技术深度学习
这节课讲述 Scroll 的技术架构和运行机制。它涵盖了 Scroll 节点、Roller 网络、Rollup （汇总）和 Bridge（桥接器） 合约等关键组件，解释了它们在提高交易效率和安全性方面的作用。本课还讨论了 Scroll 管理交易的方法，从提交到生成证明和验证，强调了其在性能和安全性之间取得平衡的策略。此外，课程还探讨了数据可用性和 zkEVM 兼容性等技术难题，并概述了 Scroll 解决这些问题的方法。
Scroll 的架构概述
Scroll 的架构经过精心设计，旨在通过其 Layer 2 解决方案增强以太坊的可扩展性。它包括几个关键组件：Scroll 节点、Roller 网络以及 Rollup 和 Bridge 合约。每个组件都在确保平台上高效、安全的交易处理方面发挥着关键作用。
Scroll 节点
Scroll 节点是 Layer 2 网络上用户交易的主要接口。它负责根据这些交易创建区块，并将其提交到以太坊主网。该节点非常重要，因为它是Layer 1（以太坊）和Layer 2（Scroll）网络之间的桥梁，确保数据和信息在两层网络间顺利传输。该节点由多个组件组成，包括排序器（Sequencer）、协调器（Coordinator）和中继器（Relayer），每个组件负责交易处理和区块形成的不同方面。
Roller 网络
Roller 网络对 Scroll 网络交易的安全性和完整性至关重要。它能生成零知识（ZK）证明，即在不泄露任何基础数据的情况下验证交易正确性的加密证明。这些证明对于维护隐私和安全，同时实现可扩展性至关重要。该网络由各种证明器组成，它们合作生成并验证这些证明，确保所有交易都遵守以太坊的规则。
Rollup 和 Bridge 合约
这些合约是 Scroll 的 Layer 2 解决方案的运行框架的基础。Rollup 合约可将多个交易聚合成一个批次，从而减少需要在以太坊上处理和存储的整体数据。这大大降低了交易成本并提高了吞吐量。Bridge 合约促进以太坊和 Scroll 之间的资产和数据的安全转移，支持各种资产，包括ETH、ERC-20 代币和 NFT。这个系统确保 Scroll 在以更高效率运行的同时，仍然保持以太坊的强大安全标准。
Scroll 的工作机制
Scroll 通过复杂的架构处理交易，既能确保高吞吐量，又能遵守以太坊主网的安全标准。下面是 Scroll 管理交易和生成 zkEVM 证明的步骤分解：
交易提交： 用户向 Scroll 网络提交交易。这些交易由排序器（Sequencer）收集，排序器的作用很像以太坊自己的交易处理器，但在 Layer 2 运行。
区块形成： 排序器将这些交易批量转化为区块。Scroll 使用 Go-Ethereum (Geth) 的修改版，通过继承既定的以太坊协议和基础设施（Scroll）来确保兼容性和安全性。
证明生成：一旦一个区块形成，它就会被转发到 Roller 网络。在这里，验证者会为交易生成 zkEVM 证明。这包括将区块的执行轨迹转换为电路见证，然后转换为 zk 证明，这些证明断言交易的正确性，同时不会泄露底层数据（来源：Scroll 官网）。
证明验证和区块最终确定： 然后，这些证明会被发送回排序器，排序器会将这些证明和交易数据一起提交给以太坊主网上的 Rollup 合约。Rollup 合约会验证这些证明，确保它们与交易数据相匹配，然后才会最终完成区块（来源：Scroll 官网）。
安全性和数据可用性
Scroll 通过使用零知识证明（zk-proofs）来保证其安全性，这可以确保交易的完整性和正确性，同时不会泄露敏感的交易细节。Scroll 继承了以太坊第一层（Layer 1）的强大安全模型，即使在处理更高的交易吞吐量时，仍能从中受益。
在数据可用性方面，Scroll 混合使用链上和链下机制。虽然排序器将交易数据作为 calldata 发布到以太坊以确保透明度和安全性，但状态根和证明则存储在 Scroll 网络中，以维持性能效率。这种混合方式确保 Scroll 在保持区块链技术的去中心化和安全性的同时，能以更快的速度和更低的成本进行操作。这个架构不仅支持标准以太坊交易的无缝执行，还支持复杂的智能合约和 dApp，并具备以太坊自身 EVM 的全部功能。
Scroll 的架构和操作机制展示了一个深思熟虑的策略，以平衡性能和安全性，使其在以太坊扩展解决方案领域成为一位重要的参与者。
技术挑战
Scroll 和许多区块链项目一样，在追求扩展以太坊的同时保持安全性和去中心化的过程中面临着一些技术挑战。下面，我们将探讨其中一些挑战，以及 Scroll 为应对这些挑战而采用的创新解决方案：
数据可用性和安全性
