TRA:Rollup Bridge 介紹（五）：Hop Protocol 第二部分_RAN

作者：NicLin，imTokenLabs資深區塊鏈工程師

本文受眾：區塊鏈開發者、對Rollup有所了解的區塊鏈愛好者

本篇是RollupBridge介紹的第五篇，主要用來補充第二篇HopProtocol第一部分的運作細節，建議先從第二篇看起：

以下所稱的L2皆指Rollup而非Plasma或側鏈以下所稱「資產」和「代幣」兩個詞指的是一樣的東西以下所稱「七天」和「Rollup挑戰期」兩個詞指的是一樣的東西以下示意圖中Arbitrum會是RollupA，Optimism會是RollupB，使用者要將資產從RollupA跨到RollupBHopProtocol第一部分中用fasttransfer代指跨Rollup的transfer，來和第一篇MakerBridge的fastwithdraw做區隔，不過本文會用transfer/withdraw代指一樣的事情Recap:Relaytransfer資料

為什么要relaytransfer資料？

因為transfer資料是客觀的資料，Hop合約不能隨便相信流動性提供者說他替誰先墊付了某筆transfer就撥款給Bonder，Hop合約只會認transfer資料來確認實際上transfer是否發生，所以Hop合約只有等到transfer資料真的抵達RollupB時才會撥款給Bonder。

對使用者來說，如果Bonder幫他墊付了，則他完全不需擔心transfer資料的relay過程。但如果Bonder下線了，使用者就要自己把transfer資料relay到RollupB來向Hop合約證明并取回自己應得的代幣。

注：Hop把transfer資料從Rollup送到L1的過程叫做commit。

OP Labs：EIP-4844將大幅降低Rollup費用，使以太坊能夠在保持去中心化的情況下擴容:7月30日消息，OP Labs推特發文稱，EIP-4844將大幅降低Rollup費用，使以太坊能夠在不犧牲去中心化的情況下擴容。近期來自OP Labs、Coinbase和ConsenSys的研究人員和開發人員參與了社區第二次會議，討論了公共開發網絡、收費市場設計和同步架構等話題。今年3月，以太坊創始人V神（Vitalik Buterin）在推特上分享了關于其和幾位開發者共同提出的EIP-4844提案，該提案建議用proto-danksharding代替擴容解決方案Danksharding。該提案致力于在尚未實際實施任何分片的情況下，部署構成完整Danksharding規范的大部分邏輯和交易格式及驗證規則。Proto-danksharding引入的主要特性是新的交易類型，稱之為攜帶blob的交易。攜帶blob的交易引入一種新的交易格式，其中包含大量數據，EVM執行無法訪問，但其提交可以訪問。提案提議每30天自動刪除blob數據，以防止網絡對數據和內存存儲的要求過大。Proto-danksharding部署后，所有驗證者和用戶仍須直接驗證完整數據的可用性。[2022/7/31 2:49:01]

Recap:BatchTransfer

HopProtocol第一部分有提到為了節省Bonder的成本，Hop設計讓transfer可以以batch的方式一次commit回L1，不需每一筆都commit一次。而batch的條件分別是(1)累積512筆transfer或(2)離上一次該Bondercommit的時間已經過了一天。

注1：條件(2)是為了在不打擾Bonder前提下讓使用者能夠自己完成relay的條件：當Bonder下線太久時，使用者可以自己把transfer資料commit到L1，再relay到RollupB。

Layer 2 Rollup高性能框架Godwoken上線主網測試版本:據官方消息，Nervos 上完全兼容以太坊的Layer 2 Rollup高性能框架Godwoken上線主網測試版本，目前已開放Godwoken白名單計劃，開發者可申請參與主網測試。

Godwoken 為CKB提供了擴展能力以及基于賬戶的編程模型，使得以太坊系的DApp均可以接入到Nervos的Layer 2中來。[2021/11/4 21:25:57]

注2：Bonder自己來commit時可以不受(1)限制，不管累積幾筆transfer，隨時都可以commit。

而batchtransfer也不會真的把batch里面所有transfer資料都commit進去，而是把transfer資料組成一個MerkleTree，然后只commitMerkleRoot。當要使用到transfer資料時，再提供MerkleProof來證明transfer存在于該MerkleTree里。

注：實際上commit的函式名稱為commitTransferRoot。這里看到Hop用的是transfer的字眼，而待會可以看到在RollupB上的操作Hop會用withdraw，但其實兩個指的是一樣的。

接下來會搭配圖示介紹使用者和Bonder的操作流程及challenge機制。

使用者視角的運作流程

對使用者來說，使用Hop會有兩種結果：(一)Bonder為你在RollupB上墊付，或是(二)Bonder沒有墊付，導致使用者必須自己完成把transfer資料從RollupArelay到RollupB的旅程。

