NFT:zkRollup改进提案：无需tx历史数据，以实现gas效率和隐私提升_Scallop

注：原文来自ethresear.ch，作者是leohio。

感谢AlexGluchowski以及BarryWhitehat提供的意见和看法。

一:长话短说

本文介绍了一种无需来自运营方tx历史数据的zkRollup，这具有在L1上使用txcalldata的gas效率，并且还具有智能合约执行及资产隐私的特性。每个batch只需要在txcalldata中记录一个状态改变的所有者的账户列表。

缺点是每个用户在将资金退出到L1时，需进行客户端zkp计算，而另一个缺点是在EVM兼容性方面带来困难。

二、背景和动机

对于Rollup的运营商和交易者而言，他们在使用txcalldata时仍然会产生消耗。这种限制仅仅是因为需要恢复作为交易结果的状态，以免用户无法生成其资金的Merkle证明。Rollup的大部分规范要求运营商将所有交易历史数据转储到L1上的txcalldata。

慢雾AML与Go+ Security将针对恶意地址库数据方面进行合作:金色财经消息，近日，慢雾AML与Go+ Security达成合作，双方将针对恶意地址库数据方面进行合作。

根据合作协议，慢雾将向Go+ Security提供AML恶意地址库中 EVM 代币的恶意地址数据（主要在 ETH 和 BNB 网络上），Go+ Security的恶意地址数据也会同步到慢雾的地址库中。同时，若是恶意地址数据来自慢雾，Go+ Security 会在接口响应中体现数据来源。

Go+ Security作为Web3的“安全数据层”，通过提供开放、无需许可、用户驱动的安全服务，努力打造“每个人的安全工具”。Go+ Security安全引擎覆盖多条主链，针对加密项目和普通用户进行多维度风险检测，打造更安全的加密生态。[2022/6/8 4:11:22]

交易历史数据的这种透明度，不仅增加了txcalldata的gas成本，而且还破坏了交易的隐私。

动态 | 亿邦回应：对方是为躲避欠款的法律责任而恶意举报:金色财经报道，针对被北京朝阳分局立案侦查一事，浙江亿邦、云南亿邦共同发布紧急声明，称公司未有任何人员被带走调查，生产及经营人员稳定，未受影响。亿邦指责对方恶意举报，事实是为了躲避欠款的法律责任。声明表示，若亿邦对众应互联的检举经正在进行的民事审判程序依法认定，众应互联、新彩量公司及其相关责任人，不仅要承担败诉的法律后果，也将因其严重的财务造假行为和信息披露违规遭至中国证监会、江苏省证监局以及深圳证交所的重大行政处罚，并且会导致众应互联股价剧烈波动，造成市场恐慌。因此，其向部门恶意举报浙江亿邦、云南亿邦，动机无非是企图以刑事案件为由干扰民事诉讼审理进程，并逃避监管部门的严厉追责，混淆视听。[2019/12/20]

据推测，交易历史数据的累加器，既解决了效率问题，也解决了隐私问题。

三、方法

动态 | 全球超41.5万台路由器感染恶意挖矿软件:据thenextweb报道，研究人员发现，全球有超过41.5万台路由器感染了窃取计算能力并秘密挖掘加密货币的恶意软件。这种攻击仍然在进行中，尤其会对MikroTik路由器产生影响。值得指出的是，被侵入的设备的数量可能稍微有所偏离，因为数据反映了已知已被加密脚本感染的IP地址。尽管如此，受感染路由器的总数仍然很高。[2018/12/5]

简而言之，在第一步中，我们构造了一个zkRollup，其中运营商将最终状态差异直接写入txcalldata。交易历史数据将在一个zkp电路的隐私输入中。

第二步，我们通过分离常用存储和用户状态存储从txcalldata中删除最终状态差异。这使用户可以使用非包含证明退出。用户保留其用户存储并仅公开其Merkle根。用户可以用zkp证明根转换，并且可以更新智能合约的常用存储。

动态 | 慢雾区预警: ETH 存在恶意消耗 Gas 攻击:根据慢雾区情报，慢雾安全团队在 Twitter 上关注到以太坊漏洞问题，通过深入分析发现：如果用户在交易所提币或者通过钱包转账的时候，若没有设置 GasLimit 上限，当接收地址为合约地址的话将会导致恶意 Gas 消耗，慢雾安全团队第一时间通知了服务的交易所和钱包用户并提供了情报和解决方案：

（1）用户提币的时候判断是否是合约地址，如果是合约地址则不允许提币。

（2）转账的时候设置 GasLimit 上限，此处上限需要根据交易所实际业务场景设置如：6 万? - 10 万（推荐值 ETH: 90000 token: 150000）

投资有风险，入市须谨慎。

本资讯不作为投资理财建议。[2018/11/14]

