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，进行对比。

Arbitrum

Arbitrum 协议利用其 L1、L2 之间的通信能力，理论上可以无须信任的将任意形式的以太坊资产（包括 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，之后一笔相同数量的资产在 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，有一个关键性的区别是，用户发送交易后，必须等待一个挑战期的结束，才能最终在 L1 上执行。这是由 Optimistic Rollup 安全模型决定的。

值得注意的是，官方建议使用「可重试票据 Retryable Tickets」机制进行 L1、L2 之间的通信。可重试票据的运作方式大致如下：L1 向 L2 发起的交易首先被存入 inbox 中，并附带 calldata、callvalue、gas info 等交易参数。当这笔交易首次执行失败后，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，即大约一周），任何人都可以通过重新执行这笔交易来赎回票据。L2 至 L1 的重试交易没有时间限制，争议期结束后的任何时间点都可进行。

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 上的交易已经完成，但是 L2 上的交易却因为手续费不足失败了，这会导致一个严重问题：用户在 L1 上的 token 已经转出，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。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交易，并最终在 L2 上获得 token。

以下是 Arbitrum 原生桥的基本步骤：

L1 ->L2

1. 用户从 L1 发起 Deposit 交易
2. 资产存入 L1 合约，交易被批量存入 Inbox 中
3. 交易在 L2 被执行，铸造资产转入指定地址
4. 如果交易失败，则交易被存入 L2 的重试缓冲区，用户可以在一个挑战期内发起重试

L2 -> L1

1. 用户在 L2 发起 Withdraw 交易
2. L2 链将在一定时间内收集到的交易打包，生成默克尔树，并将根节点作为 OutboxEntry 发布到 L1 的 Outbox 中
3. 用户或者任何人可以对根节点和交易信息进行默克尔验证
4. 挑战期结束后，用户即可在 L1 完成交易，如果交易失败，则用户可以发起重试

详情可参考 官方文档。

zkSync (责任编辑：admin)