背景

近年来，区块链技术的迅猛发展推动了 DeFi、NFT、AI 等多个领域的创新。Solana 作为一个高速、低成本的区块链，凭借其独特的共识机制和高吞吐量获得了广泛关注。在大规模应用场景中，基于 SVM 的 L2 链或应用链拥有广阔的市场空间。

在此背景下，Lumoz 基于 SVM 执行层，结合独特的 ZK 和 TEE 技术，提出了一种创新的 SVM 链解决方案（Lumoz SVM Stack），为行业带来了全新的视角。通过其高效的扩展架构和优化算法，Lumoz SVM Stack 不仅能够提供 SVM 链的超高交易吞吐量和处理速度，同时保证了安全性和去中心化特性。

架构

Lumoz SVM Stack 是一种基于 SVM 交易执行层的通用 L2 解决方案，采用模块化架构，将各项功能独立拆分为不同模块，确保灵活性和可扩展性。该架构包括多个核心层次：支持以太坊和 Solana 作为结算层，Celestia、Avail 等作为数据可用性层，并支持 SP1 和 SGX 等多种类型的证明。这些设计结合 SVM 执行环境，构成一个高效且可定制的模块化 Layer 2 解决方案。最终，Lumoz SVM Stack 的愿景是成为全球最快且最具通用性的 SVM 驱动 Layer 2 解决方案。

Solana 缺乏全局状态树，而全局状态树在确保链下执行结果能够安全地结算回 L1 方面至关重要。为了解决这一问题，Lumoz 将全局状态树的基本功能与稀疏 Merkle 树（LSMT）结合，利用加密技术对网络扩展上的执行结果进行验证，从而确保链上和链下操作的安全性与一致性。这一创新方案不仅增强了 Lumoz 在扩展性和安全性方面的优势，还为区块链生态提供了更加可靠的跨链执行机制。

Lumoz SVM Stack 基于 Solana Agave 客户端的代码构建，在确保与 Solana 主网兼容的同时，充分发挥了 Solana 的并行执行能力和独特的交易数据结构。通过对存储逻辑和性能参数的优化，Lumoz SVM Stack 最大化地提升了 Solana 原生性能优势，进一步增强了系统的效率和可扩展性。

当前的架构设计使得 Solana 生态中的现有 dApp 可以无缝迁移到 Lumoz SVM Stack 网络，且无需对程序代码进行任何修改。该解决方案不仅减少了所需的资源和费用，还与 Solana 保持一致的工具和开发者堆栈，从而为开发者提供了更低的迁移成本和更高的开发效率。

常规组件组成

· 共享排序器：Lumoz SVM Stack 采用去中心化和透明的交易排序方式，确保网络扩展的高效性与可信度。在安全性、速度和去中心化方面，Lumoz SVM Stack 展现了显著的优势。共享排序器将多个交易批量处理，减少基础层需要处理的单个交易数量，从而大幅提高系统的吞吐量和容量。此外，Lumoz SVM Stack 还提供对交易排序的强力支持，提升了整体性能。

· 无状态验证者：Lumoz SVM Stack 的无状态验证者合约将完整的验证任务分解成小块，并将这些任务分发到验证者网络。通过这种设计，Lumoz SVM Stack 极大地降低了参与者的硬件要求，使得节点更容易加入或退出网络，而无需访问完整的区块链状态。这样不仅提升了系统的灵活性，还降低了参与门槛，促进了更多节点的参与。

· 数据可用性：虽然 Solana 对交易大小有严格的限制，这对于基于汇总的 DA（数据可用性）解决方案来说可能构成挑战，但 Lumoz SVM Stack 通过扩展 DA 解决方案，克服了 Solana 原生 DA 方案的局限性。该设计确保了数据管理的安全性与去中心化，并保留了在 Solana 上进行数据审计的能力，使得区块链的可审计性和透明性得到了充分保障。

关键技术

SVM 兼容与并行高效执行

Solana 的 SVM（Solana 虚拟机）是一个高效的智能合约执行环境，凭借其并行交易处理和状态独立设计，能够同时执行多笔交易，从而显著提升吞吐量并降低延迟。SVM 支持 Rust 和 C 等编程语言，使得开发者能够轻松构建高性能的去中心化应用程序，推动 Solana 生态系统的快速发展。

