“谁能扛起跨 Rollup 交互的大旗？
三月将会是 Rollup 扩容方案的高光时刻。从进度看各个?Rollup 方案已经蓄势待发，有些方案已经明确将会在 3 月上线，而 Rollup 扩容方案的上线，将会为行业带重大影响。
但由于?Rollup 之间难以互通，这就造成了以太坊生态的割裂，不同协议之间难以实现协同性，对 DeFi 非常重要的可组合性也将支离破碎。那有没有办法解决这个问题呢？
今天聊一聊几种想要解决跨 Rollup 交互问题的方案，看看如何将不同 Rollup ?Layer2 扩容方案连接起来，保持协议间的可组合性和协同性。
之前我们已经介绍了 Optimism、ZkSync、Arbitrum 以及 StarkEx 这四种主要的Rollup 扩容方案，这里再进行简要叙述，以作为背景。
四种 Rollup 方案的详细内容，可以点击查看：《四种主流 Rollup 方案及热门 DeFi Layer 2 进展盘点》。
不同的 Rollup 方案和 DeFi 协议的选择
目前四种主要?Rollup 扩容方案各自都吸引到了一批生态用户，其中：
Optimism 吸引了来自 Uniswap、Compound 的目光，更是在主网预启动之后，得到了合成资产交易平台 Synthetix 的深度参与。
Curve、StablePay、GitCoin 采用或计划采用 Matter Labs 的 zkSync 方案作为扩容选择。
Offchain Labs 所创建的 Arbitrum，有多个 DeFi 项目已开始测试或有计划使用，包括 Bancor、Bounce、DODO、麦子钱包、Burgerswap、Hop、MCDEX 和 Swapr 等。
StarkEx 一边，也不乏战友。去中心化合约交易平台 dYdX 会使用 StarkEx 所支持的 Layer2 网络，还有 Paraswap，DeversiFi 等应用，也会使用 StarkEx 的方案。
各 Rollup 扩容方案进展如何？?
Optimism 二月份宣布完成 A 轮融资， 领投方为 Andreessen Horowitz （a16z），将于三月份上线主网。
Charles Hoskinson：Cardano对ZK-rollups有一个“美丽计划”:4月15日消息，Input Output首席执行官Charles Hoskinson在最近AMA活动中被问到为什么Cardano区块链没有涉及ZK-rollups，他回应称Cardano对ZK-rollups有一个“美丽计划”，应该会与Midnight有很大关系，更多细节将在后续公布。Midnight是隐私为中心的Cardano侧链，专注于保护敏感的商业和个人数据、开发者和个人数据，分析认为虽然Charles Hoskinson没有详细说明Cardano区块链将如何使用ZK-rollups，但提及Midnight可能与安全验证链上数据有关。（cryptoslate）[2023/4/16 14:06:00]
Arbitrum 由学术性研究计划而肇始，在计划进入商业化阶段时，曾申请专利。团队近日表示，在征得普林斯顿大学同意后，考虑到项目进入社区成熟阶段，将放弃专利。Arbitrum 也公告主网处于即将上线阶段。
zkSync 项目的创始团队 Matter Labs ?也公开了 A 轮融资的信息，“联合广场风投（USV）领投该轮，此前的投资者 Placeholder、1kx 和 Dragonfly 继续参与本轮，除此之外还有 zkSync 的生态合作方参与了投资，其中包括 Aave、Balancer、1inch、Curve、Binance、Coinbase Ventures、火币、路印、Argent、MYKEY、imToken、Flexa、MoonPay、ripio、ZKValidator、CoinGecko”。Matter Labs 表示，zkSync 将于今年支持图灵完备的智能合约（Solidity）。
大多数 DeFi 协议都是基于智能合约而创建的，这些智能合约部署在 Layer1 的以太坊上，并通过各自的方式，连接到自己的 Layer2 网络。
对用户来说，将资金存入智能合约，开始使用这些 Layer2 网络，智能合约会记录所有的交易变化，用户在 Layer2 网络上使用，能提升效率，降低成本。
但是如果 Synthetix 和 Uniswap 分别存在于不同的 Layer2 网络上，那么彼此之间可能就处于各自的孤岛，如何交互会成为问题。
如何让不同的扩容方案连接起来，保持 DeFi 协议最为人所知的可组合性和协作性？?
