以太坊 Layer 2 资产桥方案解析：Arbitrum、zkSync 与 DeGate Bridge

以太坊 Layer 2 生态将迎来百花齐放的局势，怎么在各 Layer 2 之间以及与 Layer 1 通讯或成为一个核心问题。

以太坊自 2015 年诞生以来，快速成长为最活跃、最繁忙的区块链，无论是从运用的丰富性、链上的财物规划仍是从买卖量、安全性等方针看，以太坊都是当时无可争议的公链之王。而随着以太坊生态的快速开展，特别是 DeFi 的完全引爆，导致原本规划的吞吐量严重缺乏，依据 etherscan.io 的每日买卖数据统计，当时以太坊 TPS 在 17 左右（合约操作占比较大降低了这一数值），动辄几十甚至上百美元的 Gas 费和超长的买卖等待时刻成为约束以太坊生态进一步蓬勃开展、进入干流国际的主因。

长期以来，整个以太坊社区都在为处理吞吐量和昂扬手续费问题而努力，其间一个首要处理计划即以太坊 2.0，它将大幅添加每秒买卖数量，并将最快于 2021 年底发布；而如 EIP-1559 提案，则期望对买卖手续费计费方法进行调整，来变相到达降低 Gas 费用的意图。

与此一起，有一个声响呈现了：真的有必要将所有买卖都放在主链上核算处理么？

Layer2 简介

将本应在以太坊主链即 Layer 1 （L1）上处理的买卖，搬运到 Layer 2 （L2）上处理，随后再将成果从 L2 传回 L1 确认，咱们将这种处理计划称为以太坊 Layer 2。L2 的理论 TPS 到达了 2000-4000，这现已超越了 Visa 的处理才干——每秒 1700 笔买卖。因而，许多人以为 L2 计划是以太坊赢得干流用户的要害。

目前存在的 L2 计划，首要包含以下几个：

• Optimistic Rollups：数据上链、诈骗证明。运用团队包含 Optimism、Offchain Labs Arbitrum rollup、Fuel Network；

• ZK Rollups ：数据上链、零常识证明。运用团队包含 Loopring、Starkware、Matter Labs zkSync、Aztec 2.0；

• Validium ：数据链下保存、零常识证明。运用团队包含 Starkware、Matter Labs zkPorter；

• Plasma ：数据链下保存、诈骗证明。运用团队包含 OMG Network、Matic Network、Gazelle、Leap DAO；

• State Channels: 运用团队包含 Connext、Raiden、Perun.

需求重点指出的是，侧链计划由于其一致安全性没有继承 L1，所以咱们并不以为侧链归于 L2 计划。

在很多计划中，Rollups 正逐步取得市场的认可，成为以太坊最牢靠的扩容处理计划，一方面该计划直接继承了 L1 的一致机制和安全特性，另一方面它也不会损害 L1 的安全性和主权。事实上，Vitalik 直抒己见的说过，Rollup 是以太坊长期扩容处理计划中可以最快被完成的一个。而 Rollups 的两种计划 Optimistic Rollups 和 ZK Rollups 最大的差异是它们分别运用了诈骗证明 (fraud proofs) 和有效性证明 (validity proofs) 来确保 batches 里的后状况根 (post-state root) 的正确性。

关于 Rollups 计划而言，怎么将财物从 L1 存入 L2，再从 L2 提回 L1，更进一步的，怎么从一个 L2 网络提取到另一个 L2 网络，是一个核心问题，咱们将承担这一职责的基础设施称为桥（Bridge）。

原生桥完成

咱们研讨了当时干流的 Rollup 计划的原生桥完成原理，并从 Optimistic 和 zkSync 计划中各选取一个代表，进行比照。

Arbitrum

Arbitrum 协议运用其 L1、L2 之间的通讯才干，理论上可以无须信任的将恣意方法的以太坊财物（包含 Ether、ERC20、ERC721 等）在 L1、L2 之间搬运。当将财物从 L1 转入 L2 时，财物被存入一个 L1 上的 Arbitrum 桥合约中，之后一笔相同数量的财物在 L2 上被铸造并存入指定地址；而将财物从 L2 转回 L1 时，财物将在 L2 上被毁掉，随后等量的财物将在 L1 的桥合约中变为可用。此外，从 L2 赎回财物到 L1 时，有一个要害性的差异是，用户发送买卖后，必须等待一个应战期的结束，才干终究在 L1 上履行。这是由 Optimistic Rollup 安全模型决定的。

