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ipfs矿机合租(www.ipfs8.vip):以太坊 Layer 2 资产桥方案剖析:Arbitrum、zkSync 与 DeGate Bridge

admin2021-05-2923

以太坊自 2015 年降生以来,快速发展为最活跃、最忙碌的区块链,无论是从应用的厚实性、链上的资产规模照样从生意量、平安性等指标看,以太坊都是当前无可争议的公链之王。而随着以太坊生态的快速生长,稀奇是 DeFi 的彻底引爆,导致原本设计的吞吐量严重不足,凭证 etherscan.io 的逐日生意数据统计,当前以太坊 TPS 在 17 左右(合约操作占对照大降低了这一数值),动辄几十甚至上百美元的 Gas 费和超长的生意守候时间成为限制以太坊生态进一步蓬勃生长、进入主流天下的主因。

耐久以来,整个以太坊社区都在为解决吞吐量和高昂手续费问题而起劲,其中一个主要解决方案即以太坊 2.0,它将大幅增添每秒生意数目,并将最快于 2021 年底宣布;而如 EIP-1559 提案,则希望对生意手续费计费方式举行调整,来变相到达降低 Gas 用度的目的。

与此同时,有一个声音泛起了:真的有需要将所有生意都放在主链上盘算处置么?

Layer2 简介

将本应在以太坊主链即 Layer 1 (L1)上处置的生意,转移到 Layer 2 (L2)上处置,随后再将效果从 L2 传回 L1 确认,我们将这种解决方案称为以太坊 Layer 2。L2 的理论 TPS 到达了 2000-4000,这已经逾越了 Visa 的处置能力——每秒 1700 笔生意。因此,许多人以为 L2 方案是以太坊赢得主流用户的要害。

现在存在的 L2 方案,主要包罗以下几个:

需要重点指出的是,侧链方案由于其共识平安性没有继续 L1,以是我们并不以为侧链属于 L2 方案。

在众多方案中,Rollups 正逐步取得市场的认可,成为以太坊最可靠的扩容解决方案,一方面该方案直接继续了 L1 的共识机制和平安特征,另一方面它也不会损害 L1 的平安性和 *** 。事实上,Vitalik 直言不讳的说过,Rollup 是以太坊耐久扩容解决方案中可以最快被实现的一个。而 Rollups 的两种方案 Optimistic Rollups 和 ZK Rollups 最大的区别是它们划分使用了诓骗证实 (fraud proofs) 和有用性证实 (validity proofs) 来确保 batches 里的后状态根 (post-state root) 的准确性。

对于 Rollups 方案而言,若何将资产从 L1 存入 L2,再从 L2 提回 L1,更进一步的,若何从一个 L2 网络提取到另一个 L2 网络,是一个焦点问题,我们将肩负这一责任的基础设施称为桥(Bridge)。

原生桥实现

我们研究了当前主流的 Rollup 方案的原生桥实现原理,并从 Optimistic 和 zkSync 方案中各选取一个代表,举行对比。

Arbitrum

Arbitrum 协议行使其 L1、L2 之间的通讯能力,理论上可以无须信托的将随便形式的以太坊资产(包罗 Ether、ERC20、ERC721 等)在 L1、L2 之间转移。当将资产从 L1 转入 L2 时,资产被存入一个 L1 上的 Arbitrum 桥合约中,之后一笔相同数目的资产在 L2 上被铸造并存入指定地址;而将资产从 L2 转回 L1 时,资产将在 L2 上被销毁,随后等量的资产将在 L1 的桥合约中变为可用。此外,从 L2 赎回资产到 L1 时,有一个要害性的区别是,用户发送生意后,必须守候一个挑战期的竣事,才气最终在 L1 上执行。这是由 Optimistic Rollup 平安模子决议的。

值得注重的是,官方建议使用「可重试票据 Retryable Tickets」机制举行 L1、L2 之间的通讯。可重试票据的运作方式大致如下:L1 向 L2 提议的生意首先被存入 inbox 中,并附带 calldata、callvalue、gas info 等生意参数。当这笔生意首次执行失败后,它将被放入 L2 的「重试缓冲区(retry buffer)」中,这意味着在一段时间内(通常为一个挑战期,即约莫一周),任何人都可以通过重新执行这笔生意来赎回票据。L2 至 L1 的重试生意没有时间限制,争议期竣事后的任何时间点都可举行。

这种机制设计主要是为了应对这样的场景:当某个用户希望将某笔 token 从 L1 存入 L2,首先会将这些 token 存入 L1 的桥合约中,同时在 L2 上铸造等量的 token。假设 L1 上的生意已经完成,然则 L2 上的生意却由于手续费不足失败了,这会导致一个严重问题:用户在 L1 上的 token 已经转出,然则在 L2 上却没收到 token,现实上,这些 token 被锁在了 L1 的合约里。通过可重试票据机制,用户(或者其他任何人),可以在一周内,使用足够的手续费重新执行这笔生意,并最终在 L2 上获得 token。