在币乎社区的一次线上 AMA 中，Vitalik 提到了目前 Rollup 等 Layer2 方案需要解决的两个问题：
Cardano生态ZK-Rollup扩容项目Orbis宣布停止运营:11月24日消息，基于Cardano的二层ZK-Rollup扩容解决方案Orbis发推称，由于资金有限和不确定的条件，Orbis Labs无法继续建设，该项目已经停止。NFT已暂停，直至另行通知，届时将为核心ZK-Rollup解决方案制定后续计划。
Orbis表示正在制定一个长期的项目计划。目前Orbis Labs Github组织将保持开源，并对外部贡献者开放。[2022/11/24 8:04:13]
以太坊的社区很多应用喜欢调用智能合约，比如 DeFi 的项目。但目前的 ZK ?Rollup 不支持智能合约，只支持发币、交易币等简单的应用。这是第一个问题。当我们有支持完整 EVM 的 Rollup 的时候， 我觉得会有更多的用户搬到 Rollup。
现在 Rollup 相关的基础设施生态还不多。比如我们还没有解决不同的 Rollup 之间交易的问题。如果我有一些币在 ZKsync 怎么把币搬到路印？首先需要把币从 ZKsync 的二层提取到以太坊底层，然后再转移到 Loopring 的二层账户。如果这样做了，交易费会不会特别高？
现在以太坊上会有很多用户体验方面的挑战（问题）。但我觉得6个月之后很多这些问题都会解决。?
那么如何解决？
几天前以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 提了个想法，将不同的第二层扩展解决方案连接起来，这样它们就可以相互“交谈”，以保持 DeFi 协议的可组合性和协同性。
假设存在两个 Rollup：A 和 B。用户 Alice 想要将 Rollup A 上的一些代币，换成 Rollup B 上的另外一些代币。假设存在两种情况：
Rollup A 和 Rollup B 都能够支持合约
只有一个 Rollup 支持智能合约，另一个 Rollup 只支持简单的转账。
第一种情况，社区也有一份提案，名为 "Hop: Send Tokens Across Rollups(Hop: 跨 Rollup 发送代币)"，地址见：https://ethresear.ch/t/hop-send-tokens-across-rollups/8581。
GameStop前区块链负责人加入基于zkRollup的以太坊二层网络TAIKO:9月28日消息，GameStop 前区块链负责人 Matt Finestone 加入基于 zkRollup 的以太坊二层网络 TAIKO。此前报道，9 月 13 日，GameStop 的区块链负责人 Matt Finestone 在社交媒体上表示，他将离开 GameStop 区块链负责人的职位。[2022/9/28 5:57:32]
Vitalik 的提案，针对第二种情形，即：如果 RollupA 只支持简单的转账交易，而 Rollup B 支持智能合约。
V 神提议，有一种简单的方法，可以将这些各自孤立的合约网络连接起来。
“假设有一个交易中介，名为 Ivan（当然有很多中介可以选择，这里只是举例）。Ivan 在 Rollup A 上有一个帐户 IVAN_A (他完全控制该帐户)。Ivan 也有一些资金存入到 Rollup?B 上的智能合约 IVAN_B 中。”
设想有如下的操作：
Alice 向?Rollup A 上的 ?IVAN_A 账户发起一笔交易，转账到 Rollup B 上的账户：ALICE_B。（Alice 在?Rollup A 上转给?IVAN）
Ivan 能怎么办呢？他会通过 IVAN_B 账户，发送一笔交易，将扣除了手续费之后的代币数量，发送到 ALICE_B 这个账号中。
在第一步之后,第二步可以立即进行。如果 Ivan 证明第二笔交易跟第一笔交易之间的差异非常小，那么甚至可以在合约里设置规则，允许收取更高的费用。
“最坏的情况”是 Ivan 没有像预期的那样向 ALICE_B 发送代币。在这种情况下，Alice 可以等待 Rollup?A上的交易确认，然后通过其他途径获得 Rollup?B 上的代币用来支付跨 Rollup 传输的手续费，然后她自己就可以 claim，获得资金。
