Introduction à Scroll — Les principes Techniques
Pour faire évoluer Ethereum avec notre zkRollup basé sur zkEVM, nous avons conçu Scroll sur la base d’un ensemble de principes techniques qui respectent les valeurs fondamentales de Scroll. Cet article présente ces principes et leur lien avec notre conception plus large de Scroll.
Nos principes techniques
1- Assurer la sécurité des utilisateurs
Dans le contexte des solutions de mise à l’échelle de la blockchain, l‘enjeu sécuritaire le plus important concerne l’intégrité des fonds et des données des utilisateurs. Bien qu’une solution de mise à l’échelle puisse offrir aux utilisateurs des fonctionnalités supplémentaires, nous pensons qu’il est primordial de s’assurer que les utilisateurs conservent l’accès à leurs fonds. Pour Scroll, cela signifie que les utilisateurs ne devraient pas avoir besoin de se fier à l’honnêteté des nœuds du layer 2 pour la sécurité et peuvent plutôt profiter de la sécurité complète du layer 1 même lorsqu’ils effectuent des transactions sur le layer 2. En s’appuyant sur Ethereum selon ce principe, nous enracinons le sécurité de Scroll dans le consensus le plus sécurisé et décentralisé de la couche de base d’Ethereum.
2- Maintenir l’équivalence EVM
En plus de donner aux utilisateurs des capacités supplémentaires, une solution de mise à l’échelle d’Ethereum efficace devrait offrir aux utilisateurs et aux développeurs un chemin de migration transparent à partir des dapps et des outils de développement existants. Nous pensons que le maintien de l’équivalence EVM est le meilleur moyen d’y parvenir. Un environnement équivalent à EVM se comporte exactement de la même manière que la spécification de la machine virtuelle Ethereum dans le Yellow Paper d’Ethereum. Cela signifie que les utilisateurs et les développeurs peuvent migrer sans modifications de code supplémentaires, audits coûteux ou modifications perturbatrices de leur flux de travail de développement.
L’équivalence EVM offre des garanties nettement plus solides que la simple compatibilité avec l’EVM grâce à des solutions telles que la transpilation. Se contenter d’une simple compatibilité peut obliger les utilisateurs et les développeurs à modifier ou même à réimplémenter complètement de grandes parties de l’infrastructure de support d’Ethereum. De plus, le maintien de la sécurité devient beaucoup plus difficile sans équivalence EVM. Par conséquent, pour être au maximum convivial pour les développeurs et les utilisateurs, Scroll est équivalent à EVM, pas simplement compatible EVM.
3- Efficience
Afin que les utilisateurs profitent d’une expérience exceptionnelle sur un layer 2, nous pensons que :
- Les frais de transaction devraient être faibles, des ordres de grandeur moins chers que sur la couche de base.
- Les utilisateurs devraient bénéficier d’une pré-confirmation instantanée sur le layer 2 et d’une finalité raisonnablement rapide sur la couche de base (Ethereum dans notre cas).
Si ces conditions sont faciles à satisfaire avec un opérateur centralisé, pour préserver la sécurité elles doivent continuer à tenir dans un environnement décentralisé. Dans le contexte d’un layer 2, nous pensons que Scroll doit être aussi efficace que possible tout en maintenant la sécurité et la décentralisation des utilisateurs dans le layer 2 et la couche de base.
4. Décentralisation de l’ensemble des layers vers la communauté
La décentralisation est une propriété essentielle des blockchains qui est souvent négligée ou mal échangée pour l’efficacité. Nous pensons que c’est l’un des aspects les plus précieux des blockchains et garantit que les protocoles et les communautés sont dynamiques et résilients contre la censure ou les attaques coordonnées. Nous envisageons la décentralisation dans de nombreux aspects de Scroll, y compris les opérateurs de nœuds, les prouveurs et la communauté de développeurs et d’utilisateurs. En construisant ouvertement avec la communauté et en traçant une voie crédible pour décentraliser à la fois la preuve et le séquençage, Scroll s’engage à assurer la décentralisation dans toutes les dimensions.
Comment nos principes ont conduit à la conception de Scroll
Les grands choix de conception de Scroll sont naturellement motivés par ces principes techniques.
- La sécurité et l’équivalence EVM nous conduisent à une solution zkRollup basée sur une zkEVM
Dans la construction de Scroll, la sécurité est notre première priorité. Dans notre conception basée sur zkRollup, l’intégrité des transactions du layer 2 exécutées sur Scroll est garantie par des preuves succinctes à connaissance nulle vérifiées dans un contrat intelligent sur la couche de base Ethereum. Cela rend les transactions Scroll aussi sécurisées que les transactions sur la couche de base Ethereum elle-même. En conséquence, les utilisateurs n’ont pas à faire confiance à un tiers pour protéger leurs fonds — la sécurité provient de la sécurité de la couche de base Ethereum et des garanties mathématiques de la cryptographie à connaissance zéro. Nous pensons qu’il s’agit de l’ensemble minimal possible d’hypothèses de confiance, qui offre la meilleure sécurité à nos utilisateurs.