以下是 Arbitrum 原生桥的基本步骤:

L1 ->L2

  1. 资产存入 L1 合约,生意被批量存入 Inbox 中

  2. 生意在 L2 被执行,铸造资产转入指定地址

  3. 若是生意失败,则生意被存入 L2 的重试缓冲区,用户可以在一个挑战期内提议重试

L2 -> L1

  1. 用户在 L2 提议 Withdraw 生意

  2. L2 链将在一准时间内网络到的生意打包,天生默克尔树,并将根节点作为 OutboxEntry 宣布到 L1 的 Outbox 中

  3. 用户或者任何人可以对根节点和生意信息举行默克尔验证

  4. 挑战期竣事后,用户即可在 L1 完成生意,若是生意失败,则用户可以提议重试。

zkSync

在桥实现上,zkSync 和 Arbitrum 相比,主要的区别在于 Withdraw 时,对生意的验证接纳了基于零知识证实的有用证实,而非诓骗证实,其基本步骤为:

L2—>L1

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  1. 用户在 L2 提议 Withdraw 生意:将生意数据编码为字节串,并使用准确的 zkSync 私钥对该字节串举行署名,并为生意形貌天生 Ethereum 署名或提供 EIP-1712 署名,通过响应 JSON RPC 方式发送生意

  2. 发送生意到 L1:生意进入 zkSync operator 确立的区块,并宣布到 L1 上的 zkSync 智能合约中

  3. 对区块举行验证:若干分钟后,证实该区块准确性的 ZK proof 将天生,该 proof 会通过一个验证生意宣布到 L1 上,直到这个验证生意完成,Withdraw 生意完成。

可以发现,在退出时间上,zk Rollup 方案显著优于 Optimistic Rollup 方案,但由于 zk Rollup 要实现完全兼容 EVM 尚需时日,以是预计 Optimistic Rollup 仍然会成为前期主流 L2 方案。也正因此,行使第三方桥来解决 Optimistic Rollup 退出期太长的问题,来带给用户更好的使用体验,成为一些团队起劲的目的。

Degate Bridge 设计理念和实现原理

DeGate Bridge 的目的是在 Rollup 生态早期能够辅助以太坊资产迁徙门槛最洪水平的降低,服务基于以太坊 Rollup 的二层基础设施的应用大规模落地。我们以为在现阶段基础设施条件下,优异且足够好的流动性解决方案需要具备 :

第一,能够通过市场方式对差异层的流动性漫衍举行自动调治。

第二,能够实现资金效率最大化的 0 资金冻结的非预付方案。

第三,最低的 Gas 消耗和最优的用户体验也至关主要。

DeGate Bridge 基于优化稳固币 AMM 曲线和生意市场的方式实现跨层资产转移的快速通道,受限于提供 L2 状态的预言机的咱不完善,首期的 DeGate Bridge 将通过中央化托管资产的方式实现,当以太坊 L2 上泛起成熟的预言机服务后,DeGate Bridge 将转向以 *** 化的方式实现资产的桥接。

Bridge 方案对比

在这一小节中,我们将对已上线生产或者测试网的原生 Bridge 和 Degate Bridge 举行实测,并主要考察以下几项指标:

  • 上下桥 Gas 用度;

  • 上下桥时效性;

  • 操作庞大度;

我们在测试中统一使用 ERC20 代币而非 ETH (ETH 无须 Approve,且手续费更廉价),同时我们按 ETH 价钱 $4000,Gas Price 为 100Gwei 对手续费举行拟合。

最终对比效果如下

Withdraw 手续费盘算方式说明:

  • Optimi *** (SNX):提币操作会聚合多笔生意,按总手续费除以生意笔数盘算

  • Arbitrum (Testnet):二层用度不计,只盘算一层生意消耗 Gas 费

  • zkSync:用度在二层以多种 token 支付,通过一层到账生意盘算也许成本

  • Degate Bridge:用度在二层以多种 token 支付,通过一层到账生意盘算也许成本

通过对比可见:

  • 时效性:Optimistic Rollup (包罗 Optimi *** 和 Arbitrum)的下桥时间普遍需要 2 天-1 周,显示较差,Degate Bridge 的显示较好,靠近即时;

  • Gas 用度:Optimi *** 显示最差,Degate Bridge 的手续费消耗最少,稀奇是还节约了 Approve 的手续费;

  • 操作庞大度:Degate Bridge 可以在无需用户 Approve 的情形下直接生意,对用户体验加倍友好;

展望

我们信托 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进曲线,使以太坊进化为承载数万亿美元规模的经济带宽。而 L2 Bridge 将作为区块链基础设施之一,在这一历程中施展主要的作用。

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网友评论

1条评论
  • 2021-06-07 00:06:24

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