统一桥：实现互操作链体验的关键 AggLayer 组件

统一桥：AggLayer 用于互操作链体验的关键组件

Ghan Vashishtha

统一桥（之前名为 LxLy 桥）是一个关键的 AggLayer 组件，允许 AggLayer 有效地解决碎片化问题，并使 Web3 感觉像互联网一样。作为首批在 AggLayer 上线的组件之一，统一桥是无缝跨链资产转移的一个有希望的解决方案。然而，关于统一桥及其益处存在许多误解和困惑。例如，统一桥如何与 AggLayer 相关联？或者它能解决传统桥的问题吗？让我们深入探讨 AggLayer 统一桥到底是什么，并了解其主要特性和优势。在此之前，让我们快速了解一下 AggLayer。

AggLayer 简要概述

AggLayer 是一个创新的互操作性层，它将不同的链连接在一起，创建了一个统一的 Layer2s 生态系统。通过使用 AggLayer，位于不同协议上的 Layer2s 和 Layer3s 可以连接起来，并从无需信任的消息传递中受益，最重要的是，可以访问共享的流动性。这些属性使 AggLayer 成为一个专注于资产而非通用 protocols 的专门协议。虽然它专注于无缝的跨链交互，但不应将 AggLayer 混淆或仅仅看作是一个桥。桥（统一桥）是 AggLayer 用于资产转移的关键组件，但它的设计目的是处理资产转移和原生资产的跨链执行，同时还为所有连接的链提供高安全性和低延迟。请阅读这篇详细的文章，了解更多关于 AggLayer 的信息：

Polygon 的聚合层如何为 Rollup 互操作性带来新阶段？

现在，让我们深入了解 unified bridges。整个概述将基于我们的深入研究，以及 Brain Seong（Polygon 的高级开发者关系）的 research 论文。

理解统一桥的概念

AggLayer 的统一桥（之前名为 LxLy 桥）是一种桥接解决方案，它支持不同链之间的跨链资产交换，例如：

• Layer2 到 Layer2 或
• Layer2 到 Layer1，或
• Layer1 到 Layer2。

该桥梁目前支持两种桥接交易：“资产”和“消息”。为此，统一桥保留一个 smart contract，该合约部署在 Layer1 Ethereum 上，为 AggLayer 生态系统中连接的所有链提供了一个通用的、安全的原生资产（永不封装的代币）传输点。此外，它还在 Layer2s 上部署了一个单独的合约，该合约与 Layer1 上的合约进行交互。

统一桥有两个主要组件，它们支撑着整个工作机制。首先是链上合约，然后是链下服务。在这里，链上桥合约充当接口，允许用户和开发人员启动跨链交易，并允许在目标链上进行合约调用。而链下桥服务包括其他关键组件，用于无缝桥接，例如链索引器框架、交易 APIs 和 proof generation APIs。

现在，让我们来谈谈统一桥的一些关键方面，这些方面使其有别于传统的桥接解决方案：

• 桥的数据结构 - 统一桥中的数据结构包含一个巨大的 Merkle 树，其中包括：Local Exit Root & Local Index、Rollup Exit Root、Mainnet Exit Root、Global Exit Root、L1 Info Tree 和 Global Index。

统一桥中的所有 cross-chain transactions 都会记录在 Sparkle Merkle Tree 中，称为 Local Exit Root & Local Index。连接到 AggLayer 的每个链都将拥有自己的“Local Exit Root”，该根将进一步拥有“Deposit Counts”和“Not used leaf nodes”。

“Rollup Exit Root”维护所有 Layer2 的 Local Exit Root 的 Merkle 根。AggLayer 中的每个 L2 都有责任更新其在 PolygonRollupManager.sol 中的 Local Exit。RollupManager 将获取此输入以更新 rollupexitroot，这将稍后更新 globalExitRoot。

说到 Mainnet Exit Root，它与 Local Exit Root 非常相似，但它维护在 Ethereum Layer1 上，跟踪所有连接的 Layer2 的所有桥接活动。一旦 Mainnet Exit Root 更新，它将更新 Layer1 的 PolygonZkEVMGlobalExitRootV2.sol 上的 mainnetExitRoot。

最后，还有 Global Exit Root、L1 Info Tree 和 Global Index。Global Exit Root 指的是 rollupExitRoot 和 mainnetExitRoot 的哈希值。而 L1InfoTree 充当 Sparse Merkle Tree 来维护 Global Exit Root。关于 Global Index，它通过找到新全局退出树的唯一叶子来工作。

