Scroll 是一个基于 zkRollup 技术的以太坊 Layer 2 扩容网络，其架构设计以实现高效、安全且去中心化的交易处理为目标。本文将深入解析 Scroll 的三层结构及其运作流程，助你全面理解这一领先扩容方案的内在机制。
Scroll 的三层核心架构
Scroll 的整体架构被划分为三个功能明确、协同工作的层次，每一层都承担关键职责，共同保障整个网络的可靠运行。
结算层（以太坊主网）
结算层依托于以太坊区块链，主要承担以下职能：
- 数据可用性保障：存储 Scroll 链上的交易数据，确保信息可被验证和获取；
- 交易顺序确认：对来自 Scroll 链的交易进行排序，维护交易的时序一致性；
- 有效性证明验证：对零知识证明进行校验，确保 Layer 2 交易的正确性；
- 跨链通信与资产转移：支持用户在以太坊和 Scroll 之间进行消息传递和资产互通。
该层是整个系统安全性的基石，借助以太坊强大的去中心化与安全性，为上层应用提供信任支撑。
排序层
排序层是 Scroll 网络中的事务处理核心，主要包括两大节点类型：
- 执行节点：负责执行用户提交至 Scroll 排序器的交易，以及来自 L1 桥接合约的交易，并据此生成 L2 区块；
- 汇总节点：将多个交易打包成批次，把交易数据及区块信息提交到以太坊以保证数据可用性，同时向以太坊提交有效性证明以实现最终确定性。
排序层有效提升了交易吞吐量，同时通过数据压缩和批量处理显著降低了 gas 费用。
证明层
证明层是实现 zkRollup 技术的关键，其核心任务是通过零知识证明机制验证交易的正确性，具体组成如下：
- 证明节点网络：由多个证明节点（Provers）组成，负责为 L2 交易生成 zkEVM 有效性证明；
- 协调器：负责分配证明任务给各个证明节点，并将生成的证明转交给汇总节点，最终在以太坊上完成验证。
这一层利用零知识证明技术，在保护隐私的同时确保所有交易计算真实可信。
架构组件详解
除了三层逻辑划分，Scroll 在实现上还依赖三个核心基础设施组件，它们贯穿不同层级，具体包括：
- Scroll 节点：构建 L2 区块、向以太坊提交数据、处理 L1 与 L2 之间的消息通信；
- Roller 网络：专门用于生成 zkEVM 有效性证明，确保交易执行的正确性；
- 汇总与桥接合约：提供 Scroll 交易的数据可用性、验证 zkEVM 证明，并支持资产在以太坊和 Scroll 之间的转移。
这些组件协同工作，构建出一个完整且自洽的 Layer 2 扩容生态系统。
Scroll zkRollup 的工作流程
Scroll 的交易处理与区块生成遵循一套严谨的流程，确保每一步都可验证、可追溯。其运作可分为以下几个步骤：
区块生成与数据提交：
- 排序器生成区块序列，对第 i 个区块产生执行轨迹 T，并发送给协调器；
- 同时，将交易数据 D 作为 calldata 提交至以太坊上的 Rollup 合约，以实现数据可用性；
- 系统记录状态根和交易数据承诺，并更新 Rollup 合约状态。
证明任务分配：
- 协调器随机选择一个 Roller 节点，为其分配生成该区块有效性证明的任务；
- 不同区块的证明可并行生成，极大提升了整体证明效率。
证明聚合：
- Roller 完成证明 P 后将其发回协调器；
- 每处理 k 个区块，协调器会委派另一 Roller 将这 k 个证明聚合成一个单一证明 A。
最终确认：
- 协调器将聚合证明 A 提交至 Rollup 合约；
- 合约验证该证明，并对区块 i+1 至 i+k 进行最终确认，完成这一批次的链上固化。
常见问题
Q1: Scroll 与 Optimistic Rollup 有何主要区别？
A: Scroll 使用有效性证明（zkProof），交易最终性更快且无需欺诈挑战期；Optimistic Rollup 则依赖欺诈证明，存在较长的等待期以保证安全。
Q2: 为什么数据可用性要在以太坊上保障？
A: 利用以太坊强大的去中心化特性，确保任何参与者都能验证和访问交易数据，防止数据隐藏或篡改，这是系统安全性的关键。
Q3: 普通用户如何从 Scroll 网络中受益？
A: 用户可在享受以太坊级安全性的同时，获得更快的交易速度和更低的手续费，特别适合高频交互或小额转账场景。若想深入了解其技术实现，可 👉 查看实时链上数据。
Q4: zkEVM 有何优势？
A: zkEVM 兼容以太坊虚拟机，开发者可直接部署原有智能合约，无需重写代码，大幅降低了开发门槛和迁移成本。
Q5: Scroll 如何实现去中心化？
A: 通过多节点参与的证明网络和随机任务分配机制，避免单点控制，同时依靠以太坊实现最终共识，逐步走向完全去中心化。
Scroll 通过精巧的分层设计与严谨的工作流程，在扩展以太坊的同时并未牺牲其安全核心。随着零知识证明技术的不断成熟，Scroll 有望成为下一代区块链基础设施中的重要组成部分。