільки він служить мостом між мережами 1-го рівня (Ethereum) і 2-го рівня (Scroll), забезпечуючи безперебійну передачу даних і повідомлень між обома рівнями. Вузол складається з декількох компонентів, включаючи секвенсор, координатор і ретранслятор, кожен з яких відповідає за різні аспекти обробки транзакцій і формування блоків.
Мережа роликів
Мережа роликів необхідна для безпеки і цілісності транзакцій в мережі Scroll. Він генерує докази з нульовим знанням (ZK) - криптографічні докази, які підтверджують правильність транзакцій, не розкриваючи жодних базових даних. Ці докази мають вирішальне значення для збереження конфіденційності та безпеки, а також для забезпечення масштабованості. Мережа складається з різних провайдерів, які спільно генерують і перевіряють ці докази, гарантуючи, що всі транзакції відповідають правилам Ethereum.
Рол-ап та бридж-контракти
Ці контракти є фундаментальними для операційної структури рішення Scroll Layer 2. Rollup-контракти керують об'єднанням декількох транзакцій в один пакет, що зменшує загальний обсяг даних, які необхідно обробляти і зберігати в Ethereum. Це значно знижує транзакційні витрати та підвищує пропускну здатність. Міст-контракти полегшують безпечну передачу активів і даних між Ethereum і Scroll, підтримуючи різноманітні активи, включаючи ETH, токени ERC-20 і NFT. Ця система гарантує, що Scroll підтримує високі стандарти безпеки Ethereum, працюючи при цьому на більш високому рівні ефективності.
Механізми роботи скролу
Scroll обробляє транзакції за допомогою складної архітектури, яка забезпечує як високу пропускну здатність, так і дотримання стандартів безпеки мережі Ethereum. Ось покроковий опис того, як Scroll управляє транзакціями і генерує докази zkEVM:
Надсилання транзакцій: Користувачі надсилають транзакції в мережу Scroll. Ці транзакції збираються секвенсором (Sequencer), який діє подібно до власних процесорів транзакцій Ethereum, але працює на рівні Layer 2.
Формування блоків: Секвенсор об'єднує ці транзакції у блоки. Використовуючи модифіковану версію Go-Ethereum (Geth), Scroll забезпечує сумісність і безпеку, успадковуючи встановлені протоколи та інфраструктуру Ethereum (Scroll ).
Генерація доказів: Як тільки блок сформовано, він надсилається до мережі ролерів. Тут ролери генерують zkEVM-докази для транзакцій. Це передбачає перетворення траси виконання блоку в свідків ланцюга, а потім в zk-докази, які підтверджують правильність транзакцій без розкриття базових даних (Scroll ).
Перевірка доказів і фіналізація блоку: Ці докази надсилаються назад секвенсору, який надсилає їх разом з даними транзакції до контракту Rollup в мережі Ethereum. Контракт Rollup перевіряє ці докази, гарантуючи, що вони відповідають даним транзакції, перш ніж завершити блок (Scroll ).
Безпека та доступність даних
Безпека в Scroll підтримується завдяки використанню zk-доказів, які надають гарантію цілісності та коректності транзакцій без компрометації конфіденційних даних про транзакції. Scroll успадковує надійну модель безпеки 1-го рівня Ethereum, що забезпечує такий же рівень стійкості до атак, але при цьому працює з більшою пропускною здатністю транзакцій.
Для забезпечення доступності даних Scroll використовує комбінацію механізмів on-chain та off-chain. У той час як дані про транзакції публікуються в Ethereum як call-дані секвенсором для забезпечення прозорості та безпеки, корені станів і докази зберігаються в мережі Scroll для підтримки ефективності роботи. Цей гібридний підхід гарантує, що хоча Scroll може працювати на більших швидкостях і з меншими витратами, він не ставить під загрозу децентралізацію і безпеку, які є основоположними для технології блокчейн. Архітектура підтримує не тільки безперебійне виконання стандартних транзакцій Ethereum, але й складні смарт-контракти та додатки з повним набором можливостей власного EVM Ethereum.
Архітектура та операційні механізми Scroll демонструють добре продуману стратегію балансу між продуктивністю та безпекою, що робить його важливим гравцем на ринку рішень для масштабування Ethereum.