图片来源：Polygon

• 跨链交互 – 以下是 AggLayer 统一桥中跨链交互如何发生的概述：

1. 从 L1→ L2 桥接资产

从 L1 桥接到 L2 需要使用 BridgeAsset 接口将资产（如 ETH）从 Layer 1（例如 Ethereum）转移到任何 Layer 2：

• 用户在 L1 上发起一个 bridgeAsset 调用。
• L1 上的桥合约将退出叶子附加到 L1 的退出树，并更新退出根。
• Layer1 上的全局退出根管理器将更新的根附加到全局退出树。
• L2 排序器获取最新的全局退出根。
• 用户在 L2 上发起一个 claimAsset 调用，提供一个 SMT proof。
• L2 桥合约验证 SMT proof，如果有效，则在目标链上的 L2 上转移或铸造资产。

2. 从 L2 -> L1 发送桥接消息

这涉及到使用 BridgeMessage 接口从 Layer 2 向 Layer 1 发送消息（任意数据）：

• 用户在 L2 上发起一个 bridgeMessage 调用。
• L2 上的桥合约将一个退出叶子附加到 L2 的退出树，并更新其本地退出根。
• 更新的 L2 退出根被发送到 L1 进行验证。
• 验证后，L1 桥合约更新其退出根并处理消息。
• 用户在 Layer1 上发起一个 claimMessage 调用，提供必要的 proof。
• L1 桥合约确认 proof 并在 L1 上执行 onMessageReceived 过程（如果有效）。

3. 从 L2->L2 进行桥接和调用

桥接和调用允许跨链资产转移，并使用 “Bridge- and-Call” 接口在目标 L2 上进行调用：

• 用户在源 Layer2 上发起一个 bridgeAndCall 调用。

• L1 上的全局退出根被更新，反映了来自 L2 的桥接交易。

• 目标 L2 排序器获取并更新来自全局退出根管理器的最新全局退出根。

• 目标 L2 上的桥合约针对全局退出根验证 SMT proof。

• 如果确认有效性，则目标 L2 合约处理 claimAsset 或 claimMessage 调用以完成。

• Bridge-and-call 功能 – Bridge-and-call 是统一桥中的一项功能，开发人员可以使用该功能来直接从源链启动目标链上跨链交易的调用。Bridge-and-call 是一个需要在桥的接口上实现的合约，以便可以在目标网络上的智能合约上执行任何功能。Bridge-and-call 包含多个接口，包括两个主要的接口：BridgeExtension.sol 和 JumpPoint.sol。

统一桥的主要特性：

统一桥（之前名为 LxLy 桥）集成到 AggLayer 生态系统中，以提供以下主要特性：

• 统一的流动性 - 所有 Layer2 都可以灵活地使用一个通用桥进行连接，并访问由各种链贡献的统一流动性。
• 可访问性 - 构建其 Layer2 或使用特定用例应用程序的项目可以请求在 AggLayer 中创建 L2 rollup 并连接到统一的生态系统。
• Polygon CDK： 每个 rollup 都可以使用相同的 Polygon CDK 堆栈来构建他们的 rollups、validiums 或 zkEVMs。
• 跨链通信 - 所有 Layer2 都可以连接到同一个统一桥，以从无尽的 L2 到 L2 桥接中受益。
• 易于升级 - 所有部署到 AggLayer 生态系统中的 rollup 都可以根据链自身的治理机制轻松升级。

统一桥在 AggLayer 中的关键作用

统一桥在 AggLayer 中至关重要，因为它为连接到 AggLayer 的所有链提供统一的跨链体验。简单来说，统一桥为开发人员和用户提供了一个接口，用于启动跨链交易。之后，AggLayer 负责其余步骤，包括验证跨链消息、接受消息以及在目标链上声明消息。

请注意，统一桥是 4 个关键的 AggLayer 组件之一：悲观证明、证明聚合、统一桥 和快速互操作。让我们逐一了解这些组件，以了解桥如何与其他 3 个组件相关联：

