ZK 生態》Opside上線NCRC協議，實現Rollup原生跨鏈通訊

ZK-RaaS 網路 Opside 推出 NCRC 協議，該方案繼承了 native bridge 絕對的安全性，也避免了第三方橋所帶來的系統複雜度和信任成本。
（前情提要：面臨Rollup時代，Opside如何共建ZK生態？）
（背景補充：Opside 的 ZK-PoW 是什麼？可「挖礦」賣零知識證明給L2、AI ）

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TL; DR

Opside 的 NCRC（Native Cross Rollup Communication）協議提供了一種無需信任的 Rollup 互操作性解決方案。NCRC 協議並不是在各個 Rollup 上額外新增一個第三方橋，而是在系統層面改造了 ZK-Rollup 自帶的 bridge（native bridge），從而直接使用各個 ZK-Rollup 的 native bridge 來實現跨 Rollup 通訊。這樣的做法更加簡潔和徹底，既繼承了 native bridge 絕對的安全性，也避免了第三方橋所帶來的系統複雜度和信任成本。

為什麼我們需要無需信任的跨 Rollup 通訊？

Rollup 能夠顯著提高區塊鏈網路的可擴充套件性、降低交易成本並提高整體效率，它們受到越來越多的關注和使用。Opside 為 Web3 應用提供 ZK-RaaS 服務，任何開發者都可以通過 Opside Rollup Launchbase 建立自己的 Rollup。在這個多 Rollup 的時代裡，我們預計會有越來越多的 Rollup 共存，因此不同的 Layer 2 之間的無縫互操作性變得至關重要。目前，Rollup 之間運作相對孤立，缺乏即時的跨鏈通訊和資產互通。這種隔離導致了碎片化的格局，其中資產在特定的 Rollup 內被隔離，限制了它們在不同網路之間的自由流動和利用。

缺乏高效的跨 Rollup 通訊不僅限制了各個 Rollup 的潛力，還影響了整體使用者體驗。使用者在嘗試在 Rollup 之間轉移資產或執行跨鏈交易時面臨繁瑣而耗時的流程。這種次優的體驗削弱了 Rollup 的吸引力，並在一定程度上阻礙了二層擴容的廣泛採用。

目前的跨 Rollup 橋接方案大部分是在 Rollup 鏈上部署新的一套跨鏈合約，然後通過多鏈流動性激勵機制來提供資產的跨鏈。這些方案並不是通用的訊息跨鏈，同時帶來了中心化和信任的風險。

為了釋放多 Rollup 時代的全部潛力，迫切需要一種無需信任的通用的跨 Rollup 通訊協議。

Opside 的解決方案: Native Cross Rollup Communication

實際上，每一個 ZK-Rollup 都自帶一個 L1<>L2 的 bridge，我們稱之為 Native bridge。與第三方 bridge 採用流動性方案不同，Native bridge 是唯一的「mint-burn」跨鏈機制。它由零知識證明來保證安全性，同時也是無需信任的。一個 Rollup 上所有的資產，都來自 native bridge 的 deposit 交易，同時也都由 native bridge 來提供最終的安全性背書。

我們堅信奧卡姆剃刀原理，「如無必要，勿增實體（Entities are not to be multiplied beyond necessity.）」。第三方橋擁有更加便宜和快捷的跨鏈體驗，但也帶來了更多的信任成本和安全風險。前不久的 Multichain 事件，就是一個案例。因此，在一開始，Opside 的跨 rollup 通訊的靈感就簡單得出奇：直接使用 native bridge 來實現多 rollup 互操作性，而不是新增一個第三方的橋。這就有了現在的 NCRC（Native Cross Rollup Communication）協議。

NCRC 的前提條件

多個 Rollup 之間實現 NCRC 需要滿足以下 2 個前提條件：

這些 Rollup 屬於 ZK-Rollup 型別
這些 Rollup 在相同的 L1 上

滿足以上 2 個條件的 ZK-Rollups，在理論上，擁有和 L1 一樣的安全性。同樣地，這些 Rollup 之間的 native bridge 的安全等級是一樣的，且無需信任對方。所有的 NCRC 交易都是被 validity proof 所驗證的，這也是 NCRC 的安全性保證的根本來源。

Rollup Recognition Contract（RRC）

截至 2023 年 8 月，已經有多個 ZK-Rollups 主網上線了，包括 Polygon zkEVM、zkSync Era、Linea 等。然而，這些 ZK-Rollups 之間是獨立不相關的，使用者的資產也因此碎片化。造成這種問題的根本原因在於，它們在 L1（以太坊主網）上的合約是不相關的。它們感受不到對方的存在，更無法實現原生 Rollup bridge 的直接通訊。