按照 V 神的解释，用户 Alice 可以直接在 Rollup B 上完成。只需要让 Rollup B 可以获得在前一 批 Rollup 记录之前的 L1 上的相应 hash 记录，然后 RollupB 就能够记录下来 Merkle 分支，能够在 Rollup 里验证。
Gemini赞助比特币核心开发者Dhruv Mehta和Jarol Rodriguez:加密货币交易所Gemini宣布通过GeminiOpportunityFund基金赞助比特币核心开发者DhruvMehta和JarolRodriguez，赞助将用来提高比特币网络的可扩展性、安全性和可持续性。其中，Gemini与SquareCrypto和人权基金会共同对DhruvMehta进行了赞助，后者将提高比特币网络节点安全性；对JarolRodriguez的赞助是直接通过GeminiOpportunityFund进行的。JarolRodriguez最近加入了ChaincodeLabs研究小组，将改进比特币网络的图形用户界面。[2021/6/8 23:20:47]
通俗来说，通过技术方式能够确保用户 Alice 在 Rollup A 上交易确认之后，可以有方式安全的在 Rollup B 上领取到对应的资金（支付了手续费之后），避免因为其中某一个或者几个交易中介出现问题，导致资金受损。
无论这个交易中介 Ivan 是谁，为什么别人会选择转给他代币，这些可以暂时不管；这里的含义是，存在连接层，让存入到各类孤立的 Layer2 智能合约上的资金保持同步，实现跨 Rollup 转账的功能。
具体的实现细节，可能要了解在 Rollup B 上的合约 IVAN_B 的规则了。遵从下面的设定（为便于理解有所删减）：
如果任何人发起一个交易，发送若干数量的比特币到 IVAN_A 这个账户（存在 Rollup A上），在 memo 中，包含了目标地址的信息。那么，在若干时间之后，他们可以向合约 IVAN_B 发送一笔交易，该交易包含了转账的证明，该证明能够将对应数量的比特币提到在 Rollup B 上的目标地址之中。
提款要经过一些延迟(例如，1天的时间)，是为了确保对应的转账批次和索引可以记录到 Rollup A 的 Layer2 网络之中。
当 Ivan 在 IVAN_A 收到资金时，他可以自己将代币发送到目标地址。他可以通过 IVAN_B 合约发送交易。
在这种情况下， Ivan 充当了结算商的角色，可以收取一定的转账手续费，让 Rollup A 这个只支持简单转账交易的Layer2 网络，和可以支持智能合约交易的 Rollup B，能够连接起来。而通过转账证明、Merkle 索引等方式，也确保用户资产能够在转移过程中不会遇到损失。
结算商充当了跨 Rollup 转账的协作角色
Loopring首席技术官：zkRollup拥有以太坊层级的安全性:金色财经报道，在今日OKEx矿池与以太坊中国社区主办的ETH 2.0 AMA中，Loopring首席技术官Steve Guo表示，zkRollup是一种用于以太坊的可扩展性方案，通常是被定义为Layer 2的解决方案。它能处理更多交易，更快速并且成本更低。它在链下批量执行所有计算，并且只向以太坊提交一个小的零知识证明（不能是伪造的证明）进行验证。由于以太坊会验证这些证明，并且存储足够的数据来准确判断链下账户的状态，因此zkRollup拥有以太坊层级的安全性。零知识证明框架目前有好多种，路印协议最终选定了zkSnark作为背后的零知识证明框架，主要是因为zkSnark的证明数据大小是目前最小的，这就意味着链上成本能做到最低，同时生成证明所必须的链下计算成本也不高，技术框架本身也已经过ZCash多年的实践考验过的。整个方案的关键点就在于：区块链上只是负责存储数据和验证零知识证明，其余的计算处理都是通过在链下更改Merkle树的方式来实现，从而极大的减小对区块链资源的消耗，提升区块链的整体性能。又因为链下部分有链上验证的辅助，所以也能确保链下处理资产的安全性和正确性。从而达到在不牺牲区块链带来的安全前提下，提升区块链的整体性能。[2020/6/17]