Технічні виклики
Scroll, як і багато інших блокчейн-проектів, стикається з кількома технічними проблемами в своєму прагненні масштабувати Ethereum, зберігаючи при цьому безпеку і децентралізацію. Нижче ми розглянемо деякі з цих викликів та інноваційні рішення, які застосовує Scroll для їх подолання:
Доступність та безпека даних
Проблема: Забезпечення доступності даних при збереженні безпеки та цілісності транзакцій у рішенні рівня 2 є критично важливим завданням. В контексті zk-роллів, таких як Scroll, система повинна гарантувати, що всі дані про транзакції будуть доступні для будь-якого учасника, щоб він міг відновити стан, якщо це необхідно, без шкоди для безпеки, яку забезпечує базовий рівень Ethereum.
Рішення: Scroll вирішує цю проблему за допомогою комбінації Rollup та Bridge контрактів. Ці контракти відповідають за те, щоб всі дані про транзакції 2-го рівня публікувалися в Ethereum як calldata. Це не тільки гарантує доступність даних - оскільки мережа Ethereum захищає ці дані, але й використовує надійну модель безпеки Ethereum для захисту від підробки даних.
Масштабованість проти децентралізації
Проблема: Баланс між масштабованістю та децентралізацією є одвічною проблемою технології блокчейн. Підвищення пропускної здатності часто передбачає компроміси з децентралізацією мережі, потенційно централізуючи контроль над перевіркою транзакцій або виробництвом блоків.
Рішення: Scroll використовує децентралізовану мережу верифікаторів (Roller Network) для генерації zk-доказів, які потім перевіряються в мережі Ethereum. Цей підхід підтримує децентралізацію, розподіляючи процес генерації доказів між декількома незалежними вузлами, що допомагає запобігти будь-якій єдиній точці збою або контролю.
Складність сумісності zkEVM
Виклик: Створення zkEVM-сумісної системи, яка може виконувати всі транзакції Ethereum з доказами з нульовим рівнем знання, є дуже складним завданням. Ця складність пов'язана з необхідністю гарантувати, що кожне обчислення на Scroll може бути точно і ефективно доведено правильним за суворих умов, яких вимагають zk-докази.
Рішення: Scroll розробляє та використовує передові криптографічні методи, в тому числі передові розробки в області технології з нульовим доступом. Він також тісно співпрацює зі спільнотою розробників Ethereum, щоб забезпечити повну сумісність zkEVM з EVM Ethereum, а це означає, що розробники можуть розгортати існуючі смарт-контракти в Scroll без будь-яких модифікацій. Ця сумісність має вирішальне значення для адаптації користувачів і безперешкодної інтеграції з ширшою екосистемою Ethereum.
Доведена ефективність генерації
Виклик: Генерація zk-доказів, особливо для складних смарт-контрактів і транзакцій, типових для Ethereum, може бути обчислювально інтенсивною і повільною. Це може негативно вплинути на масштабованість та користувацький досвід, якщо не вирішити проблему належним чином.
Рішення: Scroll оптимізує генерацію доказу, впроваджуючи методи паралельної обробки у своїй мережі роликів. Цей підхід передбачає одночасну роботу декількох верифікаторів над створенням доказів, що значно прискорює час обробки. Scroll також досліджує можливості апаратного прискорення, такі як графічні процесори і, можливо, ASIC, щоб ще більше скоротити час і витрати, пов'язані з zk-стійкою генерацією.
Вирішуючи ці проблеми за допомогою інноваційних рішень, Scroll не тільки вдосконалює свою платформу, але й робить внесок у більш широку сферу блокчейн-технологій, розширюючи межі можливого за допомогою рішень для масштабування Ethereum.
Технічне глибоке занурення
Урок 3 розповідає про технічну архітектуру та робочі механізми Scroll. Він охоплює такі ключові компоненти, як Scroll Node, Roller Network, а також Rollup і Bridge Contracts, пояснюючи їх роль у підвищенні ефективності та безпеки транзакцій. В уроці також обговорюється метод управління транзакціями Scroll, від відправки до генерації та перевірки доказів, підкреслюється стратегія збалансованого поєднання продуктивності та безпеки. Крім того, в ньому досліджуються технічні проблеми, такі як доступність даних і сумісність з zkEVM, і описуються рішення Scroll для цих проблем.
