Scroll là gì? Giải pháp mở rộng quy mô Native zkEVM cho Ethereum

1. Rollup là gì?

Rollup là giải pháp Layer 2 được cộng đồng đánh giá rất cao, trong đó có hai model chính là Optimistic và Zk Rollup.

Optimism là một giải pháp mở rộng layer 2 trên Ethereum nhằm giảm tải phí gas, tăng tốc độ hoàn thiện giao dịch, từ đó đem lại trải nghiệm mượt mà hơn cho user mà vẫn giữ được bảo mật từ blockchain gốc của Ethereum. Optimism thuộc mảng Optimistic Rollup, sử dụng cơ chế fraud proof. Có 2 dự án nổi tiếng với Optimism là Arbitrum và Optimism - hai dự án thu hút được nhiều user và có TVL cao nhất.

Zk Rollup là một giáp mở rộng cho Ethereum layer 1 bằng cách sử dụng công nghệ zero knowledge proof. Zk Rollup cho phép tổng hợp một số lượng lớn các giao dịch vào một block Rollup và tạo ra proof ngắn gọn cho block off-chain. Sau đó, smart contract trên Ethereum layer 1 chỉ cần xác minh proof đó mà không cần thực hiện lại các giao dịch. Điều này có thể giúp tiết kiệm nhiều gas fee vì verify Proof rẻ hơn nhiều so với việc thực hiện tính toán lại từ đầu.

Zk Rollup được đánh giá cao hơn Optimistic Rollup là do thời gian hoàn thiện (quá trình verify - xác nhận tính hợp lệ của giao dịch) của Zk Rollup có tốc độ nhanh hơn. Cách tiếp cận của Optimistic Rollup với fraud proof khiến chúng mắc phải một challenge game, nếu giảm thời gian chờ giao dịch xuống thì user sẽ có trải nghiệm sử dụng tốt hơn, bù lại bảo mật sẽ kém lại vì chi phí để tấn công sẽ ít hơn, dễ dàng thực hiện hơn. Trong khi các ZK Rollup được bảo mật thông qua toán học - chứng minh rằng mình biết câu trả lời mà không cần nói cho đối phương biết câu trả lời. Zk-rollups có thể làm giảm chi phí giao dịch bằng 30 lần và thậm chí nhiều hơn, so với các giao dịch trực tiếp trên Ethereum mainnet. Chính vì vậy mà Zk Rollup được công nhận là giải pháp mở rộng quy mô hàng đầu cho Ethereum trong trung và dài hạn.

Scroll là một zkRollup dựa trên zkEVM trên Ethereum cho phép tương thích tự nhiên với các Ethereum application hiện có.

2. Kiến trúc của Scroll

Scroll là một zkrollup tương tự EVM để mở rộng quy mô của Ethereum. Kiến trúc hiện tại bao gồm ba thành phần cơ bản:

• Scroll Node: Tạo ra các block L2 từ các giao dịch của user, đưa chúng vào basic layer của Ethereum để trao đổi thông tin giữa L1 và L2.
• Roller Network: Tạo ra validity proof zkEVM để chứng minh rằng các giao dịch được thực hiện chính xác.
• Rollup and Bridge Contracts: Đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu cho các giao dịch Scroll, xác minh validity proof của zkEVM và cho phép user trao đổi tài sản giữa Ethereum và Scroll.

3. Tìm hiểu Scroll workflow

Các block layer 2 trong quá trình được Scroll tạo ra, được commit với layer base của Ethereum, và hoàn thành theo trình tự như sau:

1. Sequencer tạo ra một chuỗi các block, với khối thứ i, sequencer tạo một trace T và gửi nó đến Coordinator. Trong khi đó, nó cũng gửi dữ liệu giao dịch D tới Rollup contract của Ethereum để xác minh tính khả dụng của dữ liệu, root state và các commit đối với dữ liệu trong giao dịch.
2. Coordinator chọn ngẫu nhiên một Roller để tạo ra validity proof cho mỗi trace block. Để tăng hiệu năng của quá trình tạo ra proof, proof của các block khác nhau có thể được tạo đồng thời cùng nhau với các Roller khác nhau
3. Sau khi tạo ra proof P cho block thứ i, Roller sẽ gửi nó trở lại cho Coordinator. Với mỗi k block, Coordinator gửi một task tổng hợp đến một Roller khác để tổng hợp k proof vừa tạo thành một proof A tổng hợp duy nhất
4. Cuối cùng, Coordinator gửi proof A cho Rollup contract để hoàn thiện block i + 1 tới i + k ở layer 2 bằng cách xác minh proof A với root state. Sau đó dữ liệu D đã gửi trước đó sẽ được đưa vào Rollup contract.

