Rollups 之間的無信任互操作性：概況、構建和挑戰
作者：MarshallVyletelJr.來源：1kx翻譯：善歐巴，金色財經介紹
Ethereum上的rollup數量出現了爆發式增長。根據L2Beat的數據，截至撰寫本文時，已有91個L2和L3上線，還有82個即將上線。因此，在流動性、用戶體驗和開發人員工具方面也存在大量碎片化。當前的互操作性解決方案還有待改進，因為它們依賴于第三方橋接器、外部包裝資產和意圖框架的組合，而每種解決方案都有各自的問題。
流動性橋通常是最大的Crypto黑客攻擊的目標（例如價值3.21億美元的蟲洞橋黑客攻擊）
外部包裝的資產并不受歡迎，數據顯示，只要有可能，人們更愿意以原生形式持有資產（例如，根據L2Beat的數據，規范橋接資產價值為220億美元，而外部包裝的資產僅價值30億美元）
意圖框架依賴于第三方，這些第三方需要一些不可忽略的信任，并收取額外費用以促進跨Rollup活動（例如，由于官方橋梁不規范，Degen鏈用戶損失了80%以上的Tokens）。中心化的意圖框架也意味著較低的競爭，這可能導致定價和性能不理想
在本文中，我們通過定義和討論分散的Rollup生態系統之間的六個級別的互操作性解決方案，調查了無信任互操作性前景。
我們從默認情況開始，即異步從源rollup提現到L1并手動橋接至目標rollup，最后以單個交易中跨rollup可組合性的假設架構結束。我們將探討每個級別的互操作性將如何影響用戶體驗、開發人員體驗、MEV潛力以及rollup本身（具體與基礎設施變化有關）。
本文主要討論Ethereum及其L2，并僅關注無需信任的互操作性。在這種情況下，“無需信任的互操作性”是指協議內通道，不需要第三方在大多數rollup已經需要的必要基礎設施之外促進傳輸。準備工作定義
從根本上講，無需信任的互操作性需要一些共享資源，任何兩個希望互操作的協議都必須能夠訪問這些資源。在EthereumL1的情況下，所有智能合約都存在于共享Ethereum完整狀態的同一環境中，因此它們將始終具有最高級別的互操作性。然而，L2僅通過單獨的橋接合約共享結算層，因此互操作性受到很大限制。
能夠推動我們在無信任互操作性階梯上前進的關鍵共享基礎設施組件是共享排序器、超級構建器和共享結算。這些共享層所開放的保證和新功能是相關的，但本質上是正交的。
共享序列器/超級建造者：主要提升速度和用戶體驗。
共享結算：無需外部包裝和協議內消息傳遞的資產交換。
首先，我們將定義引言中提到的六個無需信任的互操作性級別：
L1異步：
→通過匯總結算的L1進行手動資產轉移，實現互操作性。
原子包含：
→保證跨RollupBundle中的所有交易都將包含在該Bundle中涉及的每個Rollup的下一個塊中，或者都不包含在內。
共享結算：
→通過相同的橋接合約，多個rollup連接到L1。
原子執行：
→保證跨Rollup捆綁包中的所有交易都將包含在捆綁包中涉及的每個Rollup的下一個區塊中并成功執行，否則將不執行任何交易。成功執行是指每筆交易均在不回滾的情況下執行，并反映在捆綁包中每個Rollup的更新狀態中。
區塊級可組合性：
→跨RollupBundle的下一個區塊保證可以包含依賴交易（RollupB上的txB依賴于RollupA上txA的結果）
交易級別可組合性：
→智能合約級別互操作性僅需一筆交易即可同時導致多個rollup之間的狀態變化（無捆綁）。在任何rollup上使用任何協議在邏輯上等同于在一條鏈上使用不同的智能合約。重要的是，這意味著任何調用之前的狀態更改都可以在返回時恢復。