因此，我們要做的第一步，是在 L1 上部署一個特殊的合約，來讓 Rollup 互相發現和識別。我們稱之為 RRC（Rollup Recognition Contract）。RRC 負責管理所有參與 NCRC 的 ZK-Rollups，包括 Rollup 的新增、暫停、退出等。RRC 中的每個 Rollup，都會有一個專屬的 Rollup ID，L1 的 ID 則固定為 0。

Rollup 上的地址在 native bridge 發起跨 Rollup 交易時，可以指定目標的 Rollup ID：

如果 Rollup ID 為 0，則表示把訊息跨到 L1，例如 withdrawal
如果 Rollup ID 不為 0，則表示要把訊息跨到其他 Rollup

Opside 將在每一個 L1 層都部署了一個 RRC 合約，並允許對應的 ZK-Rollup 無需許可地加入或者退出。這個 RRC 合約將用於維護各個 Rollup ID 對應的 Rollup 資訊，包括 L1 上的 bridge 合約地址等。值得一提的是，RRC 合約只是負責提供資料檢索服務，不會跟跨鏈資產產生直接聯絡。

相容 native bridge 的 smart contract 與 service

一般來說，一個 Rollup 的 native bridge 分成 3 個模組：L1 上的 bridge 合約、L2 上的 bridge 合約，以及一個 bridge service 負責傳遞資訊。NCRC 協議在底層複用了這些模組，並在其基礎上做了更高階的封裝。主要的改動如下：

L2 上的 bridge 合約：在保留原有方法的基礎上，添加了新的 bridgeAsset 方法，允許使用者在 destinationNetwork 引數中指定目標 Rollup 的 ID
L1 上的 bridge 合約：封裝一個新方法來處理新 bridgeAsset 方法的跨鏈訊息。bridge 合約會在 RRC 合約中根據 Rollup ID 尋找到目標 Rollup 的資訊，並將跨鏈資產轉移到目標 Rollup 的 bridge 合約中。跨鏈資產在那裡被 deposit 到目標 Rollup
bridge service：負責傳遞資訊，並向用戶收取跨 Rollup 交易的手續費

當一個 Rollup 完成以上 NCRC 相關的相容適配之後，就可以將該 Rollup 註冊到 RRC，從而加入原生跨 Rollup 通訊網路。

原生跨 Rollup 交易的流程

對於使用者來說，NCRC 的操作方式和 rollup 的 native bridge 是完全一致的。使用者在 Rollup1 上發起到 Rollup2 的跨鏈交易，整個流程將自動完成，包括以下步驟：

首先，跨 Rollup 交易發起者 User1 在 Rollup1 上呼叫 native bridge 的 bridgeAsset 方法，發起跨鏈交易。該交易中的 destinationNetwork 引數被設定為 Rollup2 的 Rollup ID。這個 Rollup ID 將被用於檢索對應的 L1 層橋合約地址。若 Rollup ID 為 0，則代表目標網路為 L1。

接著，這筆交易被 Rollup1 的 sequencer1 打包。跨 rollup 交易的費用，由交易發起者 User1 承擔，並支付給所在的 Rollup1 的 sequencer1。Rollup1 的 Bridge service 將跨鏈資產先轉移到在 L1 中的 Rollup1 橋合約。此時 Rollup1 和 L1 分別完成了資產的 burn 操作與 release 操作。

為了完成資產的跨 Rollup 轉移，Rollup1 的 Bridge 服務呼叫 RRC 合約來查詢引數 destinationNetwork 對應的目標 Rollup2 資訊，從而獲取到 Rollup2 在 L1 層的橋合約地址。然後，Rollup2 的橋合約將直接接管這些資產，並通過 bridgeAsset 方法將資產反射到 Rollup2 中。

最終，這筆交易在成功打包並生成證明後，會被 Rollup2 的 Bridge 服務執行 claimAsset 操作。最終，Rollup1 發出的跨鏈資產安全地到達 Rollup2 指定的地址。

值得一提的是，在整個跨鏈過程中，使用者的資產流經：

Rollup1 -> Rollup1 在 L1 的橋合約 -> Rollup2 在 L1 的橋合約 -> Rollup2。

也就是說，使用者的資產沒有經過任何第三方協議，而是複用了 Rollup 自帶的 native bridge，整個流程都是安全且無需信任的。

當用戶在 Rollup1 上執行跨鏈操作，選擇 Rollup2 作為目標，技術流程實際上涉及 Rollup1、L1 以及 Rollup2 這三者。然而，使用者在此過程中並不需要感知 L1 的存在，他們的體驗只是從 Rollup1 直接跨到了 Rollup2。背後的實際情況是跨鏈資產在 L1 中進行了 2 次橋接操作，使得使用者感受到的是 Rollup1 到 Rollup2 的無縫連線。在這個過程中，L1 上的操作將自動處理，使用者不需要有其他的操作。對使用者而言，他們所在的當前 Rollup 可以實現向 L1 和任意其他 Rollup 進行跨鏈操作。這種設計使得使用者體驗更加流暢，同時隱藏了底層複雜性。