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

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。

Scroll推出Contribute to Scroll計劃，鼓勵開放協作:7月14日消息，Layer2解決方案Scroll宣布推出Contribute to Scroll計劃，鼓勵開放協作并允許任何人在新引入的開源存儲庫中為Scroll做出貢獻。該計劃最初是一項實驗性的Skunkworks計劃。[2023/7/14 10:54:21]

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。

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。

V神：將長期提升以太坊區塊容量至16MB，將支持Rollup達到8萬TPS:5月20日消息，以太坊創始Vitalik Buterin在2022年5月20日舉行的ETH Shanghai會議上表示，以太坊團隊已經提出名為Danksharding的擴容計劃，長期將把以太坊的區塊容量擴充至8萬TPS，最終Rollup將能夠達到8萬TPS/秒。首先將完成Proto-danksharding，支持1MB的區塊容量和5000的TPS。[2022/5/20 3:29:44]

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

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。

ZigZag 開始搭建基于 Mimblewimble 的 ZK rollup 支付系統:3月16日消息，ZigZag 開始搭建基于 Mimblewimble 的 ZK rollup 支付系統 ZigZag InvisibL3。該項目由 0xonurinanc 帶領，旨在突破零識技術的極限，包括將現有的隱私技術擴展到更廣泛的應用程序并構建 L3， 使現有的 ZK 支持系統更強大。

據悉，官方團隊表示，ZigZag InvisibL3 的最終目標是成為最好的隱私 DEX。[2022/3/16 13:59:25]

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

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。

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。

StarkWare推出ZK Rollup擴容解決方案StarkNet:1月27日消息，零知識證明研發機構StarkWare表示，其二層擴容解決方案ZK Rollup“StarkNet”目前已經完成基礎構建（階段0），即圖靈完備框架Cairo、STARK 軟件堆棧和二層擴容引擎StarkEx，之后將進行構建階段一至階段三，其中，階段一將支持單一應用Rollup“Single-App Rollup”，將使開發人員能夠在StarkNet上構建和部署自己的可擴展性應用程序；階段二將支持多應用Rollup“Multi-App Rollup”，支持在同一StarkNet實例上運行并訪問多個應用程序，這將實現不同應用程序之間的互操作性，以及降低 Gas 成本；階段三將支持去中心化Rollup“Decentralized Rollup”。

StarkWare預計將在近幾個月內部署階段一，并在2021年底之前順利進入階段二和階段三。StarkWare構建的StarkNet是一種由STARK驅動的去中心化二層ZK Rollup，可支持以太坊的通用計算。[2021/1/27 13:37:48]

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。

觀點：“以 rollup 為中心” 的擴容方案并沒有讓以太坊偏離方向:據EthFans社區10月15日消息，針對此前V神更新以太坊路線圖稱，將以rollup構建為中心，以太坊lightclient近期發博客文章表示，“以 rollup 為中心” 的擴容方案并沒有讓我們偏離方向，而是一個超集。我們在分片設計中遇到的問題與我們在整合跨rollup通信時遇到的問題是同構的。這就意味著，已經開展的大部分工作都可以繼續進行，不會被中斷。與此同時，以rollup為中心的路線圖會降低分片執行所必需的協議復雜性。這使得我們能夠不斷迭代類似分片的復雜的rollup機制。這樣可以讓更多開發者為不同的rollup格式做貢獻，讓現有核心開發者和研究者可以專注于構建一個健壯的數據可用性層。[2020/10/15]

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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