值得强调的是，SVM 的并行执行依赖于 Solana 独特的交易数据结构。在 Solana 网络中，每一笔交易的发起者都会预先声明所需读写的账户信息。这一设计使得 SVM 能够根据这些账户信息，按照高效的并行顺序处理交易，确保不同交易不会同时对同一个账户进行读写操作。正因为如此，简单地将 SVM 嫁接到其他执行框架上并不能带来并行处理的优势。

基于这一原理，我们选择以 Solana Client 作为基础执行框架，以便充分发挥 SVM 的并行执行优势，确保在整个系统中实现高效的交易处理与低延迟性能。

支持多重证明

Lumoz 支持强大的多证明管道，能够将来自不同执行客户端的汇编级指令转换为代数或多项式证明系统的算术。这一管道设计使得 Lumoz 不仅能够使用 SuperNova、Halo2 和 eSTARK 等多种后端来编码算术，还能够摆脱对单一协议的依赖，提供更大的灵活性和可扩展性。

除了 ZK 证明，Lumoz 还创新性地利用 SGX，实现可信执行环境 (TEE) 生成不同类型的证明。SGX 执行的代码与在 zkVM 上执行的代码相同，起到类似于轻量级执行客户端的作用。这使得所有的证明系统都能够验证相同的底层轻量级客户端执行，从而实现了可能的数据重复利用。在 SGX 环境中，必要的数据会通过标准的 ECDSA 签名进行签名，使用 SGX 专用的私钥完成签名过程。可信执行环境 (TEE) 保证了计算的机密性和完整性，并通过远程证明进行验证。

TEE：使用 Intel SGX CPU，英特尔的软件保护扩展 (SGX) 是一组内置于某些英特尔 CPU 中的安全相关指令，用于启用 TEE。通过使用 SGX 芯片，芯片所有者、系统操作员和观察者可以获得强大的加密保证，确保任何一方都无法查看 Secret 内存空间内发生的事情。

通过这种多证明管道的设计，Lumoz 提供了一种更为高效、安全且灵活的方案，不仅提升了性能，还增强了跨平台和跨协议的兼容性，推动了区块链技术在去中心化验证和数据安全方面的创新。

基于 SMT 的密码结算协议 (LSMT)

Lumoz 的稀疏 Merkle 树（LSMT）是一种创新的加密数据结构，结合了传统的 Merkle 树和 Patricia 树的优点，能够高效地存储大量的键值对。与传统的 Merkle 树相比，LSMT 通过其特有的节点组织方式，仅存储必要的节点，通常是包含非空值的节点或位于具有值的叶节点路径上的节点。这种设计使得 LSMT 成为一种「稀疏」的数据结构，从而大幅度减少了存储空间的需求。

LSMT 的一个显著优势是能够提供紧凑的证明（Merkle 证明），验证特定键值对是否包含在树中，而无需透露其具体值。这种设计优化了存储和计算效率，特别适用于需要高效验证数据一致性的场景。

在 Layer 2 解决方案中，LSMT 的一个关键应用是状态承诺和状态验证。状态承诺是指将链下交易（Layer 1 上的状态）提交到 Layer 2 解决方案中。通过在 Layer 1 上提交这一状态，Layer 2 的参与者可以验证其链下交易的有效性，而无需披露整个状态或要求 Layer 1 区块链处理每一笔链下交易。通过这种方式，LSMT 提供了一种既高效又安全的方式来实现跨链验证和数据承诺，降低了对基础层的依赖，并增强了系统的可扩展性和隐私保护能力。

结论

Lumoz 通过创新性地结合 SVM、ZK 和 TEE 等多个先进的区块链解决方案，提供了一种高效、安全且灵活的 SVM 通用 L2/应用链解决方案。通过利用 SVM 执行层的并行处理优势，结合稀疏 Merkle 树（LSMT）进行数据验证，Lumoz 能够在保障安全性和去中心化特性的同时，大幅提升交易吞吐量和处理速度。此外，Lumoz 的 zk 和 SGX 多证明管道技术为交易的安全执行提供了强有力的支持，进一步提高了跨链交互和数据处理的效率。

随着去中心化应用和区块链技术的不断发展，Lumoz 的架构不仅为开发者提供了更加灵活的开发环境，还能有效降低交易成本，推动区块链技术在各个领域的应用和普及。未来，Lumoz 有望成为最具通用性和扩展性的 Layer 2 解决方案之一，推动 Solana 等公链的进一步发展，并为区块链生态的可持续性和创新性奠定坚实基础。