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Scroll整体架构和主要流程

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官方文档：https://docs.scroll.io/zh/technology/

Scroll主要有两个功能：跨链桥和rollup

  • 跨链桥：用于以太坊和Scroll之间发送消息和资产，主要负责L1和L2进行通信，可以在L1上调用L2的合约，也可以在L2上调用L1的合约。

  • rollup: 用于保证L2上的数据与L1上的数据拥有一样安全性，保证L2数据的可用性（Data Avaliability）和验证有效性证明（Proof Verification）

采用zkRollup实现以太坊扩容的优势：

  • 以单笔交易代替了很多笔交易

  • 增加了交易吞吐量

  • 节约了手续费

  • 降低了延迟等待

Scroll zkEVM与以太坊主网EVM兼容，可将以太坊主网的智能合约部署在Scroll zkEVM中，可共用以太坊现有的开发组件和套件。

整体架构​

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如上图所示，Scroll 链由三层组成：

  • 结算层(Settlement Layer): BridgeContract 主要用于用户和去中心化应用程序在以太坊和Scroll之间发送消息和资产。RollupContract主要是用于提供数据可用性和验证有效性证明。我们使用以太坊作为结算层，并将跨链桥和Rollup合约部署到以太坊上。
  • 排序层（Sequencing Layer）: 包含一个Execution Node以及一个Rollup Node，Execution Node用于执行提交到 Scroll 排序器的交易和提交给 L1 跨链桥合约的交易并生成 L2 区块，Rollup Node用于批处理交易，将交易数据和区块信息发布到以太坊以获得数据可用性，并将有效性证明提交给以太坊以进行最终确认。
  • 证明层(Proving Layer): 由一个证明器池组成，这些证明器负责生成验证 L2 交易正确性的 zkEVM 有效性证明，以及一个协调器，将证明任务分配给证明器并将证明中继到Rollup节点以在以太坊上最终确认。

主要流程​

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Scroll主要流程分为三个阶段：

1）交易执行 （上图步骤1.a、1.b、1.c、2、3a、3b）

2）批处理和数据承诺（上图步骤4、5、6）

2）证明生成和最终确认（上图步骤7a、7b、7c、8a、8b、9a、9b）

L2的交易有两个来源：

1）L2通过订阅L1跨链桥合约的交易

2）直接发送到L2的交易

Execution Node​

L2的排序器包含三个模块：Sync service、Mempool、Executor

Sync Service（同步服务）：L2通过订阅提交到L1跨链桥合约中的交易，一旦检测到，L2同步服务将对应的生成一个L1MessageTx交易(L2链上根据EIP-2718定义的新的交易类型)，并将其添加到本地L1交易队列。

MemoryPool（内存池）：直接提交到L2排序器的交易将会被放在MemoryPool中。

Executor（执行器）：从L1交易队列和L2内存池中提取交易，执行交易并构建新的L2区块。

Rollup Node​

Roll节点包含三个模块：Relayer、Chunk Proposer、Batch Proposer

Relayer（中继器）： 提交承诺交易（Data Avaliability）并在rollup合约中最终确认（Proof Verification）。

Chunk Proposer（块提议者）和Batch Proposer（批次提议者）会按照下面的规则提议新块和新批次：

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​ Rollup节点收集新的L2区块并将其打包成块（chunks）和批次（Batches）。一组排序好的交易会被打包成一个块；一系列相邻的区块将会被分组进入一个块（chunk）中（chunk是生成zkEVm电路证明的基本单元）；一系列相邻的chunk被分组到一个批次（batch）中，批次是L1上数据承诺（Data Avaliability）和证明验证（Proof Verification）的基础单元，批次证明是从批次中区块证明的聚合证明。

一旦chunk被创建，就会将chunk对应的task发送的zkevm证明器，生成其证明。

阶段1：交易执行​

  1. 用户将交易提交到L1跨链桥合约或者L2的Execution Node，提交到L2的交易将会被放入到Execution Node的Memory Pool中。（上图步骤1a、1b）
  2. L2 Execution Node中的sync service从跨链桥合约中提取最新L1交易，并放入到本地的消息队列。（上图步骤2）
  3. L2 Execution Node的Executor从本地的L1消息队列和Memory pool中获取交易，并构建新的L2区块。(上图步骤3a、3b)

阶段2：批处理和数据承诺​

  1. Rollup Node监听Execution Node的产生的最新区块。（上图步骤4）
  2. 如果满足条件，Rollup Nod将提议一个新的chunk或者batch并写入数据库，否则Rollup Node会等待更多的block或者chunk来创建新的batch（上图步骤5）。
  3. 创建了新的batch之后，Rollup Relayer将收集此batch中的transaction数据，并将承诺交易提交到Rollup合约来实现数据可用性（Data Avaliability）。（上图步骤6）。

阶段3：证明生成和最终确认​

  1. Coordinator（协调器）会轮询数据库，一旦查询到新的chunk或者batch。将会执行以下操作：（上图步骤7a、7b、7c）
  • 在新的chunk上，Coordinator将会从L2 Execution Node中查询当前chunk中所有block的执行轨迹（execution traces），然后将证明任务发送到随机选择的zkEVM证明器（zkEVM Prover）。
  • 在新batch上，Coordinator将会从数据库中收集当前batch中所有chunk的chunk证明，并将batch证明任务分配给随机选择的聚合证明器。
  1. 当Coordinator从zkEvm Prover获取到chunk或者batch的证明时，Coordinator会将证明写入到数据库。（上图步骤8a、8b）
  2. 一旦Rollup Node中的Ralyer从数据库中轮训得到新的batch的证明，它就会想Rollup合约提交最终确认交易来验证证明（Proof Verification）。（上图步骤9a、9b）

交易的生命周期​

Scroll中的交易的生命周期包含三个阶段：

  1. 已确认（Confirmed）: 用户向L1跨链网桥合约或者L2 Execution Node提交交易，交易执行并包含在L2区块中后变为Confirmed。
  2. 已提交（Committed）: 交易被包含在batch中，并且包含此batch数据的承诺交易（commit transaction）已经被提交到L1，在L1区块中确认承诺事务后，此batch中的交易变为Committed。
  3. 最终确认（Finalized）: 该batch的证明生成并在L1上得到验证，在最终确认交易（finalize transaction）在L1上最终确认后，该batch中的交易状态变为Finalized。

问题：​

Sequencing Layer和Proving Layer是否是去中心化的，是否需要去中心化？https://foresightnews.pro/article/detail/35169

有无激励机制？