引导加载程序

matter-labs
发布于 2025-11-01 21:18
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本文档介绍了zkSync OS中的引导加载程序（Bootloader）组件，它是系统的入口点，负责初始化系统、读取区块上下文、处理交易、执行交易、保存结果及最终确定区块。文档还涵盖了引导加载程序的配置、账户抽象、代码执行以及区块头的相关信息。

## 引导加载程序

引导加载程序是负责实现通用区块链协议的组件。粗略地说，这意味着：

1. 初始化系统。
2. 从 oracle 读取区块上下文。
3. 读取并解析第一个交易。
4. 验证交易。
5. 执行交易。
6. 保存交易结果。
7. 从第 3 步重复，直到没有更多交易。
8. 最终确定区块。

顾名思义，此组件是系统的入口点。函数 [`run_prepared`](https://github.com/matter-labs/zksync-os/blob/376c6d1c9d47fe306126b963a4f6374fd487d879/docs/basic_bootloader/src/bootloader/mod.rs) 实现了这个顶层主循环。

### 配置

可以使用以下参数配置引导加载程序（位于 [`BasicBootloaderExecutionConfig`](https://github.com/matter-labs/zksync-os/blob/376c6d1c9d47fe306126b963a4f6374fd487d879/docs/basic_bootloader/src/bootloader/mod.rs) 结构中）：

- `ONLY_SIMULATE`：在处理交易时跳过[验证](https://learnblockchain.cn/article/23294#validation)步骤。用于节点中的调用模拟。
- `AA_ENABLED`：是否启用原生账户抽象。

此外，`basic_bootloader` crate 具有以下编译标志：

- `code_in_kernel_space`：为 `[0, SPECIAL_ADDRESS_SPACE_BOUND]` 范围内的地址启用正常合约执行。
- `transfers_to_kernel_space`：为 `[0, SPECIAL_ADDRESS_SPACE_BOUND]` 范围内的地址启用 token 转移。注意：引导加载程序本身具有一个特殊的正式地址 (0x8001)，始终允许接收 token 转移。这用于收取费用。
- `charge_priority_fee`：启用在基础费用之上收取 EIP-1559 提案费（优先费用）。
- `evm-compatibility`：启用所有之前的标志，EVM 测试套件需要。

### 账户抽象

交易验证和执行通过抽象的[账户模型](https://learnblockchain.cn/article/23294)完成。这是因为如果启用了前面提到的配置，ZKsyncOS 支持原生账户抽象 (AA) 和 paymaster。原生 AA 旨在向后兼容 [Era](https://docs.zksync.io/zksync-era/unique-features/account-abstraction) 中使用的 AA 。有关账户模型的更多详细信息，请参见此[章节](https://learnblockchain.cn/article/23294)。

### 代码执行

对于交易执行（和 AA 验证），引导加载程序必须执行一些合约代码。此合约代码对应于受支持的 VM 之一，并通过[执行环境 (EE)](https://github.com/matter-labs/zksync-os/blob/376c6d1c9d47fe306126b963a4f6374fd487d879/docs/bootloader/execution_environments/execution_environments.md)模块执行。

合约调用通过引导加载程序和（可能不同的）执行环境之间的相互作用来执行。实际上，在给定 EE 中执行的合约可以调用在不同 EE 上运行的合约或[系统Hook](https://github.com/matter-labs/zksync-os/blob/376c6d1c9d47fe306126b963a4f6374fd487d879/docs/bootloader/system_hooks.md)。这种相互作用在[Runner flow](https://github.com/matter-labs/zksync-os/blob/376c6d1c9d47fe306126b963a4f6374fd487d879/docs/bootloader/runner_flow.md)中进行了描述。

### 区块头

在执行结束时，引导加载程序将区块头输出到系统。

对于区块头，我们使用以太坊区块头格式。
但是，为了简化，某些字段将在第一个版本中以不同的方式设置（很可能在主网启动之前会发生变化）。

区块头应完全确定区块，即包括执行该区块所需的所有输入。
目前，它缺少 `gas_per_pubdata` 和 `native_price`，但是我们已经在努力设计和实施以解决此问题。

| Ethereum 字段名称 | Ethereum 值                                                                   | ZKsync OS 值                                                    | 注释                                |
|---------------------|----------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------|-----------------------------------------|
| parent_hash         | 上一个区块哈希                                                              | 上一个区块哈希                                                |                                         |
| owners_hash         | 0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347 (post merge)  | 0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347 | 空 rlp 列表的哈希                  |
| beneficiary         | 区块提议者                                                                   | Operator(fee) 地址                                              |                                         |
| state_root          | 状态承诺                                                                 | 0                                                                  |                                         |
| transactions_root   | 交易 trie(patricia merkle tree) 根                                     | 交易滚动哈希                                          |                                         |
| receipts_root       | 收据 trie(patricia merkle tree) 根                                        | 0                                                                  |                                         |
| logs_bloom          | 覆盖日志地址和主题的 2048 位 bloom 过滤器                            | 0                                                                  |                                         |
| difficulty          | 0 (post merge)                                                                   | 0                                                                  |                                         |
| number              | 区块号                                                                     | 区块号                                                       |                                         |
| gas_limit           | 区块 gas 限制                                                                  | 常量，尚未定义，很可能为 10-15m                      |                                         |
| gas_used            | 区块 gas 使用量                                                                   | 区块 gas 使用量                                                     | 待定，无论是否使用 pubdata             |
| timestamp           | 区块时间戳                                                                  | 区块时间戳                                                    |                                         |
| extra_data          | 提议者包含的任何额外数据                                              | 待定，可能为 gas_per_pubdata 和 native price                     |                                         |
| mix_hash            | 信标链提供的随机数，prevrandao (post merge)                            | 0                                                                  | 共识后将提供随机数 |
| nonce               | 0 (post merge)                                                                   | 0                                                                  |                                         |
| base_fee_per_gas    | base_fee_per_gas                                                                 | base_fee_per_gas                                                   |                                         |

>- 原文链接： [github.com/matter-labs/z...](https://github.com/matter-labs/zksync-os/blob/376c6d1c9d47fe306126b963a4f6374fd487d879/docs/bootloader/bootloader.md)
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