為了進一步了解每個級別，我們將介紹以下關鍵用例，以展示每個級別的功能及其對用戶、開發人員、匯總和MEV搜索者的影響。示例：
相同Tokens轉移
→發送給自己：在兩個Rollup之間將Eth兌換為Eth，或將ERC-20兌換為ERC-20
Tokens購買
→跨Rollup限價訂單：使用RollupA中的Eth/ERC-20，從RollupB上的DEX購買不同的ERC-20，并（可選）發送回RollupA含義：
我們還將回答以下問題，以進一步了解對任何匯總生態系統中關鍵股東的影響。
用戶體驗
通過實現這種程度的互操作性，用戶體驗會發生怎樣的變化？
開發人員體驗
通過實現這種級別的互操作性，開發人員體驗會發生怎樣的變化？
MEV潛力
如果我們實現了這種程度的互操作性，是否有可能出現新的MEV機會？
Rollup的影響
Rollup是否必須選擇加入任何新的基礎設施才能實現這一點？Rollup的費用結構有哪些變化？Rollup參與該基礎設施可能帶來哪些潛在好處？高級概述
為了解決這個問題，我們建立了外部資產包裝協議，在匯總中發行外部包裝版本的Tokens，這些Tokens象征著網絡中其他地方的原生版本。
有了共享結算層，情況就不同了。由于每個連接的rollup的所有流動性都鎖定在同一個橋梁合約中，因此人們可以在rollup之間自由移動，因為橋梁合約中的總價值保持不變，并且始終可以提取。
確實需要在L1合約層面進行更新，以了解流動性在哪里，以允許用戶從任何地方提款，但這很簡單，因為所有連接的匯總都可以讀取/寫入共享合約。
使用共享結算層，對于簡單的發送給自己的情況下，流程可能看起來像下面這樣。
發送給自己：
用戶創建初始交易：
→Tx1：在rollupA上提取Eth（并在rollupB上鑄造）
→交易被分批并提交給L1合約
→它被聚合到交易根中，該交易根將所有共享結算rollup分組
RollupB導入此交易根
中繼器將交易提交給鑄幣廠，并將Merkle證明提交給rollupB
RollupB使用MerkleProof和交易根來驗證銷毀交易
用戶在RollupB上鑄造了Eth
RollupB向L1提交證明
我們可以將此流程擴展到在共享結算生態系統中所有匯總中都有合約的任何ERC-20。
我們可以將共享橋合約視為所有連接匯總之間的協議內消息傳遞層，因此理論上這種流程實際上可以擴展到任何任意消息傳遞標準。
這讓我們更接近可組合性，但由于只有在L1上反映狀態變化后才需要聚合證明和傳遞消息，因此延遲較高（盡管明顯低于L1異步情況）。此外，任何復雜的跨Rollup活動（例如在RollupB上使用DEX從RollupA上的資產開始進行跨Rollup限價訂單）對于用戶來說仍然是一個繁瑣的過程，因為他們仍然必須向自己發送并在目標Rollup上手動交換資產。在這種情況下，無法創建原子跨Rollup捆綁包。
共享結算的另一個重要好處是，對于在多個環境中執行訂單的流動性提供者或解決者來說，摩擦更小。由于他們跨所有連接的Rollup的流動性都反映在同一個過橋合約中，因此他們不必等待完整的提款窗口來管理跨Rollup流動性。對利益相關者的影響：
用戶：
現在可以以原生形式轉移資產，無需L1提款期
開發人員：
變更僅限于Tokens發行者，他們現在可以使用協議內消息傳遞在所有連接的Rollup上發行ERC-20的原生版本
MEV搜索者：
由于這種情況發生在每個rollup的多個區塊上，因此不存在新的MEV潛力
Rollups：