Mỗi block layer 2 sẽ trải qua 3 trạng thái trước khi được hoàn thiện:

• Precommitted: Cho biết một block đã được đề xuất bới một Sequencer và gửi tới Roller. Mắc dù precommitted block chưa phải là một phần của Scroll vì chúng chưa được công nhận trên layer base của Ethereum, user tin tưởng vào Sequencer có thể xử lý được việc đó
• Committed: Cho biết rằng dữ liệu giao dịch của block này đã được đưa lên Rollup contract của Ethereum. Điều này đảm bảo dữ liệu đã có sẵn nhưng không thể chứng minh được rằng nó đã được thực thi theo một cách hợp lệ, đúng đắn.
• Finalized: Cho biết việc thực thi chính xác các giao dịch trong block này đã được chứng minh bằng proof tổng hợp với on-chain của Ethereum. Các block đã được hoàn thiện được công nhận là các hằng số của Scroll blockchain

Gộp tất cả những thứ này lại với nhau, Scroll có thể thực thi bytecode EVM gốc trên layer 2 trong khi kế thừa và đảm bảo tính bảo mật mạnh mẽ từ layer base của Ethereum.

4. MỤC TIÊU CỦA SCROLL

• Scroll sẽ xây dựng một zk-Rollup hoàn toàn tương thích với EVM: Scroll sẽ hỗ trợ xác minh trực tiếp block Ethereum thông qua một proof ngắn gọn. Ý tưởng cơ bản là xác minh tính nhất quán và tính toàn vẹn của từng opcode trong EVM execution trace. Bằng cách này, các smart contract layer 1 có thể được di chuyển liền mạch sang Scroll network. Scroll sẽ hỗ trợ EVM gốc bằng cách sử dụng tùy chỉnh tối ưu hóa. Điều này mang lại lợi thế rất lớn để tương thích với tất cả các cơ sở hạ tầng của Ethereum hiện có mà không cần sửa đổi gì.
• Scroll sẽ kích hoạt và chuẩn hóa quá trình xử lý proof layer 2: Scroll đã thiết kế một cơ chế outsource mạnh mẽ có thể khuyến khích các Roller tạo ra các zk-rollup proof. Scroll sẽ chuẩn hóa sơ đồ để phù hợp với các tính toán off-chain. Điều này sẽ mở ra một proof mới. Một ảnh hưởng trực tiếp khác đối với các nhà phát triển là họ có thể triển khai các contract phức tạp trong Scroll mà không cần xem xét giới hạn gas. Rất nhiều ứng dụng mới có thể được kích hoạt off-chain với các proof được commit trên chain. Scroll cũng đã xây dựng trình vẻify GPU và ASIC nhanh nhất trên thế giới để hỗ trợ điều này. Về lâu dài, đã có kế hoạch đạt được sự phân cấp hoàn toàn và giảm ảnh hưởng của MEV.
• Scroll sẽ nâng cấp lên một hệ thống proof mới: Scroll sẽ áp dụng một hệ thống zk-rollup proof phân cấp mới. Layer đầu tiên sẽ alf prover (tối ưu hóa mạch tùy chỉnh và thuật toán chứng minh hiệu quả phần cứng). Layer 2 sẽ là verifier (proof ngắn gọn và thuật toán verify thân thiện với EVM). So với tất cả các giải pháp hiện có, nó có tiềm năng hỗ trợ chương trình thậm chí còn lớn hơn EVM và nhiều tính năng hơn đặc biệt là quyền riêng tư.

5. Tokenomic

Comming soon ...

6. Đội ngũ phát triển

7. Nhà đầu tư

8. Lộ trình phát triển

9. Kết luận

Các vấn đề kỹ thuật được nêu trên đã dẫn Scroll đến một protocol được thiết kế phù hợp với cộng đồng Ethereum đang phát triển hiện tại và cung cấp một lộ trình mở rộng với quy mô cho hàng tỉ người dùng trong tương lai. Với việc vòng alpha testnet của Scroll sắp tới, mọi người có thể đăng ký và dùng thử, trải nghiệm các tính năng cơ bản trước khi mainnet ra mắt. Những người không đăng ký sẽ có thể quan sát cơ chế Proof-of-Authority thông qua testnet block explorer. Bên trong Scroll zkEVM, team dev đang hoạt động trong một mạng lưới “Roller” phi tập trung. Các “Rollers” sẽ giảm thời gian settlement trên Ethereum mainnet bằng việc tạo ra các proof cho L2 blocks. Roller hoạt động off-chain, tạo ra một proof và gửi nó đến một hợp đồng xác minh trên L1 để được xác nhận. Bên cạnh đó, một testnet bridge sẽ cho phép chuyển các tài sản qua lại giữa testnet L1 và L2.

Với hướng thiết kế hiện tại Scroll thực sự có thể sát cánh cùng Ethereum trong tương lai.

Đọc thêm:

zkEVM là gì? Cải tiến có thể tăng tốc độ giao dịch Ethereum

PoW Ethereum (ETHW) là gì? So sánh ETH và ETHW