結果一：Bonder有墊付

跨Rollup轉賬應用HopProtocol已支持L2擴容方案Arbitrum:9月17日消息，跨Rollup轉賬應用HopProtocol已支持L2擴容方案Arbitrum，目前僅支持USDT與USDC轉賬，將在下周開放對ETH的支持。用戶可向hUSDC/USDC和hUSDT/USDT流動性池添加流動性，并通過HopProtocol的橋接合約在L1上鎖定USDC或USDT，在Arbitrum上鑄造hUSD或hUSDT。目前HopProtocol支持的網絡包括以太坊主網、Polygon、xDai、Optimism以及Arbitrum，用戶已經可以通過Hop進行USDC、USDT在Arbitrum與其他支持的擴容網絡之間的轉賬。[2021/9/17 23:31:34]

Happycase：Bonder完成墊付

1stTx

使用者發起withdraw，他有兩個選擇：如果使用者有hUSDT，則他直接觸發L2_Bridge合約的send函式；如果他沒有hUSDT，則觸發AMM_Wrapper合約的swapAndSend函式，先用USDT去換成hUSDT。L2_Bridge合約會銷毀hToken，表示資產從RollupA離開，并emitevent，讓Bonder知道。

2ndTx

接著Bonder執行墊付，如果使用者要收hUSDT，則合約會直接鑄造hUSDT給使用者，如果使用者要收USDT，則會多一步，把鑄造的hUSDT去換成USDT再給使用者。

結果二：Bonder沒有墊付

Unhappycase:使用者要自己relaytransfer資料到RollupB來領取資產

ZKSwap開發負責人 Alex Lee：構建支持通用 EVM 的 rollup 擴容解決方案 ZKSwap在路上:據官方消息，2021年04月12日晚，由Gate.io主辦的直播專訪節目《酒局幣赴》邀請到ZKSwap開發負責人 Alex Lee直播分享近期最新發展。直播期間Alex與Gate.io合伙人酒兒就面對市場競爭格局產生變化后，ZKS將如何把握機遇與挑戰進行了探討與交流。

Alex 表示，目前，Layer2賽道已經是一片繁榮了，技術上不斷創新，各種產品也層出不窮。ZKSwap推出的 Zkspeed 擴容方案兼顧了 ZK-Rollup、Validium 和 Optimistic rollup 方案的特點。即實現所有與 Layer1 交互的交易數據全部上鏈（ZK-Rollup），把單純 Layer2 的交易數據存放在鏈下（Validium），交易 hash 數據上鏈，同時 ZKSpeed 也會提供一個完全上鏈的版本，這樣可以實現更高的安全性，并提供零知識證明保證狀態轉換的有效性。雖然目前 ZKSwap 的方案還不兼容 EVM，但ZKSwap 團隊的愿景正是構建一個支持通用 EVM 的 rollup 擴容解決方案，使得其他應用無需重新編寫智能合約就能實現快速遷移，目前 ZKSwap 團隊已經投入研究，并取得了一些進展。[2021/4/12 20:12:00]

這邊的步驟是接續在使用者已經透過L2_Bridge合約申請withdraw并銷毀hToken之后。

1stTx

如果使用者的withdraw剛好是第512筆withdraw，則會直接觸發commitTransferRoot函式，將TransferRoot送到L1。

V神：ZK Rollup和Optimistic Rollup均取得巨大進展:以太坊創始人V神剛剛發推表示，Rollups(包括ZK Rollup和Optimistic Rollup)已經存在并繼續取得巨大進展。雖然分片（sharding）仍在快速發展，但我們并不依賴于分片來實現1000+的鏈上TPS。在eth2中，分片和Rollups的縮放增益將成倍增加。[2020/5/21]

如果不是的話，則他需要等到離Bonder上次commit時間的一天后才能自己去執行commitTransfer，commitTransfer會去觸發commitTransferRoot函式，將TransferRoot送到L1。

2ndTx

接著就要等到RollupA的挑戰期過后，才能完成TransferRoot到L1的寫入。假設今天該TransferRoot已經經過了七天挑戰期，則任何人都可以去把TransferRoot的跨鏈訊息relay到L1_Bridge合約，這筆交易會同時把TransferRootrelay到RollupB。

3rdTx

通常等個五到十分鐘，TransferRoot就會被relay到RollupB上的L2_Bridge合約。等到TransferRoot被寫進L2_Bridge合約后，使用者就可以觸發合約的withdraw函式，提供MerkleProof去證明自己的withdraw存在在這個MerkleTree里，這時合約就會直接鑄造hUSDT給使用者，完成withdraw。

Bonder視角的運作流程

第一步：流動性提供者先墊付

第一步是Bonder發現使用者在RollupA上申請withdraw后，他在RollupB去觸發bondWithdrawalAndDistribute函式，墊付給使用者。

你可能會以為墊付是Bonder將自己的hToken轉給使用者。但實際上的過程是：合約會鑄造新的hToken給使用者，然后在合約的帳本上記錄下該Bonder因為這筆墊付所新增的負債。

第二步：等待TransferRoot被commit

Bonder可以等待湊滿512個withdraw再開始relaywithdraw資料。或是提前去RollupA的L2_Bridge合約觸發commitTransfer，開始relaywithdraw資料。當Bonder在RollupB的負債多到他沒辦法再墊付后，他就可能會提前去觸發commitTransfer。

