解读Scroll的通用零知识Rollup架构

Una ⋅ 2023-10-25 18:02:45 ⋅ 阅读 ⋅ 行业

编者语：基于 ZK Rollup 的以太坊 Layer 2 网络 Scroll 从去年至今获得了行业的高度关注。Scroll 于 2022 年 4 月和今年 3 月分别宣布完成了由 Polychain Capital 领投的 3000 万美元 A 轮融资以及 Polychain Capital、红杉中国、IOSG Ventures、启明创投和 OKX Ventures 等参投的 5000 万美元融资。

10 月 10 日，以太坊 Layer 2 解决方案 Scroll 主网已于当日下午 2 点产生创世区块。10 月 17 日，Scroll 官方宣布主网已正式上线，随后部分项目陆续开始集成或者支持 Scroll 主网，为用户提供更多的应用场景和服务。

根据 Blockscout Scroll 主网 Token 页面，若参考当前持有地址数最多的 Token，受关注的项目包括 Merkly、Zonic on Scroll、PunkSwap Token、Skydrome、Scroll Name Service、Scroll Doge (zkDoge)、Scrollswap Finance Token (SF)、Script (SCRIPT) 、Scroll Inu (Sinu)。

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作为一种基于 zkEVM 的通用 ZK-Rollup，Scroll 旨在为现有应用程序和工具提供最高级别的 EVM 兼容性。加密研究员 @francescoweb3 对 Scroll 的技术原理、工作流程以及目前发展状态进行了研究，并提出了值得关注与思考的几个问题。BlockBeats 将原文编译如下：

通用型 zk-Rollup

10 月 10 日，Scroll 神秘地发布了一条消息，宣布其主网的正式启动。除了空投矿业的帖子之外，我对这个事件了解并不透彻。因此，我决定深入探究这个事件！

了解 Scroll

Scroll 是一个针对以太坊的扩展解决方案：一个通用的 Layer 2 (L2) 零知识（zk）rollup。这听起来可能包含了许多专业术语，让我们逐个解释它们。

作为以太坊上的一个 L2 rollup，Scroll 从本质上继承了 ETH 的安全性。

除了安全性之外，Scroll 还与丰富的以太坊生态系统实现了无缝集成，包括工具、dApps、智能合约以及庞大的用户群。

这种方法使得这些资源能够轻松地转移和互换使用，确保了 EVM 兼容性。可以说，「对于用户和开发者来说，Scroll 几乎就是以太坊」。

在 Scroll 出现之前，由于生成以太坊虚拟机（EVM）计算的零知识证明的复杂性，没有通用的零知识（zk）rollup。简而言之，作为一个通用 rollup 意味着具有与 EVM 等价的功能。然而，直到现在，成功地在 zk rollup 上运行一个 EVM 环境一直是一个难以捉摸的目标。这主要归因于将 EVM 交易转换为 zk 证明可解释的逻辑电路的复杂性。

正是这种复杂性解释了为什么 zk-rollup 项目只专注于特定应用，如 dYdX 专注于交易，ImmutableX 专注于 NFT。由于技术困难，无法开发出可以部署各种 DApps 的通用网络。这也是为什么与 op-rollup 相比，zk-rollup 在总锁定价值（TVL）和用户数量方面表现不佳。

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尽管存在这些挑战，但对通用零知识（zk）rollup 的探索仍在继续。与 EVM 兼容是一件大事，因为它极大地简化了开发人员转向新链所需的努力。例如，转向非 EVM 链意味着：

· 需要将现有合约迁移并重写到新的 rollup

· 不受现有 EVM 工具支持（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

许多人已经开始着手开发通用 zk EVM，可以从不同层面看它们在与 EVM 的兼容性：

Starknet 和 zkSync（语言层面）：这些目前是专用解决方案，使用自定义虚拟机（Cairo VM）运行。它们运行一个自定义 VM，并创建了一个编译器「Warp Transpiler」，将 Solidity 代码转换为 Cairo VM 字节码。

他们所做的是创建一个新的 VM，并在其顶部添加以太坊工具支持作为附加层。这仍然实现了使 Solidity 合约可导出到 StarkNet，从而让「EVM 兼容」的目标。尽管不是直接执行 EVM，但它保留了兼容性，让 Solidity 开发者为他们的 rollup 编写代码。

在使用这些解决方案时：

· 您不是在 EVM 内部执行

· 您没有与其他以太坊接口的兼容性

· Solidity 开发者能够编写可在您的 rollup 上使用的代码

这是一个很好的折衷方案。

Polygon zk-EVM（字节码层面）：运行一个自定义 VM，但已将所有 EVM 操作码映射到对其 VM 有效的操作码（「操作码级等价」）。Polygon 的方法是构建一个具有「操作码级等价」的 zkEVM。与 Scroll 相比，Polygon 有一个替代运行时（「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 会有太多约束。

下图展示了该过程的幕后情况：

尽管这种配置比 Scroll 更高效，但它增加了大量的自定义代码（用于创建 zkASM），可能需要修改代码或工具以实现兼容性，并且随着时间的推移可能与以太坊越来越不同（例如，燃气价格可能有所不同，代码库可能越来越不同）。Scroll（字节码级别）：将 EVM 执行直接转换为可验证的电路，从而在工具支持和兼容性方面带来好处。

尽管这种配置比 Scroll 更高效，但它增加了大量的自定义代码来创建 zkASM，可能需要修改代码或工具以实现兼容性，并且随着时间的推移可能与以太坊越来越不同。例如，gas 费可能不同，代码库可能逐步发生改变。

Scroll（字节码层面）：将 EVM 执行直接转换为可验证的电路，从而在工具支持和兼容性方面带来好处。