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

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。

Layer2解決方案Scroll現已集成OKX Web3錢包:6月20日消息，據Scroll官方，Scroll現已集成OKX Web3錢包，用戶可連接OKX Web3錢包在Scroll Alpha測試網體驗跨鏈交易等。此外，OKX Web3錢包的插件端也已支持Scroll Alpha測試網，用戶可以通過自定義網絡接入Scroll Alpha測試網進行轉賬等。Scroll是一個EVM等效的zkRollup以太坊擴容方案Scroll，其Alpha測試網已經在Goerli上線。[2023/6/20 21:50:02]

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。

LayerZero宣布新增支持Scroll測試網:6月14日消息，跨鏈互操作性協議LayerZero在推特上宣布已在Scroll測試網上線，并在文檔中列出endpoint信息。

此前6月8日消息，LayerZero發推稱已新增支持Arbitrum Nova。[2023/6/15 21:37:24]

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

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。

Charles Hoskinson：Cardano對ZK-rollups有一個“美麗計劃”:4月15日消息，Input Output首席執行官Charles Hoskinson在最近AMA活動中被問到為什么Cardano區塊鏈沒有涉及ZK-rollups，他回應稱Cardano對ZK-rollups有一個“美麗計劃”，應該會與Midnight有很大關系，更多細節將在后續公布。Midnight是隱私為中心的Cardano側鏈，專注于保護敏感的商業和個人數據、開發者和個人數據，分析認為雖然Charles Hoskinson沒有詳細說明Cardano區塊鏈將如何使用ZK-rollups，但提及Midnight可能與安全驗證鏈上數據有關。（cryptoslate）[2023/4/16 14:06:00]

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。

基于 zkSync 的二層錢包 Rollups Wallet 已上線 iOS 應用商店，Gas 可降低兩個數量級:基于zkSync的二層錢包RollupsWallet宣布其移動端應用已上線iOS應用商店，首周下載量破千。RollupsWallet團隊表示，該錢包由zkSync（MatterLabs）提供技術支持，其Gas價格可降低兩個數量級，也可實現以太坊ERC-20代幣的即時轉賬。[2021/3/23 19:10:05]

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。

以太坊擴容方案Arbitrum Rollup測試網完成更新:區塊鏈初創公司OffchainLabs宣布在以太坊Kovan測試網上對其以太坊擴容方案Arbitrum Rollup測試網進行了重大更新，可在新升級的Arbitrum軟件堆棧上運行，并對此進行了開源，可供任何人使用。[2020/10/15]

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。

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