Um Ethereum mit zkRollup basierend auf zkEVM zu erweitern, wurde Scroll nach einer Reihe technischer Prinzipien entwickelt, die den Kernwert von Scroll beibehalten. Dieser Beitrag legt diese Prinzipien dar und wie sie sich auf das umfassendere Design beziehen.

Technische Grundsätze von Scroll Gewährleistung der Benutzersicherheit

Im Zusammenhang mit Blockchain-Skalierungslösungen betrifft die wichtigste Form der Sicherheit die Integrität von Benutzergeldern und -daten. Während Skalierungslösungen Benutzern zusätzliche Funktionen bieten können, ist Scroll der Ansicht, dass die Gewährleistung des Zugriffs der Benutzer auf ihre Gelder an erster Stelle steht.

Für Scroll bedeutet dies, dass sich Benutzer in Bezug auf die Sicherheit nicht auf die Zuverlässigkeit von Layer-2-Knoten verlassen müssen, sondern die volle Layer-1-Sicherheit nutzen können, selbst wenn sie Transaktionen auf Layer 2 durchführen. Durch den Aufbau auf Ethereum gemäß diesem Prinzip basiert die Sicherheit von Scroll auf dem sichersten, dezentralisierten Konsens, der Ethereum zugrunde liegt.

EVM-Äquivalenz beibehalten

Eine effektive Ethereum-Skalierungslösung sollte den Benutzern nicht nur zusätzliche Funktionen bieten, sondern auch einen nahtlosen Migrationspfad von vorhandenen dApps und Entwicklertools bieten. Scroll ist davon überzeugt, dass die Aufrechterhaltung der EVM-Äquivalenz der beste Weg ist, dieses Ziel zu erreichen.

Eine EVM-äquivalente Umgebung verhält sich genau wie die Ethereum Virtual Machine-Spezifikation im Ethereum Yellow Paper. Das bedeutet, dass Benutzer und Entwickler ohne zusätzliche Codeänderungen, kostspielige Audits oder störende Änderungen ihrer Entwicklungsabläufe migrieren können.

EVM-Äquivalenz bietet stärkere Garantien als einfache Kompatibilität mit dem EVM durch Lösungen wie Übersetzung. Kompatibilität allein würde Benutzer und Entwickler zwingen, einen Großteil der unterstützenden Infrastruktur von Ethereum zu ändern oder sogar komplett neu zu implementieren. Ohne EVM-Äquivalenz wird es außerdem schwieriger, die Sicherheit aufrechtzuerhalten. Um den Komfort für Entwickler und Benutzer zu maximieren, ist Scroll daher EVM-äquivalent und nicht einfach EVM-kompatibel.

Effizienz

Scroll ist davon überzeugt, dass Benutzer auf Ebene 2 ein gutes Erlebnis genießen können.

Die Transaktionsgebühren sollten niedrig und um Größenordnungen günstiger sein als die Basisgebühr.

Benutzer sollten eine sofortige Vorbestätigung auf Ebene 2 und eine einigermaßen schnelle Endgültigkeit auf der Basisebene (im Fall von Scroll: Ethereum) erleben.

Während diese Bedingungen bei zentralisierten Betreibern problemlos erfüllt werden können, müssen sie in einer dezentralen Umgebung weiterhin eingehalten werden, um die Sicherheit zu gewährleisten. Im Kontext von Layer 2 wird davon ausgegangen, dass Scroll so effizient wie möglich sein sollte, während die Benutzersicherheit und Dezentralisierung auf Layer 2 und der Basisschicht aufrechterhalten werden.

Dezentralisierung auf allen Ebenen der Gemeinschaft

Dezentralisierung ist eine Kerneigenschaft von Blockchains, die oft übersehen oder fälschlicherweise gegen Dezentralisierung eingetauscht wird. Betrachten Sie sie als einen der wertvollsten Aspekte einer Blockchain und stellen Sie sicher, dass Protokolle und Communities lebendig und resistent gegen Zensur oder koordinierte Angriffe sind.

Es wird angenommen, dass die Dezentralisierung viele Aspekte von Scroll durchdringt, darunter Knotenbetreiber, Prüfer und die Community von Entwicklern und Benutzern. Durch offenes Arbeiten mit der Community und die Festlegung eines soliden Pfads für die Dezentralisierung von Beweisen und Bestellungen setzt sich Scroll dafür ein, die Dezentralisierung auf allen Ebenen sicherzustellen.

Leitende Prinzipien des Scroll-Designs

Die wichtigsten Designentscheidungen von Scroll waren natürlich von diesen technischen Prinzipien inspiriert.

Sicherheit und EVM-Äquivalenz führen Scroll zu einer zkEVM-basierten zkRollup-Lösung

Sicherheit hatte beim Erstellen von Scroll höchste Priorität. Im auf zkRollup basierenden Design wird die Integrität von Layer-2-Transaktionen, die auf Scroll ausgeführt werden, durch prägnante Zero-Knowledge-Beweise gewährleistet, die in den zugrunde liegenden Smart Contracts von Ethereum verifiziert werden.