值得注意的是，官方主张运用「可重试收据 Retryable Tickets」机制进行 L1、L2 之间的通讯。可重试收据的运作方法大致如下：L1 向 L2 建议的买卖首先被存入 inbox 中，并顺便 calldata、callvalue、gas info 等买卖参数。当这笔买卖初次履行失利后，它将被放入 L2 的「重试缓冲区（retry buffer）」中，这意味着在一段时刻内（一般为一个应战期，即大约一周），任何人都可以经过从头履行这笔买卖来赎回收据。L2 至 L1 的重试买卖没有时刻约束，争议期结束后的任何时刻点都可进行。

这种机制规划首要是为了应对这样的场景：当某个用户期望将某笔 token 从 L1 存入 L2，首先会将这些 token 存入 L1 的桥合约中，一起在 L2 上铸造等量的 token。假设 L1 上的买卖现已完成，但是 L2 上的买卖却由于手续费缺乏失利了，这会导致一个严重问题：用户在 L1 上的 token 现已转出，但是在 L2 上却没收到 token，实际上，这些 token 被锁在了 L1 的合约里。经过可重试收据机制，用户（或许其他任何人），可以在一周内，运用满足的手续费从头履行这笔买卖，并终究在 L2 上取得 token。

以下是 Arbitrum 原生桥的根本过程：

L1 ->L2

1. 用户从 L1 建议 Deposit 买卖

2. 财物存入 L1 合约，买卖被批量存入 Inbox 中

3. 买卖在 L2 被履行，铸造财物转入指定地址

4. 假如买卖失利，则买卖被存入 L2 的重试缓冲区，用户可以在一个应战期内建议重试

L2 -> L1

1. 用户在 L2 建议 Withdraw 买卖

2. L2 链将在必定时刻内收集到的买卖打包，生成默克尔树，并将根节点作为 OutboxEntry 发布到 L1 的 Outbox 中

3. 用户或许任何人可以对根节点和买卖信息进行默克尔验证

4. 应战期结束后，用户即可在 L1 完成买卖，假如买卖失利，则用户可以建议重试。

zkSync

在桥完成上，zkSync 和 Arbitrum 相比，首要的差异在于 Withdraw 时，对买卖的验证采用了根据零常识证明的有效证明，而非诈骗证明，其根本过程为：

L2—>L1

1. 用户在 L2 建议 Withdraw 买卖：将买卖数据编码为字节串，并运用正确的 zkSync 私钥对该字节串进行签名，并为买卖描绘生成 Ethereum 签名或供给 EIP-1712 签名，经过相应 JSON RPC 方法发送买卖

2. 发送买卖到 L1：买卖进入 zkSync operator 创立的区块，并发布到 L1 上的 zkSync 智能合约中

3. 对区块进行验证：若干分钟后，证明该区块正确性的 ZK proof 将生成，该 proof 会经过一个验证买卖发布到 L1 上，直到这个验证买卖完成，Withdraw 买卖完成。

可以发现，在退出时刻上，zk Rollup 计划明显优于 Optimistic Rollup 计划，但由于 zk Rollup 要完成完全兼容 EVM 尚需时日，所以估计 Optimistic Rollup 仍然会成为前期干流 L2 计划。也正因而，运用第三方桥来处理 Optimistic Rollup 退出期太长的问题，来带给用户更好的运用体会，成为一些团队努力的方针。

Degate Bridge 规划理念和完成原理

DeGate Bridge 的方针是在 Rollup 生态早期可以帮助以太坊财物迁移门槛最大程度的降低，服务根据以太坊 Rollup 的二层基础设施的运用大规划落地。咱们以为在现阶段基础设施条件下，优异且满足好的流动性处理计划需求具备 :

