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。
一、?Rollup蓄势待发
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DeFiLayer2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MatterLabs的zkSync方案作为扩容选择。
OffchainLabs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AndreessenHorowitz，将于三月份上线主网。
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。
Scroll基金会与Chainlink Labs达成合作关系:金色财经报道，基于zkEVM的zkRollupScroll基金会宣布正在与 Chainlink Labs 合作，为 Scroll 的开发人员提供 Chainlink Web3 服务。Scroll 已加入Chainlink SCALE （第 1 层和第 2 层启用的可持续 Chainlink 访问）计划，以帮助促进其以太坊原生zkEVM扩展解决方案的采用。[2023/8/23 18:16:18]
zkSync项目的创始团队MatterLabs?也公开了A轮融资的信息，“联合广场风投领投该轮，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、CoinbaseVentures、火币、路印、Argent、MYKEY、imToken、Flexa、MoonPay、ripio、ZKValidator、CoinGecko”。MatterLabs表示，zkSync将于今年支持图灵完备的智能合约。
二、Rollup导致生态割裂
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：
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？
Optimism推出新去中心化Rollup基础架构Bedrock:5月20日消息，以太坊二层网络Optimism宣布推出去中心化Rollup基础架构Bedrock，该架构尽可能重用了以太坊的代码、基础设施和设计模式，并表示“EVM等效”已是过去时，Bedrock带来的是“以太坊等效”。Optimism表示，Bedrock将作为交互式故障证明系统Cannon的基础架构进行发布，其优势包括交易费用降低、最大吞吐量提升、节点同步速度提高。[2022/5/20 3:30:26]
现在以太坊上会有很多用户体验方面的挑战。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？
三、Vitalik提案：如何实现跨Rollup转账
几天前以太坊联合创始人VitalikButerin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RollupA上的一些代币，换成RollupB上的另外一些代币。假设存在两种情况：
RollupA和RollupB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:SendTokensAcrossRollups(Hop:跨Rollup发送代币)"，地址见：https://ethresear.ch/t/hop-send-tokens-across-rollups/8581。
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RollupB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。
跨?Rollup转账的基本场景
“假设有一个交易中介，名为Ivan。Ivan在RollupA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。”
安永已开源以太坊二层方案Nightfall 3，采用ZK-Optimistic Rollup机制:7月2日消息，安永宣布推出并开源以太坊二层方案c，Nightfall 3采用ZK-Optimistic Rollup机制，将零知识证明（ZK或ZKP）与处理交易验证的新模型相结合，以提高效率并降低交易成本。ZK-Optimistic Rollup为了确保只有正确形成的第二层区块被纳入最终的区块链记录，从经济上激励用户挑战不正确的区块，当提出挑战时，智能合约对挑战的准确性进行仲裁，奖励正确的挑战，并删除不正确的第二层区块。（Prnewswire）[2021/7/2 0:22:54]
设想有如下的操作：
Alice向?RollupA上的??IVAN_A账户发起一笔交易，转账到RollupB上的账户：ALICE_B。
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RollupB上完成。只需要让RollupB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。
通俗来说，通过技术方式能够确保用户Alice在RollupA上交易确认之后，可以有方式安全的在RollupB上领取到对应的资金，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RollupB上的合约IVAN_B的规则了。遵从下面的设定：
V神提出跨Rollup扩展方案以实现L2项目相互通信:3月3日消息，近日V神于社区论坛提出了一种针对特定类型的跨Rollup扩展的解决方案，以连接第二层扩展项目。根据该方案，虽然目前有许多项目已经部署了第二层Rollup方案，但问题在于各种二层项目不能直接在L2上实现相互通信。V神提议使用Rollup在两个支持智能合约的协议之间进行传输。假设一个rollup可以处理简单的事务，而另一个则具有完全的智能合约支持特性。为确保未来交易的安全，智能合约将被编程为接受“备忘录”，其中包括任何人向它发送的额外数据。事务将创建一个连接层，在所有这些隔离的合约中保存存款，允许rollup A通过该层发送到rollup B。针对该方案，Alon Muroch表示该方案就像银行之间的交易清算一样。将资产批量分配到单独的“账户”中可能会有限制，但两端都设置一个大池，并按比例分摊费用可以是一种解决方案。（Cointelegraph）[2021/3/3 18:10:05]
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，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RollupB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RollupA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RollupA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RollupB，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
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RollupA向RollupB转账，需要通过Ivan在RollupB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。
V神：以太坊游戏项目绝对应该为短期扩容考虑rollup:金色财经报道，以太坊创始人V神在推特表示，以太坊游戏项目今天绝对应该为短期扩容考虑rollup。 他们确实需要便宜的交易，并且使用高实验性的技术更加安全，因为质押的价值要低得多。[2020/6/25]
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RollupB向只支持普通转账的RollupA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RollupA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。
四、Hop的跨Rollup转账方案
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?chriswhinfrey1月24日在ETHResearch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：
Hopprotocol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，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RollupA转账100个BTC到RollupB上自己或者他人的账号中，那么，就有如下的过程：
首先，在RollupA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，RollupB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RollupB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。
五、还有没有其他方案？
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OptimisticRollup的方案开始，后续扩展升级，支持ZKRollup），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。
MaticNetwork品牌重塑：Polygon
Polygon原名为MaticNetwork，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MaticPlasma、zkRollups、OptimisticRollups、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MaticPoS链。
MaticNetwork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，MaticPos链和MaticPlasma方案已上线，而目前还未支持zkRollup和OptimisticRollup，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/
六、??小结
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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