Огляд архітектури Scroll
Архітектура Scroll стратегічно розроблена для підвищення масштабованості Ethereum за допомогою рішення другого рівня. Вона включає в себе кілька ключових компонентів: вузол прокрутки, ролерну мережу, а також ролловерні та мостові контракти. Кожен з них відіграє ключову роль у забезпеченні ефективної та безпечної обробки транзакцій на платформі.
Вузол прокрутки
Вузол прокрутки діє як основний інтерфейс для користувацьких транзакцій у мережі 2-го рівня. Він обробляє створення блоків з цих транзакцій і фіксує їх в основній мережі Ethereum. Цей вузол є критично важливим, оскільки він служить мостом між мережами 1-го рівня (Ethereum) і 2-го рівня (Scroll), забезпечуючи безперебійну передачу даних і повідомлень між обома рівнями. Вузол складається з декількох компонентів, включаючи секвенсор, координатор і ретранслятор, кожен з яких відповідає за різні аспекти обробки транзакцій і формування блоків.
Мережа роликів
Мережа роликів необхідна для безпеки і цілісності транзакцій в мережі Scroll. Він генерує докази з нульовим знанням (ZK) - криптографічні докази, які підтверджують правильність транзакцій, не розкриваючи жодних базових даних. Ці докази мають вирішальне значення для збереження конфіденційності та безпеки, а також для забезпечення масштабованості. Мережа складається з різних провайдерів, які спільно генерують і перевіряють ці докази, гарантуючи, що всі транзакції відповідають правилам Ethereum.
Рол-ап та бридж-контракти
Ці контракти є фундаментальними для операційної структури рішення Scroll Layer 2. Rollup-контракти керують об'єднанням декількох транзакцій в один пакет, що зменшує загальний обсяг даних, які необхідно обробляти і зберігати в Ethereum. Це значно знижує транзакційні витрати та підвищує пропускну здатність. Міст-контракти полегшують безпечну передачу активів і даних між Ethereum і Scroll, підтримуючи різноманітні активи, включаючи ETH, токени ERC-20 і NFT. Ця система гарантує, що Scroll підтримує високі стандарти безпеки Ethereum, працюючи при цьому на більш високому рівні ефективності.
Механізми роботи скролу
Scroll обробляє транзакції за допомогою складної архітектури, яка забезпечує як високу пропускну здатність, так і дотримання стандартів безпеки мережі Ethereum. Ось покроковий опис того, як Scroll управляє транзакціями і генерує докази zkEVM:
Надсилання транзакцій: Користувачі надсилають транзакції в мережу Scroll. Ці транзакції збираються секвенсором (Sequencer), який діє подібно до власних процесорів транзакцій Ethereum, але працює на рівні Layer 2.
Формування блоків: Секвенсор об'єднує ці транзакції у блоки. Використовуючи модифіковану версію Go-Ethereum (Geth), Scroll забезпечує сумісність і безпеку, успадковуючи встановлені протоколи та інфраструктуру Ethereum (Scroll ).
Генерація доказів: Як тільки блок сформовано, він надсилається до мережі ролерів. Тут ролери генерують zkEVM-докази для транзакцій. Це передбачає перетворення траси виконання блоку в свідків ланцюга, а потім в zk-докази, які підтверджують правильність транзакцій без розкриття базових даних (Scroll ).
Перевірка доказів і фіналізація блоку: Ці докази надсилаються назад секвенсору, який надсилає їх разом з даними транзакції до контракту Rollup в мережі Ethereum. Контракт Rollup перевіряє ці докази, гарантуючи, що вони відповідають даним транзакції, перш ніж завершити блок (Scroll ).
Безпека та доступність даних
Безпека в Scroll підтримується завдяки використанню zk-доказів, які надають гарантію цілісності та коректності транзакцій без компрометації конфіденційних даних про транзакції. Scroll успадковує надійну модель безпеки 1-го рівня Ethereum, що забезпечує такий же рівень стійкості до атак, але при цьому працює з більшою пропускною здатністю транзакцій.
