Scroll se presenta como una solución innovadora que aborda los desafíos de escalabilidad en Ethereum manteniendo la seguridad y descentralización como pilares fundamentales, y proporcionando un camino claro para la adopción masiva del ecosistema blockchain. En este artículo verás sus principios técnicos, cómo funciona, y como es la arquitectura de Scroll. ¡Adentrate en este hermoso mundo!

Índice

Principios Técnicos de Scroll

Para escalar Ethereum con los zk Rollups basados en zkEVM, Scroll fue diseñado en función a un conjunto de principios técnicos que defienden sus valores fundamentales.

Los principios que se describirán han llevado a Scroll a un diseño de protocolo que se alinea con la comunidad de Ethereum existente y proporciona un camino de escalabilidad para los futuros miles de millones de usuarios que aún no están en el ecosistema.

1. Garantizar la seguridad del usuario

En el contexto de las soluciones de escalabilidad, la forma de seguridad más importante tiene que ver con la integridad de los fondos y los datos de los usuarios.

Aunque una solución de capa 2 puede ofrecer a los usuarios capacidades extraordinarias, Scroll cree firmemente en que lo primero es garantizar que los usuarios mantenga el acceso a sus fondos por sobre todo. Esto significa que los usuarios no deberían necesitar de la honestidad de los nodos de las Layers 2 para su seguridad y, en cambio, poder aprovechar la seguridad total de la capa 1, incluso cuando realizan transacciones en la capa 2.

Es por todo ello, que al construir sobre Ethereum, están arraigando la seguridad de Scroll en el consenso más seguro y descentralizado que hoy en día es el de Ethereum.

2. Mantener la compatibilidad EVM

Además de brindarles a los usuarios lo visto anteriormente, una solución de escalabilidad debería brindarles tanto a los usuarios como a los desarrolladores, una ruta de migración fluida a las dApps y las herramientas de desarrollo existentes. Scroll cree que mantener la compatibilidad con la EVM es la mejor manera de lograr su cometido.

Un entorno equivalente a EVM que se comporta exactamente igual que la EVM misma. Esto quiere decir, que los usuarios y desarrolladores pueden migrar sin cambios de código adicionales, auditorías costosas o cambios disruptivos en su flujo de trabajo de desarrollo.

3. Eficiencia constante

Para que los usuarios disfruten de una gran experiencia en la Layer 2 de Scroll, creen que; las tarifas de gas deben ser bajas, y los usuarios deben experimentar una confirmación instantánea en la Capa 2 y una finalidad razonablemente rápida en la Capa 1. Ambas condiciones son fáciles cumplir de manera centralizada, con un operador, pero para preservar la seguridad, esto debe mantenerse en un entorno descentralizado.

Es por ello que buscan la eficiencia constante, Scroll busca ser lo más eficiente posible y al mismo tiempo mantener la seguridad del usuario y la descentralización tanto en la capa 2 como en la capa 1.

4. Descentralización en todas sus dimensiones

La descentralización es una propiedad fundamental de las blockchains que a menudo se pasa por alto o se comercializa inadecuadamente en pos de su eficiencia.

Al construir abiertamente con la comunidad y trazar un camino para descentralizar tanto la prueba (proving) como la secuenciación (sequencing), Scroll se compromete a garantizar la descentralización en todas sus dimensiones; incluidos los operadores de nodos, los probadores y la comunidad de desarrolladores y usuarios.

¿Cómo funciona Scroll?

Como vimos anteriormente, Scroll es una solución de capa 2 que utiliza pruebas de conocimiento cero (Zero Knowledge Proof) para escalar la red. Uno de sus objetivos principales es proporcionar costos de transacción bajos. Bueno, ¿cómo los consigue? Veamos resumidamente los pasos de una transacción en Scroll.

  1. Los usuarios envían sus transacciones a un nodo de Scroll. Miles de transacciones son recolectadas aquí.
  2. El nodo agrupa las miles de transacciones en una sola transacción off-chain.
  3. La transacción off-chain se ejecuta en un entorno virtual seguro.
  4. El entorno virtual genera una prueba de conocimiento cero que verifica el resultado de la transacción off-chain.
  5. La prueba de conocimiento cero se envía a la red principal de Ethereum.
  6. Ethereum la verifica y la confirma.