Rollups必須選擇使用共享橋合約，并可能添加預編譯來處理跨Rollup消息
重要提示：共享結算允許在共享橋接合約和證明聚合層的所有匯總中進行非外部包裝的資產轉移和任意消息傳遞，但仍然會有不可忽略的延遲（盡管比L1Async短得多）并且無法創建跨匯總原子束。4.原子執行所需基礎設施：
共享排序器//超級建造者
原子執行使我們能夠保證跨卷捆綁包的成功執行，但正如我們將看到的，沒有依賴事務的跨卷捆綁包的用例數量比最初預期的要少。
如果一組依賴交易中的任何單筆交易被撤銷，那么所有其他交易都將變得無效，并且也必須被撤銷，就像跨rollup銷毀和鑄造Tokens的情況一樣。在目標rollup上鑄造Tokens取決于它們是否已在源rollup上被銷毀或鎖定，因此我們可以說一組銷毀和鑄造交易是一組依賴交易。
如果沒有能夠創建目標交易的中間方（例如超級建造者），就不可能創建此捆綁包。
考慮一下，在沒有用戶以外的其他方參與的情況下，跨Rollup交換捆綁包的構建必須滿足哪些條件。必須創建一個捆綁包來鎖定/刻錄源Rollup上的資產，并在目標Rollup上鑄造資產，但我們遇到了問題：
源rollup上的合約只能在鎖定/銷毀原始源資產時發出消息，它們無法在目標rollup上調用和創建交易。
→這就是消息協議和中繼網絡存在的原因。
→消息可用于構造目標上的調用應該是什么，但它實際上不能創建交易本身。
在目標rollup上創建第二筆交易以進行鑄造：
→用戶自己無法創建此tx，因為他們沒有rollupB上Tokens的鑄造權
→即）目標鏈需要證明Tokens已在源鏈上被燒毀/鎖定，但此證明直到初始交易執行后才可用，這會破壞我們對原子性的要求。→理論上，任何其他能夠
創建具有鑄造權的第二筆交易的一方都可以在任何時候在目標鏈上創建“鑄造”交易，而無需首先在源鏈上創建“燒毀”或鎖定，這是一個巨大的漏洞。
我們可以看到，即使我們可以保證跨匯總捆綁包的執行，但我們在如何首先構建它們以轉移有價值的資產方面遇到了困難。
但是，仍然有一些不需要依賴cross-rollupbundles的原子執行用例。其中之一就是cross-rollup套利：
關于本文所列出的框架中的技術細節，仍然存在一些懸而未決的問題。例如，在區塊級可組合生態系統中為跨匯總限價訂單構建捆綁包可能需要更詳細的設計來處理部分履行和市場訂單的滑點容忍度的情況。我們在這里提供了一種潛在的解決方案，如果訂單未完全完成，則可以恢復跨匯總限價訂單捆綁包，但設計空間是開放的。
此外，值得一提的是，這與目前應用鏈領域日益增長的思想共享有關。應用鏈是長尾L2，要么是通用的，要么是經過許可的，目的是將特定的相關協議孤立在一個L2上。當我們達到塊級可組合性時，我們很可能也會開始看到應用鏈環境因所有連接網絡之間具有本機可組合性而獲得顯著的吸引力。
目前，為這些應用鏈引入流動性仍然很困難，但一旦更大的鏈作為可互操作環境的入口連接起來，我們很可能會看到圍繞共享基礎設施的圍墻花園生態系統。
另一個重要的懸而未決的問題是超級建造者周圍的設計空間將如何解決。這方面的發展仍處于起步階段，目前尚不清楚如何以最有效的方式創建一個可以創建跨匯總包的復雜建造者網絡。這些跨匯總包將以最佳方式包含在區塊中，以及對匯總收入的影響是一個懸而未決的問題，許多團隊正在探索不同的策略。
最終，未來可能會涉及協議內和協議外橋接解決方案的組合，它們將協同工作，為每個人提供更好的互操作性流程。我們相信，本文中定義的進展可以作為開發人員和構建者的指南，他們專注于為最終用戶提供更無縫的跨Rollup互操作性。