Vitalik：如何实现跨Rollup DEX

Vitalik Buterin       2021-03-10

来源 | ethresear.ch

假设我们有两种 rollup 解决方案 A 和 B，Alice 想要用 rollup A 上一定数量的代币来换取 rollup B 上同样的代币。已经有人提出方案解决这个问题了，如果 rollup A 和 B 都是完全支持智能合约时，那么就可以去中心化地实现这个假设。然而这篇文章提出的是，当仅有 rollup B 完全地支持智能合约时 (且 rollup A 只能处理简单交易) 如何实现跨 rollup 转账。

我们假定 rollup A 上的交易有某种“备注字段”；如果没有的话，可以使用该交易值的低位数字作为备注发送。

假设我们有一个交换中介 Ivan (在实现时有许多中介可供选择)。Ivan 在 rollup A 中拥有一个 (完全由他控制的账户) IVAN_A。同时，Ivan 还在 rollup B 的智能合约 IVAN_B 中存了一些资金。

智能合约 IVAN_B 具有以下规则：

• 如果任意用户发送了一笔交易 (发送某代币交易值 TRADE_VALUE 至账户 IVAN_A) ，(交易中还附上了一个目的地址 B DESTINATION 作为备注)，则在最小偿还延迟 MIN_REDEMPTION_DELAY 区块之后，该用户就可以返还一笔交易至账户 IVAN_B 中 (其中包括之前的转账证明)，然后这笔交易就会排队等候提款至地址 DESTINATION 中。
• 等待一定的延迟 (例如一天) 后，按照转账打包进 rollup A 的批次和索引顺序处理提款。
• 当 Ivan 发现其账户 IVAN_A 收到款项时，他就可以亲自发送 TRADE_VALUE * (1 - fee) 代币至 DESTINATION 中。他可以用 IVAN_B 的方法发送交易来完成上述操作，这个方法保存了一个记录，防止合约中的自动发送条款触发该交易。

预期的行为很简单：

1. Alice 发送一笔交易至账户 IVAN_A 中 (包含 N 代币 和一个备注 ALICE_B)

2. Ivan 通过 IVAN_B 发送 TRADE_VALUE * (1 - fee) 代币至 ALICE_B 中

第二笔交易紧接着第一笔交易发生。如果 Ivan 可以证明第一笔交易和第二笔交易之间的时间戳差异非常小，那么合约甚至有规则允许提高费用 fee 。

最糟糕的情况是，Ivan 没有如他所期望那样向 ALICE_B 发送代币。遇到这种情况，Alice 可以等待 rollup A 上的交易确认之后，在 rollup B 上找到其他获取代币的替代路径来支付费用，然后就可以自己认领其资金。

该方案的主要限制是，IVAN_B 需要持有大量的资金，以确保所有交易发送者都能得到支付。尤其是，假设出现以下情况：

• We place a trade size limit of TRADE_LIMIT coins (so transactions going to IVAN_A with value > TRADE_LIMIT are not valid trades)
• 我们将交易上限设置为 TRADE_LIMIT (所以当发送至 IVAN_A 的交易超出限额 value > TRADE_LIMIT 时，交易无效)
• 每个 rollup 批次最多可以包含 TXS_PER_BATCH 笔交易

Alice 可以自行检查 rollup A 下一批需要处理的交易之前，还有多少未处理的交易，用她在合约 IVAN_B 中的资金减去这些交易的总值，并检查剩余的金额是否足够。由于提款是按顺序处理的 (这是上述的排列机制的目的)，Alice 不需要担心合约先处理其他提款申请，再处理她的提款交易申请。

在每批次中最大交易额为 TRADE_LIMIT * TXS_PER_BATCH ，因此 IVAN_B 合约中至少需要这么多的 ETH，还需要额外的资金包含为处理的交易。举个例子，假设交易上限为 0.1 ETH TRADE_LIMIT = 0.1 ETH (交易上限可以设得比较低，因为一笔大额交易可以分成几笔小交易完成)，并且每批次可以处理1000笔交易 TXS_PER_BATCH = 1000。那么，合约 IVAN_B 需要持有 100 ETH。

注意，这个设计中还包括隐含的费用，因为交易额超过 0.1 ETH 的任意用户都需要浪费区块空间。这与资本要求相权衡，也就是说，如果用户消耗了一半的区块空间，那么其资本要求将翻倍，反之亦然。如果想要获得合适的平衡，那么隐含的费用要比市场上明确的费用少几倍。

如果我们想要减少或者消除这种消耗，可以这样设计 rollup A：让序列器发送一个已签名的信息，该信息证明了 Alice 在该批次的所有交易。然后 Alice 就会知道在她之前没有交易 (尽管恶意的序列器可以欺骗 Alice，但是作恶代价会很高)。

上述设计基于一个假设：Rollup A 上的交易有一个备注字段，Alice 可以通过该备注指定 ALICE_B 作为她接收代币的目的地址。如果 rollup 没有这种特性，那么我们可以使用以下解决方案。Alice 可以在 rollup B 上的一个以顺序登记的合约上注册账号 ALICE_B ，并获得一个按顺序分配的 ID (因此 Alice 的 ID 等于在她之前注册的用户数量)。

设置用户数的最大值 MAX_USER_COUNT ；如果有必要，这个值可以随时间向上调整。则 Alice 可以确保 TRADE_VALUE % MAX_USER_COUNT 等于 (Alice 的 ID)，使用 TRADE_VALUE 的低位数字 (这个数字是这笔交易的一个小数值) 来表示她想交易的代币数量。

从 Rollup B 到 Rollup A 的交易

如果 Alice 把 Rollup B 上的代币转移到 Rollup A，她可以使用相同的机制，只是角色颠倒了：

• Alice 将代币发送给 IVAN_B
• 经过一段时间的延迟后，她将获得取回代币的权利
• 如果 Ivan 可以向 IVAN_B 证明，他在 Rollup A 上给 Alice 发送了代币，Alice 就失去了这个权利

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