挑战：在 Layer 2 解决方案中，既要确保数据可用性，又要维护交易的安全性和完整性，这是一个关键的挑战。在像 Scroll 这样的 zk-Rollups 系统中，必须确保所有交易数据对任何参与者可用，以便在需要时重建状态，同时不影响以太坊基础层提供的安全性。
解决方案：Scroll 通过使用 Rollup 和 Bridge 合约的组合来解决这个问题。这些合约负责确保所有 Layer 2 交易数据作为 calldata 发布到以太坊上。这不仅确保了数据的可用性—因为以太坊网络会保护这些数据的安全，而且还利用了以太坊强大的安全模型来防止数据被篡改。
可扩展性 vs. 去中心化
挑战：平衡可扩展性与去中心化，是区块链技术长期面临的挑战。提高吞吐量通常会导致网络去中心化的权衡，可能会使交易验证或区块生产的控制变得中心化。
解决方案：Scroll 使用去中心化的验证者网络（Roller 网络）来生成 zk 证明，然后在以太坊网络上进行验证。这种方法通过将证明生成过程分布到多个独立节点来维持去中心化，从而帮助防止出现单点故障或控制。
zkEVM 兼容性复杂性
挑战：创建一个与 zkEVM 兼容的系统，以零知识证明执行所有以太坊交易是非常复杂的。之所以复杂，是因为需要确保 Scroll 上的每项计算都能在 zk 证明所要求的严格条件下准确、高效地证明其正确性。
解决方案：Scroll 开发并利用先进的密码学技术，包括零知识证明技术的尖端发展成果。它还与以太坊开发者社区深度合作，以确保其 zkEVM 与以太坊的 EVM 完全兼容，这意味着开发人员可以将现有的智能合约部署到 Scroll 上，而无需任何修改。这种兼容性对于用户采用和与更广泛的以太坊生态系统无缝集成至关重要。
证明生成效率
挑战：生成 zk 证明，尤其是对于以太坊上常见的复杂智能合约和交易，计算量可能很大并且速度较慢。如果不加以适当解决，可能会对可扩展性和用户体验产生负面影响。
解决方案：Scroll 通过在其 Roller 网络中实施并行处理技术来优化证明生成。这种方法涉及多个验证者同时工作以生成证明，从而显着加快处理时间。Scroll 还探索硬件加速选项，例如 GPU 和潜在的 ASIC，以进一步减少生成 zk 证明所花费的时间和成本。
通过用创新的解决方案来应对这些挑战，Scroll 不仅能增强其平台，而且还能为更广泛的区块链技术领域做出贡献，推动以太坊扩容解决方案的可能性边界。
技术深度学习
这节课讲述 Scroll 的技术架构和运行机制。它涵盖了 Scroll 节点、Roller 网络、Rollup （汇总）和 Bridge（桥接器） 合约等关键组件，解释了它们在提高交易效率和安全性方面的作用。本课还讨论了 Scroll 管理交易的方法，从提交到生成证明和验证，强调了其在性能和安全性之间取得平衡的策略。此外，课程还探讨了数据可用性和 zkEVM 兼容性等技术难题，并概述了 Scroll 解决这些问题的方法。
Scroll 的架构概述
Scroll 的架构经过精心设计，旨在通过其 Layer 2 解决方案增强以太坊的可扩展性。它包括几个关键组件：Scroll 节点、Roller 网络以及 Rollup 和 Bridge 合约。每个组件都在确保平台上高效、安全的交易处理方面发挥着关键作用。
Scroll 节点
Scroll 节点是 Layer 2 网络上用户交易的主要接口。它负责根据这些交易创建区块，并将其提交到以太坊主网。该节点非常重要，因为它是Layer 1（以太坊）和Layer 2（Scroll）网络之间的桥梁，确保数据和信息在两层网络间顺利传输。该节点由多个组件组成，包括排序器（Sequencer）、协调器（Coordinator）和中继器（Relayer），每个组件负责交易处理和区块形成的不同方面。
Roller 网络
Roller 网络对 Scroll 网络交易的安全性和完整性至关重要。它能生成零知识（ZK）证明，即在不泄露任何基础数据的情况下验证交易正确性的加密证明。这些证明对于维护隐私和安全，同时实现可扩展性至关重要。该网络由各种证明器组成，它们合作生成并验证这些证明，确保所有交易都遵守以太坊的规则。
Rollup 和 Bridge 合约
这些合约是 Scroll 的 Layer 2 解决方案的运行框架的基础。Rollup 合约可将多个交易聚合成一个批次，从而减少需要在以太坊上处理和存储的整体数据。这大大降低了交易成本并提高了吞吐量。Bridge 合约促进以太坊和 Scroll 之间的资产和数据的安全转移，支持各种资产，包括ETH、ERC-20 代币和 NFT。这个系统确保 Scroll 在以更高效率运行的同时，仍然保持以太坊的强大安全标准。
Scroll 的工作机制