第三步：在TransferRoot被寫進L1_Bridge合約前，先為該TransferRoot做擔保

因為等待RollupA挑戰期結束才能relayTransferRoot的時間可能太久了，會影響Bonder的資本效率，所以Hop做了一個trade-off：引入一個challenge機制。

Bonder可以為自己的TransferRoot擔保：不需要等到RollupA挑戰期結束并把TransferRoot寫入L1_Bridge合約，就可以直接去觸發bondTransferRoot，把TransferRootrelay到L2的合約。等待五到十分鐘TransferRoot寫進L2_Bridge合約后，Bonder就可以觸發settleBondedWithdrawal，將之前墊付所累積的負債抵銷。

Bonder在執行bondTransferRoot時要順便抵押TransferRoot總金額的110%。因此當一個Bonder擔保一個假的TransferRoot，意圖在RollupB抵銷負債被抓到時，他在L1會被沒收的金額會是他在RollupB抵銷負債金額的110%，所以想要造假是有風險在的。

注：TransferRoot總金額指的是這一批withdraw金額的加總。

但如同其他challenge機制，challenge也是有時效性的。目前如果Bonder觸發bondTransferRoot后，經過一小時都沒有人challenge的話，則該TransferRoot就會被視為合法，不能再被challenge。

第四步：Bonder完成TransferRoot的relay，將TransferRoot寫進L1_Bridge合約

等到RollupA挑戰期過后，Bonder就可以將TransferRoot的跨鏈訊息relay到L1_Bridge合約。但如果Bonder沒有被challenge的話，其實他沒有動機要完成relay。不過只要Bonder擔保的是正確的TransferRoot或是Bonder造假TransferRoot都有被抓到的話，沒有完成TransferRootrelay不會影響系統的安全性。

當TransferRoot被challenge

第一步：bondTransferRoot

首先，從BonderbondTransferRoot開始。

第二步：challenger抵押TransferRoot總金額10%來挑戰TransferRoot

如果challenger發現Bonder產生的TransferRoot不合法，例如里面偷偷夾帶了不存在的withdraw，則challenger可以透過抵押TransferRoot總金額的10%來進行challenge。

Challenge被申請后，L1_Bridge合約會把Bonder擔保的金額新增到Bonder的負債。

注：如果沒有被challenge，系統就會放行，不以增加Bonder負債的方式來扣住Bonder資產。

如果challenge成功，則負債會保留，表示Bonder的錢被系統沒收；如果challenge失敗，系統會從Bonder負債中減去原本擔保的金額，表示系統將錢還給Bonder。

第三步：等待RollupA挑戰期結束，將真正的TransferRoot寫進L1_Bridge合約

等到RollupA挑戰期過后，Bonder或Challenger就可以將TransferRootrelay到L1_Bridge合約。但還不能resolvechallenge，Hop有設定一個challengeResolutionPeriod來確保challenge可以resolve時，Rollup挑戰期已經結束，意即確保TransferRoot已經被寫入L1_Bridge合約里了。

注：目前challengeResolutionPeriod是十天。

第四步：等待challengeResolutionPeriod結束

真正的TransferRoot訊息抵達后就可以驗證Bonder當初擔保的TransferRoot是不是對的，決定challenge是否成立。

如果challenge不成立，系統會從Bonder負債中減去原本擔保的金額，表示系統將錢還給Bonder。而Challenger的抵押則會被沒收。

如果challenge成立，則Bonder的負債會保留，表示Bonder的錢被系統沒收。Challenger除了拿回自己的押金，還會獲得Bonder擔保金額當作challenge獎金的那10%。

注：獎金其中有一半會被銷毀，目的是避免Bonder自己challenge自己，同時拿回完整的押金和獎金。

風險評估

使用者風險

如果Bonder有墊付給使用者，則使用者成功完成withdraw，皆大歡喜。

如果Bonder沒有墊付給使用者，則使用者必須要自行完成TransferRoot的relay，這會需要訊息能夠正確地從RollupA->L1->RollupB傳遞。

不過只要Hop合約和RollupL1<->L2messegebridge都有順利接上，且Rollup都正常運作，就能夠達成，這是一個相對可靠的安全假設。所以對使用者來說，風險是相對小很多的。

Bonder風險

因為Bonder們的錢都鎖在同一個合約，所以假設有challenge沒被抓到，則代表攻擊者可以憑空降低自己的負債、提走不該提走的錢，這對所有Bonder都會造成損失。

而目前一小時的challengewindow其實是相對短暫的，再加上一個withdraw可以是從任意?Rollup轉任意資產到任意其他Rollup，要假設整個系統內所有的withdraw都能被監控會是一個具有挑戰性的要求。

風險提示：本文內容均不構成任何形式的投資意見或建議。imToken對本文所提及的第三方服務和產品不做任何保證和承諾，亦不承擔任何責任。數字資產投資有風險，請謹慎評估該等投資風險，咨詢相關專業人士后自行作出決定。

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