榜首，可以经过市场方法对不同层的流动性分布进行主动调理。

第二，可以完成资金效率最大化的 0 资金冻结的非预付计划。

第三，最低的 Gas 耗费和最优的用户体会也至关重要。

DeGate Bridge 根据优化安稳币 AMM 曲线和买卖市场的方法完成跨层财物搬运的快速通道，受限于供给 L2 状况的预言机的咱不完善，首期的 DeGate Bridge 将经过中心化保管财物的方法完成，当以太坊 L2 上呈现成熟的预言机服务后，DeGate Bridge 将转向以去中心化的方法完成财物的桥接。

Bridge 计划比照

在这一末节中，咱们将对已上线出产或许测验网的原生 Bridge 和 Degate Bridge 进行实测，并首要调查以下几项方针：

• 上下桥 Gas 费用；

• 上下桥时效性；

• 操作复杂度；

咱们在测验中统一运用 ERC20 代币而非 ETH （ETH 无须 Approve，且手续费更廉价），一起咱们按 ETH 价格 $4000，Gas Price 为 100Gwei 对手续费进行拟合。

终究比照成果如下

Withdraw 手续费核算方法说明：

• Optimism(SNX)：提币操作会聚合多笔买卖，按总手续费除以买卖笔数核算

• Arbitrum (Testnet)：二层费用不计，只核算一层买卖耗费 Gas 费

• zkSync：费用在二层以多种 token 付出，经过一层到账买卖核算大概成本

• Degate Bridge：费用在二层以多种 token 付出，经过一层到账买卖核算大概成本

经过比照可见：

• 时效性：Optimistic Rollup （包含 Optimism 和 Arbitrum）的下桥时刻遍及需求 2 天-1 周，体现较差，Degate Bridge 的体现较好，挨近即时；

• Gas 费用：Optimism 体现最差，Degate Bridge 的手续费耗费最少，特别是还节省了 Approve 的手续费；

• 操作复杂度：Degate Bridge 可以在无需用户 Approve 的情况下直接买卖，对用户体会更加友好；

展望

咱们相信 Layer2 和以太坊 2.0 的相继落地，将有时机成为以太坊的二次增加曲线，使以太坊进化为承载数万亿美元规划的经济带宽。而 L2 Bridge 将作为区块链基础设施之一，在这一进程中发挥重要的作用。

撰文：DeGate

视野开拓

第一，跨国运作的各种公司应该形成一种联合机制，在既有的国际经济治理已经失效之处，发展出自治性的组织，我姑且称之为“商会同盟”。同盟中需逐渐商谈、演化出可被普遍接受的行为规则。实际上，相关方面的行为规则已经有不少，但它们并未获得自觉，也就无法被系统化地整合为一个体系，而更多地作为零散、偶然性的存在。未来，各种公司、商人应该朝向这样一种同盟及“规则自觉”的方向迈进。 第二，这个商会同盟应该设立执行委员会和仲裁机制。之所以设立的不是司法机制，是因为商会同盟无法拥有强制执行权，否则它就变成某种意义上的国家了。而仲裁无须强制执行，只是提供第三方裁判权，从而为争议双方提供一种正当性的判准，商会同盟就可以完成这种工作。这和瑞典的斯德哥尔摩商会仲裁院的功能有些类似，但商会同盟很可能会基于新的技术和经济逻辑发展出一种新的仲裁机制。争议双方应自动履行仲裁裁决，如果有一方拒绝履行，商会同盟的执行委员会便有权发出警告、进行罚款，乃至将其开除出同盟。 第三，开除出同盟之所以会有实质威慑力，应当是因为同盟资格会为成员带来一系列商业上的好处。包括在同盟内更便捷的融资渠道、更低的交易成本，以及对用户而言更高的品质和信誉的象征一一最后一点尤为重要。对品质和信誉的追求应当是商会同盟的道德基础所在，只有具备了道德基础，同盟本身才是可持续的，对于同盟外成员オ是有吸引力的。由此，商会同盟可能是新的技术条件下新的商业伦理的孕育之所，它可能会发展为一个商业一伦理共同体。 第四，商会同盟可以通过一系列制度设计，形成资本额与投票权之间的比例关系，从而克服现有多边组织中权责不对等的困境。由于商会同盟的伦理性出自实践世界中商人自治的过程，而且会通过仲裁机制不断自我净化，可以克服现有多边组织中价值观不连贯的困境。如此一来，商会同盟便应具有一种中立性。-《溢出》