Après avoir opté pour une approche zkRollup, nous avons dû nous efforcer de la rendre accessible aux utilisateurs et aux développeurs. Nous avons rapidement réalisé que l’obtention d’une équivalence EVM via un zkEVM était le Saint Graal. Bien que la rupture de l’équivalence simplifierait considérablement cette tâche, une fois que nous avons réalisé que la construction d’un zkEVM était possible en utilisant les avancées récentes de la cryptographie à connaissance zéro, nous avons décidé que c’était le meilleur choix. En assumant cette tâche techniquement complexe et difficile, Scroll vise à offrir la meilleure expérience utilisateur et développeur. Notre zkEVM prouve l’exécution correcte du bytecode EVM natif à l’aide de preuves ZK succinctes, fournissant des garanties sur la fonction de transition d’état de l’EVM lui-même et permettant à Scroll de prendre en charge les outils de développement natifs d’Ethereum tels que l’interface JSON-RPC et le format de transaction.
2. La décentralisation nous conduit à un réseau de prouveurs décentralisé
Lors de la conception de notre zkEVM, nous avons rapidement réalisé que le fait de placer l’EVM dans une preuve ZK entraînerait une surcharge de preuve importante en raison de l’incompatibilité entre les champs natifs. Pour réduire le temps de finalisation sur le layer 1 résultant de ce temps de preuve, nous avons décidé de construire notre réseau Roller, un réseau décentralisé et sans autorisation de prouveurs qui génèrent des preuves pour les blocs Scroll Layer 2.
Notre réseau décentralisé de prouveurs présente deux avantages techniques majeurs :
Nous avons conçu notre infrastructure de preuve pour qu’elle soit hautement parallélisable. Cela signifie que Scroll est capable de mettre à l’échelle massivement le calcul de preuve simplement en ajoutant plus de nœuds de preuve.
La communauté sera incitée à créer des solutions matérielles nettement meilleures et à exécuter les prouveurs eux-mêmes au lieu de compter uniquement sur l’équipe Scroll de manière centralisée. Pour démarrer dans la phase initiale du réseau, nous construisons en interne des solutions de test GPU que nous ouvrirons pour un usage public. Au fur et à mesure que cela mûrit, nous explorons des solutions ASIC et FPGA avec plusieurs sociétés de matériel. À long terme, nous attendons avec impatience une concurrence dynamique dans ce domaine et croyons fermement que la latence et le coût de la génération de preuves diminueront de façon exponentielle.
Enfin et surtout, commencer par cette première étape de décentralisation de l’étalon est un engagement crédible envers nos principes d’engagement communautaire et de décentralisation. Alors que Scroll approche du réseau principal, nous prévoyons également de décentraliser le séquenceur aux côtés de notre réseau de preuves, offrant une plus grande résistance à la censure et une plus grande robustesse pour le protocole.
3. L’efficacité nous amène à nous concentrer sur l’innovation axée sur la recherche ouverte
Pour rendre le zkEVM de Scroll pratique sous les fortes contraintes imposées par la sécurité et la décentralisation, nous avons tiré parti de solutions innovantes axées sur la recherche de l’ensemble de la communauté. Notre conception zkEVM intègre les avancées récentes dans les systèmes de preuve, l’agrégation de preuves et l’accélération matérielle ZK, pour n’en nommer que quelques-unes. Notre approche de développement ouvert nous a permis de travailler avec le groupe PSE (Privacy and Scaling Explorations) de la Fondation Ethereum et d’autres collaborateurs pour trouver les meilleures idées, et nous pensons que cette approche de recherche open source produira la solution la meilleure et la plus efficace.
Alors que nous approchons de la première version de production de notre zkEVM, nous continuons à nous concentrer sur l’optimisation et l’intégration des techniques les plus récentes et les meilleures. Dans cette veine, nous explorons actuellement :
- Comment les blobs de données post-danksharding peuvent améliorer l’efficacité du défilement.
- Comment co-optimiser le zkEVM de Scroll avec de nouveaux algorithmes ZK compatibles avec le matériel
- Comment exposer de nouvelles primitives ZK aux développeurs d’applications du layer 2
Article original: https://mirror.xyz/scroll.eth/N7cAie4ul0PdSxNdv2FTqgMV2JEkhOJocsxfeqe4SFE