Для забезпечення доступності даних Scroll використовує комбінацію механізмів on-chain та off-chain. У той час як дані про транзакції публікуються в Ethereum як call-дані секвенсором для забезпечення прозорості та безпеки, корені станів і докази зберігаються в мережі Scroll для підтримки ефективності роботи. Цей гібридний підхід гарантує, що хоча Scroll може працювати на більших швидкостях і з меншими витратами, він не ставить під загрозу децентралізацію і безпеку, які є основоположними для технології блокчейн. Архітектура підтримує не тільки безперебійне виконання стандартних транзакцій Ethereum, але й складні смарт-контракти та додатки з повним набором можливостей власного EVM Ethereum.
Архітектура та операційні механізми Scroll демонструють добре продуману стратегію балансу між продуктивністю та безпекою, що робить його важливим гравцем на ринку рішень для масштабування Ethereum.
Технічні виклики
Scroll, як і багато інших блокчейн-проектів, стикається з кількома технічними проблемами в своєму прагненні масштабувати Ethereum, зберігаючи при цьому безпеку і децентралізацію. Нижче ми розглянемо деякі з цих викликів та інноваційні рішення, які застосовує Scroll для їх подолання:
Доступність та безпека даних
Проблема: Забезпечення доступності даних при збереженні безпеки та цілісності транзакцій у рішенні рівня 2 є критично важливим завданням. В контексті zk-роллів, таких як Scroll, система повинна гарантувати, що всі дані про транзакції будуть доступні для будь-якого учасника, щоб він міг відновити стан, якщо це необхідно, без шкоди для безпеки, яку забезпечує базовий рівень Ethereum.
Рішення: Scroll вирішує цю проблему за допомогою комбінації Rollup та Bridge контрактів. Ці контракти відповідають за те, щоб всі дані про транзакції 2-го рівня публікувалися в Ethereum як calldata. Це не тільки гарантує доступність даних - оскільки мережа Ethereum захищає ці дані, але й використовує надійну модель безпеки Ethereum для захисту від підробки даних.
Масштабованість проти децентралізації
Проблема: Баланс між масштабованістю та децентралізацією є одвічною проблемою технології блокчейн. Підвищення пропускної здатності часто передбачає компроміси з децентралізацією мережі, потенційно централізуючи контроль над перевіркою транзакцій або виробництвом блоків.
Рішення: Scroll використовує децентралізовану мережу верифікаторів (Roller Network) для генерації zk-доказів, які потім перевіряються в мережі Ethereum. Цей підхід підтримує децентралізацію, розподіляючи процес генерації доказів між декількома незалежними вузлами, що допомагає запобігти будь-якій єдиній точці збою або контролю.
Складність сумісності zkEVM
Виклик: Створення zkEVM-сумісної системи, яка може виконувати всі транзакції Ethereum з доказами з нульовим рівнем знання, є дуже складним завданням. Ця складність пов'язана з необхідністю гарантувати, що кожне обчислення на Scroll може бути точно і ефективно доведено правильним за суворих умов, яких вимагають zk-докази.
Рішення: Scroll розробляє та використовує передові криптографічні методи, в тому числі передові розробки в області технології з нульовим доступом. Він також тісно співпрацює зі спільнотою розробників Ethereum, щоб забезпечити повну сумісність zkEVM з EVM Ethereum, а це означає, що розробники можуть розгортати існуючі смарт-контракти в Scroll без будь-яких модифікацій. Ця сумісність має вирішальне значення для адаптації користувачів і безперешкодної інтеграції з ширшою екосистемою Ethereum.
Доведена ефективність генерації
Виклик: Генерація zk-доказів, особливо для складних смарт-контрактів і транзакцій, типових для Ethereum, може бути обчислювально інтенсивною і повільною. Це може негативно вплинути на масштабованість та користувацький досвід, якщо не вирішити проблему належним чином.
Рішення: Scroll оптимізує генерацію доказу, впроваджуючи методи паралельної обробки у своїй мережі роликів. Цей підхід передбачає одночасну роботу декількох верифікаторів над створенням доказів, що значно прискорює час обробки. Scroll також досліджує можливості апаратного прискорення, такі як графічні процесори і, можливо, ASIC, щоб ще більше скоротити час і витрати, пов'язані з zk-стійкою генерацією.
Вирішуючи ці проблеми за допомогою інноваційних рішень, Scroll не тільки вдосконалює свою платформу, але й робить внесок у більш широку сферу блокчейн-технологій, розширюючи межі можливого за допомогою рішень для масштабування Ethereum.