Ivan 自己也需要进行内部结算，毕竟有可能在某个 Rollup 上会耗尽资金。比如，用户一直在通过 Rollup A 向 Rollup B 转账，需要通过 Ivan 在 Rollup B 上的储备资金转给用户所指定的地址。这时候 Ivan 这类交易中介，就需要进行内部结算了，也因此这提案的限制，会要求 Ivan 这类中介商持有大量的资金在账户之中，以便服务用户需求。
我们用法币举例，或许能更好理解。如果你从工商银行向建设银行的卡转账，尽管 ATM 机上显示立即变更了，但是实际的结算过程是每天进行一次，只有在工行结算后，才将实际的资金转给建行，更具体来说，是通过在央行的结算账号之间进行的。
同样的，从支持智能合约的 Rollup B 向只支持普通转账的 Rollup A 发起转账交易，也是类似的操作。
Alice 发送代币至合约账号 IVAN_B, 并附上了目标地址；
若干时间之后，Alice 可以将资金取回；
不过如果中间 IVAN 这个中间商能够提供证明至智能合约 IVAN_B, 附上链上的转账记录等信息，证明自己已经将资金在 Rollup A 上转给了 Alice，那么，Alice 就不能再取回资金了。这时候，跨 Rollup 转账完成。
至此，我们大致理解了 Vitalik 提案之中所提到的跨 Rollup 转账原理，并且只需要其中一个 Rollup 支持智能合约即可实现，主要引入了 IVAN 这一中间商来支持跨 Rollup 转账。
至于如何设置限定，避免中间结算层的资金不足和浪费、以及转账的 Memo 应该如何设定等技术细节，可以查看 Vitalik 的提案所述: https://ethresear.ch/t/cross-rollup-dex-with-smart-contracts-only-on-the-destination-side/8778。
上文中，我们还提到过另外一个场景：两个 Rollup，比如 ZKSync 和 Optimism，都支持智能合约，那么如何实现跨 Rollup 交互？
Hop 团队成员 ?chris whinfrey 1 月 24 日在 ETH Research 论坛发了一篇帖子，介绍 Hop 如何跨 Rollup 进行去中心化的代币转账。
内容如下：
Hop protocol 提供了去信任、可扩展的跨 Rollup 通讯桥。致力于：?
快速轻松实现跨 Rollup 代币转移
可以快速从 Rollup 中退出
最终实现跨 Rollup 合约调用的功能
在 Hop 团队看来，对于解决跨 Rollup 可组合性问题，他们提供了广泛的解决方案，通过双管齐下的方式实现：
创建一个跨网络桥接代币，可以快速而经济地从一个 Rollup?移动到另一个 Rollup?，或者在 Layer1 上创建，支持领取对应的底层资产。
使用自动做市商（AMM) 在每个 Rollup 上的每个桥接代币和其对应的代币之间进行交易，以便动态定价，并让整个网络的流动性再平衡。
换句话说，借助于一个锚定代币（比如 Bridge），在多个 Rollup 上都有部署，也可以在 Layer1 的以太坊网络上部署并支持 Layer1 跟 Layer2 ?的 Rollup 上的 Bridge 代币的1：1锚定兑换。
如果用户想要从 Rollup A 转账 100 个 BTC 到 Rollup B 上自己或者他人的账号中，那么，就有如下的过程：
首先，在 Rollup A 上，通过 AMM 将这 100 个 ETH 兑换为 Bridge_A 代币，即桥接代币；
交易确认之后，Rollup B 上通过 AMM 将 Bridge_B 代币兑换为 100 个 ETH 代币，然后转给用户所指定的在 Rollup B 上的对应地址；
由于 Bridge_A 和 Bridge_B 都是同样的代币，只是起到了跨 Rollup 桥接的作用，他们的比值是 1:1 锚定的。如果有价值波动，套利者会进行无风险套利，搬砖搬平差价。
Hop 目前已有测试网上线
https://hop.exchange/send。
