深入了解Polygon zkEVM：整体架构与交易执行流程

互联网阅读 869 2023-03-25 14:05:00

Polygon zkEVM系列文章的第一篇，简要的阐述了polygon zkEVM的的整体架构和交易执行流程，并且分析了polygon zkEVM是如何实现计算扩容的同时继承以太坊的安全性的。

同时还会在接下来两篇文章会详细介绍Polygon zkEVM的zkEVM Bridge和zkEVM的设计细节，以及polygon zkEVM接下来的去中心化sequencer的路线图。

1.Rollup为了给以太坊实现计算扩容

首先，我们需要明确rollup的大概工作原理:

rollup的出现的是为了给Ethereum实现计算扩容，具体的实现方法是将交易的执行外包给 Rollup,然后将交易和交易执行后的状态(state)存储在 Ethereum 的合约内。

由于技术路线的不同演变出了两种类型的 Rollup:

Optimistic Rollup:
乐观的认为发送到 Ethereum 的 Rollup 交易(Rollup transaction)和对应的 Rollup 状态(Rollup State )都是正确的，任何人都可以通过提供欺诈证明(fraud proof)对还处于挑战期的Rollup State进行挑战(challenge)
Zero-knowledge Rollup:
会为发送到 Ethereum 的 Rollup交易(Rollup Transaction)和对应的 Rollup 状态(Rollup state)提供一个有效性证明(validity proof)(由以太坊上的合约验证，来证明 Rollup 的执行对应交易后的状态时正确的)
(参考以太坊官方定义) https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/

Zero-knowledge Rollup 和 Optimistic Rollup 最大的区别就是由于验证状态有效性的不同方式导致达成 finality 的时间不同；

Optimistic Rollup 乐观的认为提交到 Ethereum 上的交易和状态都是正确的，所以存在7天的挑战期（达成finality的时间是7天），期间任何人发现在 Ethereum 上的交易对应状态不正确都可以通过提交正确的状态进行挑战。

Zero-knowledge Rollup( zk-Rollup ) 达成 finality 的时间，则取决于：交易对应的有效性证明( validity proof )提交到以太坊并且验证通过所花费的时间。目前可能在1个小时左右的finality居多。(因为需要考虑到Gas成本问题)

2.Polygon zkEVM 执行流程

接下里我们以一个简单的交易被确认流程来看看 Polygon zkEVM是怎么工作的，从而对整体协议有一个具体的理解；

整个过程可以主要分为三个步骤:

Sequencer 将多个用户交易打包成 Batch 提交到L1的合约上。
Prover 为每笔交易生成有效性证明(validity proof)，并将多个交易的有效性证明聚合成一个有效性证明。
Aggregator 提交聚合了多个交易的有效性证明(validity proof) 到 L1 的合约中。

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1) Sequencer 将用户交易打包成 Batch 提交到 L1 合约上

用户将交易发送给Sequencer, Sequencer会在本地按照收到交易的快慢顺序进行处理(FRFS)，当Sequencer在本地将交易执行成功后，如果用户相信Sequencer是诚实的，那么他可以认为这个时候的交易已经达成了finality。
这里需要注意，目前大多数Sequencer内部的Mempool(交易池)都是私有的，所以暂时可以获取的MEV是比较少的
Sequencer 会将多笔交易打包进一个Batch里(目前是一个Batch里只包含一个交易) ，然后在收集到多个Batches之后, 通过L1上的 PolygonZKEvm.sol 的sequenceBatch()函数将多个Batch一起送到L1的交易calldata上。

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