Page 381 - 《软件学报》2025年第8期

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(2) 基于索引表数据压缩的交易存储方案: 为了减少跨 Rollup 交易的链上存储开销, 本研究提出了一种新型
跨 Rollup 交易批量处理数据结构. 该数据结构利用少数数据字段访问频率高的特点, 通过索引表将高频长字段压
缩为短索引等方式, 在保证数据完整性的基础上, 降低跨 Rollup 交易的平均链上存储开销. 通过使用以太坊实际
交易数据集实验, 发现本文所提方法可以显著降低跨 Rollup 交易的平均链上存储开销, 降幅达到 66.62%.
(3) 聚合规模均衡调整算法: 在本方案中, 跨 Rollup 交易的聚合规模是交易处理性能的一个关键指标. 如果聚
合规模过大, 当跨 Rollup 交易的频率较低时, 批量化交易处理将增加交易等待处理时延, 从而降低方案的可用性.
为了最大化利用本方案的优势, 本文提出了一种基于非支配排序遗传算法的聚合规模均衡调整算法, 通过实时监
测交易到达率等系统参数, 实现链上资源消耗与处理时延之间的平衡.
本文第 1 节对本文工作所涉及的理论和关键技术进行介绍. 第 2 节详细阐述了基于原生链的跨 Rollup 方案
的完整流程及细节. 第 3 节对聚合规模均衡调整算法进行介绍. 第 4 节设计实验方案及相关评测. 第 5 节对本文的
研究内容进行了总结, 并提出了未来的可优化方向.

1 相关研究

1.1 Rollup 技术整体流程
通常来说, 一个完整的 Rollup 系统分为链上智能合约和链下系统两个部分, 如图 1 中 Rollup 的交易过程总览
所示. 链上智能合约仅用于存储原始交易数据、Rollup 的默克尔树根, 以及配备对默克尔树根的有效性检验方式.
链下部分通常由定序器、执行器和验证器 3 部分组成. 一个通用的 Rollup 交易流程包括以下步骤.

链下系统

定序器 执行器 验证器

链下交易 链下待
打包交
易池

交易定序 交易执行 交易验证

原生链

Rollup 链上部署 定序器链上交易排序 执行器上传执行结果 验证器确认验证结果

图 1 Rollup 的交易过程总览

(1) 用户发送交易后, 交易进入到链下待打包交易池中.
(2) 根据特定策略选择本轮的定序器, 定序器从链下待打包交易池中获取交易, 将交易发送到链上.
(3) 执行器通过监听交易上链信息, 当监听到新增交易后读取并执行, 将执行后的 Rollup 默克尔树根记录在链
上, 以便其他验证者验证状态.