• 悲观证明（用于安全）- 悲观证明是先进的零知识证明，可为 AggLayer 提供安全保障，确保生态系统中的任何链都无法在不将资产存入统一桥的情况下提取资金。
• 证明聚合（用于更低的成本）- 证明聚合是指从每个链的状态收集 ZK proofs，创建 proofs 的 proof，然后在 Ethereum 上提交单个 proof 以降低交易成本。
• 统一桥（用于原生资产）- AggLayer 的统一桥允许不同的链插入到统一的单个合约中。这意味着，尽管考虑到一系列不同的链连接在其中，Etereum 仍将 AggLayer 视为单个合约。
• 快速互操作性（用于减少延迟）- AggLayer 中的快速互操作性可确保以比 Ethereum 低得多的延迟快速结算跨链交易。

你可以看到，统一桥是一个补充其余 3 个 AggLayer 组件的组件，使其能够提供终极的跨链体验。

统一桥主要解决哪些挑战？

更多的 Layer2，尤其是特定用例的链，导致了“碎片化”的挑战。当 Layer2 孤立运行时，无法与在不同协议上运行的 Layer2 进行通信时，就会出现此问题。让我们了解一下统一桥如何为这些问题提供解决方案：

1. 流动性碎片化：

AggLayer 统一桥可以实现不同 L2 链之间的无缝流动性转移。通过连接多个 L2，该桥创建了一个统一的流动性池，允许资产和代币在链之间自由移动。这消除了流动性碎片化的问题，确保用户可以访问更具流动性和效率的生态系统，无论他们使用哪个 L2。用户不再需要担心流动性被困在特定的 L2 中。统一桥提高了资本效率，允许在多个网络上利用流动性，而无需手动桥接资产。它提高了在多个 L2 上运行的 decentralized exchanges (DEXs) 和借贷平台的效率。

2. 复杂的用户体验 (UX) 问题：

统一桥消除了与不同 L2 交互的复杂性。该桥不是强迫用户在各种钱包之间切换或处理不同的交易格式和费用结构，而是为用户提供了一个与多个 L2 交互的单一点。这极大地改善了用户体验 (UX)，因为用户可以使用相同的钱包和界面无缝管理他们的资产、访问 decentralized finance (DeFi) 应用程序以及跨不同 L2 执行交易。它消除了传统桥接系统带来的摩擦，简化了交互并使区块链生态系统更易于访问。

3. 开发者复杂性：

通过提供通用的基础设施和一套标准，统一桥降低了开发人员在不同 L2 上构建应用程序时面临的复杂性。他们不再需要为每个 L2 创建自定义解决方案，而是可以利用跨链兼容性来构建可以在不同网络上无缝运行的应用程序。这降低了在多个 L2 上工作的 dApps 涉及的成本和精力。此外，它还促进了跨链交互的标准化，并允许开发人员专注于构建创新功能，而不是经历每个单独链的复杂性。

4. 与安全相关的挑战：

桥中的关键缺陷（如前端网络钓鱼攻击和虚假销毁）是跨链桥中最常见的黑客攻击类型。Remedy 的研究表明，仅在 2022 年就损失了大约 $2 Billion，这是巨大的。以下是类似攻击的列表以及 AggLayer 中的统一桥如何解决这些攻击：

1. 前端钓鱼和不准确的存款– AggLayer 通过添加对 IPFS/ENS 部署服务（如 Planet）的支持，或者对账户抽象的 Biconomy 或钱包服务（如 SubWallet）来解决这些问题。
2. 误解的事件- 通过悲观证明，AggLayer 完全避免了对事件的错误处理。示例 - 如果用户向链 A 发送 10 ETH，那么他不可能在链 B 上声明 100ETH。证明会积极检查消息的有效性。即使当链 B 上发生一些故障并且它批准了该消息时，该金额也是不可桥接的，因为统一桥中的悲观证明会拒绝它。
3. 不匹配的交易- 统一桥不包含任何“链下桥服务器”。相反，一切都由 AggLayer 基础设施处理，确保所有交易都匹配并通过证明进行验证。

此外，AggLayer 统一桥还可以抵抗一系列其他攻击，例如单点故障 (SPOF)、Rug pull、智能合约漏洞、虚假销毁、重放提款、不正确的发布等等。

5. 协调挑战：

统一桥旨在特别关注 decentralized governance。虽然它使每个链都可以实施自己的自定义治理规则，但通过统一桥，它可以更有效地协调跨 L2 的改进和升级。这种方法确保了每个单独 L2 的治理得以保留，但它也允许在需要时采取统一行动。该桥本质上提供了一个环境，L2 可以在其中就共享标准进行协作，例如跨链兼容性的更新或使更广泛的生态系统受益的新功能。它提供了一种统一的生态系统增长方法，而无需链牺牲其自主权。

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