详细步骤如下：

3.1)第一步，zkRollup中txcalldata使用选项

路印Loopring zkRollup快速支付添加Aragon（ANT）支持:路印Loopring联合创始人Jay在推特上表示：“我们刚刚在zkRollup快速支付上添加了Aragon（ANT）支持。现在你可以即时免费地将ANT转移到任何Loopring Layer 2地址。”[2020/8/7]

使用txcalldata恢复完整状态有两种选择。

选项1：将所有交易历史数据记录到txcalldata。

选项2：记录由于区块中的交易而导致的最终状态的差异。

在选项2中，由于txcalldata中没有要记录的内容，数以百万计具有相同结果的交易使用0gas进行txcalldata使用。Merkle根转换的可靠性由zkp保证。

而采用“选项2”是第一步。

3.2）第二步，优化“选项2”

当批次/区块中的交易更改合约中的相同存储值时，上述选项2会花费更少的gas。这种共享和更改的值就像ERC20的总供应量、swap协议的总资产池量等。

而且这种存储值也会影响到所有资产持有者，这种数据的丢失会导致zkRollup的活性损失。另一方面，其他不常共享和更改的数据大多是个人资产数据。这类数据的丢失，直接意味着资产持有者损失了资金。这种风险是分开的，不会影响到对方的资金。

然后分离用户的状态，并提供其状态的用户数据及其证明作为运营商对其交易的收据，从而降低了大量gas成本。

交易者向运营方发送交易；

运营商将其用户状态的merle证明作为交易的收据；

交易者签署这个收据；

电路中只接收带有签名收据的交易数据；

如果一个用户进行了交易，并且多个用户的余额发生了变化，并且他们知道自己的状态，包括这些余额和Merkle证明，那么他们中的任何一个都可以随时通过zkp退出其资金。

这证明这是其余额的最后一个状态，可以通过每个批次的更改状态所有者的每个帐户列表的不包含证明来确定。更改状态所有者的帐户列表的稀疏Merkle树可用于有效证明。

有两种方法可以让更改状态的所有者知道他们最近的更改。

如果他们在线，运营商发送最后一个差异，接收签名的差异，并将其放入zkp电路的输入，这样的gas成本是最低的。

如果他们不在线，运营商会将其发布到txcalldata或链下去中心化存储。

通过这种状态分离，运营商不再需要将最终状态的任何差异都放在txcalldata中，因为用户的帐户状态对于退出来说足够安全，而丢失共同共享的数据，只是意味着运营商无法更新zkRollup的Merkle根，他们将简单地停止服务。然后，公共共享存储和用户存储都可以在链外分发。每批只需要在txcalldata中记录一个状态改变的所有者的账户列表。

3.3）第三步，隐私智能合约执行

用户的交易不在链上，但运营商仍然可以看到并需要看到用户状态，以进行zkp证明。

如果用户在其一边进行zkp以证明其用户状态的Merkle根和公共共享存储的转换，则运营商只需更改该Merkle根和存储，余额的秘密仍然存在。

用户向运营商发送交易；

运营商返回余额和更新后的公共共享存储的差异；

用户对更新后的用户状态和公共共享存储的Merkle根进行zkp证明；

制作每个批次的运营商可通过更改批次中共享存储的变化知道余额差异，但其无法知道其他批次的余额差异，因为运营商之间只共享最终差异。这具有混合级别的隐私。

这种机制需要用到递归zk。

四、更详细的讨论

4、1在链下与离线状态改变者通信

这只是一种选择。该协议可以在没有这部分的情况下构建。

即使在最坏的情况下，状态更改器处于离线状态，这种情况下的数据可用性风险也非常有限。

离线用户可以在其在线时获取数据以安全退出，其可以设置代理而不是自己接收数据。

并且我们可以构造退出方法，以便上次状态更新不会因为数据可用性问题而使之前的状态变得危险。

典型的去中心化存储结构如下所示：

提交哈希

证明preimage(hash(storage))=preimage(hash(storage,last-Ethereum-block-header))-last-Ethereum-block-header

继续观察有多少节点可以完成

4.2账户链上gas费用

每个帐户都可以获得一个比地址本身短得多的ID。

每个batch只需要一个账户列表，这样就可以省略重复项，这比txcalldata中使用的交易历史要高效得多。

4.3公共共享存储的进一步优化

在以太坊L1上，你无法擦除txcalldata。我们可以修改它，因为公共共享存储不需要在链上。

与交易历史数据不同，我们只需要最后的状态数据，不需要任何之前的状态。然后运营商可以放弃之前在网络中共享的“最终状态数据”。

运营商可以通过zkp逻辑知道可以丢弃的数据。

五、结论

分离用户状态使得zkRollup智能合约执行既高效又隐私，几乎所有的txcalldata成本都从zkRollup中移除了。

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