Dies macht Scroll-Transaktionen so sicher wie Transaktionen selbst auf der Ethereum-Basisebene. Daher müssen Benutzer keiner dritten Partei vertrauen, dass ihre Gelder sicher sind – die Sicherheit kommt von der zugrunde liegenden Sicherheit von Ethereum und den mathematischen Garantien der Zero-Knowledge-Kryptografie. Scroll ist der Ansicht, dass dies eine Reihe von Annahmen ist, die so wenig Vertrauen wie möglich bieten und den Benutzern die beste Sicherheit bieten.

Nachdem Scroll sich für einen zkRollup-Ansatz entschieden hatte, musste das Unternehmen hart daran arbeiten, ihn für Benutzer und Entwickler akzeptabel zu machen. Schnell wurde klar, dass das Erreichen der EVM-Äquivalenz über zkEVM der heilige Gral war. Obwohl das Aufheben der Äquivalenzrelation diese Aufgabe erheblich vereinfachen würde, entschied man sich, dass dies die beste Option war, als man erkannte, dass es möglich war, ein zkEVM mithilfe der jüngsten Durchbrüche in der Zero-Knowledge-Kryptographie zu erstellen.

Scroll übernimmt diese technisch anspruchsvolle Aufgabe und möchte so das bestmögliche Benutzer- und Entwicklererlebnis bieten. Scrolls zkEVM verwendet prägnante ZK-Beweise, um die korrekte Ausführung des nativen EVM-Bytecodes nachzuweisen, bietet Garantien für die Zustandsübergangsfunktion des EVM selbst und ermöglicht Scroll die Unterstützung nativer Ethereum-Entwicklertools wie der JSON-RPC-Schnittstelle und des Transaktionsformats.

Dezentralisierung führt Scroll zu einem dezentralen Netzwerk von Validierern

Beim Entwurf von Scrolls zkEVM wurde schnell klar, dass das Einfügen des EVM in einen ZK-Beweis aufgrund von Inkompatibilitäten zwischen lokalen Feldern zu einem erheblichen Beweisaufwand führen würde. Um das durch diese Beweiszeit verursachte Endergebnis von L1 zu reduzieren, beschloss Scroll, ein eigenes Roller-Netzwerk aufzubauen, ein Netzwerk aus erlaubnisfreien und dezentralen Beweisern, die Beweise für Scrolls Layer-2-Blöcke erstellen.

Das dezentrale Prover-Netzwerk von Scroll bietet zwei wesentliche technische Vorteile:

  • Scroll hat die Beweisinfrastruktur so konzipiert, dass sie hochgradig parallelisierbar ist. Dies bedeutet, dass Scroll die Beweisberechnung durch Hinzufügen weiterer Beweisknoten massiv skalieren kann.

  • Die Community wird dazu angeregt, bessere Hardwarelösungen zu entwickeln und Validatoren selbst zu betreiben, anstatt sich ausschließlich auf die zentrale Verwaltung durch das Scroll-Team zu verlassen. Um die Anfangsphase des Netzwerks zu starten, entwickelt Scroll intern eine GPU-Validatorlösung und stellt sie als Open Source für die öffentliche Nutzung zur Verfügung. Im weiteren Verlauf erkundet Scroll mit einigen Hardwareunternehmen ASIC- und FPGA-Lösungen. Auf lange Sicht können wir uns auf einen starken Wettbewerb in diesem Bereich freuen und sind fest davon überzeugt, dass sich die Verzögerung und die Kosten der Beweiserstellung exponentiell reduzieren werden.

Und schließlich, und das ist das Wichtigste, ein klares Bekenntnis zu Scrolls Community-Engagement und den Dezentralisierungsprinzipien, beginnend mit dem ersten dezentralen Prüfer. Da Scroll sich dem Mainnet nähert, gibt es Pläne, den Besteller zusammen mit Scrolls Netzwerk von Validierern zu dezentralisieren, um dem Protokoll mehr Zensurresistenz und Robustheit zu verleihen.

Effizienz führt Scroll dazu, sich auf offene, forschungsorientierte Innovation zu konzentrieren

Um Scrolls zkEVM unter den strengen Sicherheits- und Dezentralisierungsbeschränkungen praktikabel zu machen, nutzt Scroll innovative, forschungsorientierte Lösungen der gesamten Community. Scrolls zkEVM-Design umfasst aktuelle Durchbrüche in den Bereichen Proof-Systeme, Proof-Aggregation und ZK-Hardwarebeschleunigung, um nur einige zu nennen.

Der offene Entwicklungsansatz von Scroll ermöglicht die Zusammenarbeit mit der PSE-Gruppe (Privacy and Scaling Exploration) der Ethereum Foundation und anderen Partnern, um die besten Ideen zu finden, und wir glauben, dass dieser Open-Source-Forschungsansatz zur besten und effektivsten Lösung führen wird.

Während die erste Produktionsversion von Scrolls zkEVM näher rückt, konzentriert sich Scroll weiterhin auf die Optimierung und Integration der neuesten und besten Technologien. Unter diesem Gesichtspunkt wird es derzeit untersucht.

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Harald

Coincu-Neuigkeiten