除了上述方案之外，Celer 跟 Matic ?Network 的方向我们也一并聊聊。
Celer 的 Layer2 方案：原地扩容
国产 DeFi 项目 Celer 提出了个新的思路，称为“原地扩容”，原地的意思就是，让 DeFi 项目继续在 Layer1 即可，不需要专门去 Layer2 另外部署专门的版本，即可通过 Celer 的方案--Layer2.finance, 实现扩容。
根据 Celer 团队的介绍，在该场景下，用户的资产存放在 Layer2 链上(Celer 从基于 Optimistic Rollup 的方案开始，后续扩展升级，支持 ZK Rollup），然后用户发送指令，告诉 Layer2.finance 协议自己的操作要求，指明将自己的多少资金、存放到哪些 DeFi 协议中，比如 Curve、AAVE、Compond 等位于以太坊 Layer1 网络上的 DeFi 协议。
通过这种方式，Layer2 充当了命令代理，用户存储资产 + ?发送指令即可，而具体的业务逻辑，则仍然是交给了 Layer1 上的 DeFi 协议执行。而不同用户的命令，可以通过合并交易的方式，更经济的与 Layer1 合约交互。
该方案预计在3月份上线。
Matic Network 品牌重塑：Polygon?
Polygon 原名为 Matic Network，则走了另外一条路，定调为 Layer2 聚合器，通过两种方式实现扩容：
依赖以太坊网络，借助对应网络上的验证者，并支持 Matic Plasma、zkRollups、Optimistic Rollups、Validium 等方案。
建立自己的子链体系和独立的验证节点，自行负责自己的安全性。这一方向，目前已经上线的是 Matic PoS 链。
Matic Network 升级之后的方案走得更远，除了依托现有生态之外要独立建立自己的生态体系，所付出的努力也要更多。据统计，目前有 80 多个 DApp 部署在 Polygon 上，涵盖 DeFi、NFT、游戏等领域。
按照当前的进展，Matic Pos 链和 Matic Plasma 方案已上线，而目前还未支持 zk Rollup 和 Optimistic Rollup，这些方案会在未来上线。限于篇幅，对 Polygon 不再展开。Polygon 链接见：https://polygon.technology/
三月份会很热闹，Arbitrum、Optimism 的主网上线，标记着我们目前处在 Rollup 等 Layer2 方案的爆发前夜。Layer2 方案争夺用户的举措，会成为三月份以及上半年的一大母题。
而不同 Layer2 (具体来说 Rollup）之间如何兼容，避免破坏 DeFi 的协作性？目前见到的这几个方案，其实也都在摸着石头过河。Vitalik 的提案，Hop 的实现，以及 Celer 的创意，或许能够解决各自设想中的问题，但是跨 Rollup 实现 DeFi 的调用组合，仍然是个摆在前方的大难题。
另一方面，最近 Sushi 等协议在多条链上部署的动作，或许预示了另外一种可能性，跟 Hop 方案之中所提到的类似，借助于 AMM + 协议自身代币的方式，或许许多 DeFi 协议会先尝试在内部打通不同 Layer2 网络及 Layer1 之间的隔阂，形成闭环。
也许未来随着更多 DeFi 加入 Layer2 的行列，更广泛意义的 DeFi 聚合器巨无霸将会出现，现在还只是刚刚开始，读者朋友们不妨多想想多看看。
参考资料：
https://mp.weixin.qq.com/s/2HYIsxnUaovKYs19xQ_KbQ
https://www.trustnodes.com/2021/03/02/vitalik-buterin-proposes-cross-rollup-scaling-solution
https://www.chainnews.com/articles/872971457746.htm
https://hop.exchange/whitepaper.pdf
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