Scroll 通过复杂的架构处理交易，既能确保高吞吐量，又能遵守以太坊主网的安全标准。下面是 Scroll 管理交易和生成 zkEVM 证明的步骤分解：
交易提交： 用户向 Scroll 网络提交交易。这些交易由排序器（Sequencer）收集，排序器的作用很像以太坊自己的交易处理器，但在 Layer 2 运行。
区块形成： 排序器将这些交易批量转化为区块。Scroll 使用 Go-Ethereum (Geth) 的修改版，通过继承既定的以太坊协议和基础设施（Scroll）来确保兼容性和安全性。
证明生成：一旦一个区块形成，它就会被转发到 Roller 网络。在这里，验证者会为交易生成 zkEVM 证明。这包括将区块的执行轨迹转换为电路见证，然后转换为 zk 证明，这些证明断言交易的正确性，同时不会泄露底层数据（来源：Scroll 官网）。
证明验证和区块最终确定： 然后，这些证明会被发送回排序器，排序器会将这些证明和交易数据一起提交给以太坊主网上的 Rollup 合约。Rollup 合约会验证这些证明，确保它们与交易数据相匹配，然后才会最终完成区块（来源：Scroll 官网）。
安全性和数据可用性
Scroll 通过使用零知识证明（zk-proofs）来保证其安全性，这可以确保交易的完整性和正确性，同时不会泄露敏感的交易细节。Scroll 继承了以太坊第一层（Layer 1）的强大安全模型，即使在处理更高的交易吞吐量时，仍能从中受益。
在数据可用性方面，Scroll 混合使用链上和链下机制。虽然排序器将交易数据作为 calldata 发布到以太坊以确保透明度和安全性，但状态根和证明则存储在 Scroll 网络中，以维持性能效率。这种混合方式确保 Scroll 在保持区块链技术的去中心化和安全性的同时，能以更快的速度和更低的成本进行操作。这个架构不仅支持标准以太坊交易的无缝执行，还支持复杂的智能合约和 dApp，并具备以太坊自身 EVM 的全部功能。
Scroll 的架构和操作机制展示了一个深思熟虑的策略，以平衡性能和安全性，使其在以太坊扩展解决方案领域成为一位重要的参与者。
技术挑战
Scroll 和许多区块链项目一样，在追求扩展以太坊的同时保持安全性和去中心化的过程中面临着一些技术挑战。下面，我们将探讨其中一些挑战，以及 Scroll 为应对这些挑战而采用的创新解决方案：
数据可用性和安全性
挑战：在 Layer 2 解决方案中，既要确保数据可用性，又要维护交易的安全性和完整性，这是一个关键的挑战。在像 Scroll 这样的 zk-Rollups 系统中，必须确保所有交易数据对任何参与者可用，以便在需要时重建状态，同时不影响以太坊基础层提供的安全性。
解决方案：Scroll 通过使用 Rollup 和 Bridge 合约的组合来解决这个问题。这些合约负责确保所有 Layer 2 交易数据作为 calldata 发布到以太坊上。这不仅确保了数据的可用性—因为以太坊网络会保护这些数据的安全，而且还利用了以太坊强大的安全模型来防止数据被篡改。
可扩展性 vs. 去中心化
挑战：平衡可扩展性与去中心化，是区块链技术长期面临的挑战。提高吞吐量通常会导致网络去中心化的权衡，可能会使交易验证或区块生产的控制变得中心化。
解决方案：Scroll 使用去中心化的验证者网络（Roller 网络）来生成 zk 证明，然后在以太坊网络上进行验证。这种方法通过将证明生成过程分布到多个独立节点来维持去中心化，从而帮助防止出现单点故障或控制。
zkEVM 兼容性复杂性
挑战：创建一个与 zkEVM 兼容的系统，以零知识证明执行所有以太坊交易是非常复杂的。之所以复杂，是因为需要确保 Scroll 上的每项计算都能在 zk 证明所要求的严格条件下准确、高效地证明其正确性。
解决方案：Scroll 开发并利用先进的密码学技术，包括零知识证明技术的尖端发展成果。它还与以太坊开发者社区深度合作，以确保其 zkEVM 与以太坊的 EVM 完全兼容，这意味着开发人员可以将现有的智能合约部署到 Scroll 上，而无需任何修改。这种兼容性对于用户采用和与更广泛的以太坊生态系统无缝集成至关重要。
证明生成效率
挑战：生成 zk 证明，尤其是对于以太坊上常见的复杂智能合约和交易，计算量可能很大并且速度较慢。如果不加以适当解决，可能会对可扩展性和用户体验产生负面影响。
解决方案：Scroll 通过在其 Roller 网络中实施并行处理技术来优化证明生成。这种方法涉及多个验证者同时工作以生成证明，从而显着加快处理时间。Scroll 还探索硬件加速选项，例如 GPU 和潜在的 ASIC，以进一步减少生成 zk 证明所花费的时间和成本。
通过用创新的解决方案来应对这些挑战，Scroll 不仅能增强其平台，而且还能为更广泛的区块链技术领域做出贡献，推动以太坊扩容解决方案的可能性边界。