De esta manera, agrupando las miles de transacciones en una sola transacción off-chain, los costos de gas son significativamente bajos. Si querés conocer todas las ventajas que brinda Scroll, y sus características distintivas al ser una Layer 2 zkEVM, ingresa a este artículo.

Arquitectura de Scroll

Técnicamente hablando, Scroll se basa en dos piezas principales, y a través de la cual gira todo es la zkEVM. Sin embargo, en primer lugar veremos la arquitectura de Scroll “por fuera”, es decir, los diferentes actores que participan en todo su proceso; Para posteriormente, detenernos puntualmente en los componentes que hacen a la infraestructura de Scroll como tal.

En primer lugar, hoy en día la arquitectura de Scroll está formada por tres partes; Sttlement Layer (Ethereum), Sequencing Layer y Proving Layer

Arquitectura de Scroll

Veamos como funciona y que realiza cada una de ellas.

Sttlement Layer

Esta es la parte donde se guarda toda la información y las pruebas.
Es decir, toda la información que ocurre en Scroll (todas las transacciones), se terminan guardando en Ethereum L1. Esta es la famosa Data Availability. ¿Y por qué guardarlas en Ethereum? Bueno, es importante que estén en Ethereum ya que hoy en día es la blockchain más segura que soporta Smart Contracts. En definitiva, esta capa verifica pruebas de validez y permite a los usuarios enviar mensajes y activos entre Ethereum y Scroll.

La parte del contrato del bridge (Bridge Contract) es la encargada de enviar los mensajes de L1 a L2. Estos mensajes son ejecución de contratos; como por ejemplo, envió de tokens, nfts o lo que sea.

Sequencing Layer

Esta capa, contiene un nodo de ejecución que es quien se encarga de ejecutar las transacciones enviadas al secuenciador de Scroll y las transacciones enviadas al contrato puente L1 (Bridge Contract). Este nodo de ejecución (Execution Node) es lo que permite hacer llamadas RPC, es decir, funciona como eje para la comunicación. Estos son servidores que cierran la brecha entre la red y las dApps. El papel de los nodos RPC es multifacético, actúan como la columna vertebral de la red, validando transacciones y transmitiendo información entre diferentes nodos; Son los conductos que hacen que los sistemas descentralizados sean funcionales y accesibles.
Continuando con el nodo, este produce bloques en la L2, y además, hay un nodo acumulativo también que se encarga de agrupar transacciones, publicar datos de las mismas y bloquear información en Ethereum para la disponibilidad de datos. Adicionalmente, es quien envía las pruebas de validez a Ethereum para su finalidad.

Proving Layer

Una vez que las transacciones están en el Execution Node pasan al Rollup Node. El cual se encarga de enviar toda esa información al Coordinator, quien se encarga de distribuir las pruebas de verificación a diferentes Provers, los cuales generan las pruebas de Zero Knowledge de Scroll. Las mismas, ya agrupadas, son devueltas al Coordinator empaquetadas y listas; Para que finalmente el Rollup Node las guarde en Layer 1.
De esta forma, queda guardada toda la información. Es decir, todo lo que sucedió en la Layer 2 y la prueba, que es la que sentencia de que todo ocurrió de manera justa y honesta.

Si querés verlo en profundidad y conocer como sería el mismo proceso, pero cuando algún usuario interactúa con una dApp, a continuación te brindamos una imagen que lo representa de manera completa.

Scroll Arquitectura dApp

Componentes de la Arquitectura de Scroll

Ya hemos visto la arquitectura de Scroll por fuera, es decir, los diferentes actores que participan en todo el proceso. Ahora, nos detendremos en los componentes que hacen a la infraestructura de Scroll como tal.

Hoy en día, la arquitectura actual consta de tres componentes:

  • Scroll Node
  • Roller Network
  • Rollup & Bridge Contracts
Componentes de la Arquitectura de Scroll

Detengámonos en cada uno de ellos…

Scroll Node

Este es el principal camino para que las aplicaciones y los usuarios interactúen con Scroll. A su vez, consta de tres módulos, el Sequencer, el Coordinator y el Relayer.

El Sequencer es quien proporciona una interfaz JSON-RPC y acepta transacciones L2. Cada pocos segundos, recupera un lote de transacciones de la mempool de la Layer 2 y las ejecuta para generar un nuevo bloque y una nueva raíz de estado (state root). Para lograr todo ello, es que se hizo un fork de Go-Ethereum (Geth), lo que permitió a Scroll, heredar la seguridad y compatibilidad de Ethereum.

Una vez que se genera un nuevo bloque, se le notifica al Coordinator y este recibe el seguimiento de ejecución (Execution Trace) de ese bloque nuevo. El cual, luego lo envía a un Roller para generar las pruebas de validez.

El Relayer es quien observa los contratos Rollup & Bridge Contracts implementados tanto en Ethereum como en Scroll.
Este tiene dos responsabilidades principales; primero, monitorea el contrato Rollup para realizar un seguimiento del estado de los bloques de la Layer 2, incluida la disponibilidad de datos y la prueba de validez (data availability and validity proof). En segundo lugar, observa los depósitos y retiros de los Bridge Contracts tanto de Ethereum como de Scroll, y transmite los activos de un lado a otro.

Roller Network

Los Rollers sirven como probadores en la red. Se encargan de generar las pruebas de validez para el zk Rollup. Estos usan aceleradores como GPU, FPGA y ASIC para reducir el tiempo y los costos de generar estas pruebas. La figura a continuación muestra cómo un Roller genera una prueba para cada bloque.

Esto, traducido de cierta manera y en pasos, se daría de la siguiente manera:

  1. Un roller convierte el seguimiento de ejecución (Execution Trace) recibido del Coordinator en testigos de circuito (Witnesses).
  2. Se generan pruebas para cada uno de los circuitos zkEVM.
  3. Se utiliza la agregación de pruebas (proof aggregation) para combinar pruebas de múltiples circuitos zkEVM en una sola, y en un solo bloque (Block Proof)

Es decir, el Roller Network es quien genera las pruebas de validez zkEVM para demostrar que las transacciones se ejecutaron correctamente.

Rollup & Bridge Contracts

Scroll se conecta a Ethereum a través de Smart Contracts Rollup y Bridge. Estos son los encargados de garantizar la disponibilidad de datos para cada una de las transacciones que suceden en la Layer 2, y además, permite a los usuarios mover activos y mensajes entre Ethereum y Scroll.

El Rollup Contract recibe raíces y bloques de estado (state roots) de la L2 enviados por el Sequencer. Almacena las raíces en Ethereum y los datos del bloque de la Layer 2. Lo cual, proporciona disponibilidad de datos para los bloques de Scroll y aprovecha la seguridad de Ethereum para garantizar que los indexadores, puedan reconstruir con éxito a los bloques de la L2.
Finalmente, una vez que el contrato Rollup ha verificado una prueba de bloque que establece la validez de un bloque L2, el bloque correspondiente se considera finalizado en Scroll.

Si querés conocer como funciona zk Rollup en Scroll, acá podés conocer todos sus tecnicismos.

Conclusiones

Scroll se presenta como una solución de capa 2 basada en zkEVM que permite escalar Ethereum. Priorizando la seguridad del usuario, el proyecto busca garantizar que los fondos y datos permanezcan seguros, arraigando su seguridad gracias al consenso descentralizado de Ethereum. Manteniendo la compatibilidad con la EVM, Scroll facilita una migración fluida para usuarios y desarrolladores, al tiempo que enfatiza la eficiencia con tarifas de gas bajas y confirmaciones rápidas.

Su arquitectura, compuesta por diferentes capas, se enfoca en mantener la seguridad y la eficiencia, destacando la importancia de la integridad de los datos; Y la combinación de los diferentes componentes, forman una infraestructura integral para la escalabilidad e interoperabilidad entre Ethereum y Scroll.

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