📜 [專欄新文章] 從 Rollups 來聊聊以太坊 Layer2 的演進

✍️ Kimi Wu

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Photo by Clark Van Der Beken on Unsplash

去年 Defi summer 的熱潮後，以太上 Defi 應用呈現爆炸性成長，造就高昂的交易手續費，為了有更快的交易速度及可負擔的交易費用，人們對側鏈、Layer2 的需求更加強烈。Rollups 是 Layer2 的一種技術，在今年相當熱門，幾個耕耘已久的專案 zkSync、Optimism、Arbitrum 等也開始廣為人知。今天想來聊聊以太坊上 Layer2 技術的演進。

State Channel

state channel 最一開始是建立在 Bitcoin 上，最廣為人知的就是 lightning network。簡單來說，就是兩方在私下建立一條可以互相轉帳的通道，轉帳完畢後把通道關閉，接著將交易後的狀態更新到鏈上。若交易一筆後即關閉通道，那交易成本就跟在鏈上一樣，所以在實務上，通道一直開著（或是一段時間），交易數筆、數百筆後再上鏈更新狀態，藉此平均每筆的交易手續費就大幅降低。也因為只需通道雙方驗證交易內容，交易速度能大幅提升，讓小額支付能夠實現，就不需等10分鐘（Bitcoin）後交易才會被打包，甚至要等6個區塊的時間。而最早在以太上的 state channel 是 Raiden。

對於 Raiden 技術有興趣的可以參考這篇文章。

Plasma

Plasma 於2017年8月由 V 跟 Joseph Poon （Lightning Network的創始人之一）所提出，概念上是可以有鏈中鏈中鏈（就是Layer2 → Layer3 → … LayerN)，藉此可達到百萬級甚至更高的交易量，不過概念太美好，沒人知道怎麼實作。

隔年1月 V 提出了 Plasma 的第一個版本 Plasma MVP，是以 UTXOs 模型的設計，接著3月提出了第二個版本 Plasma Cash，同年（2018）Plasma 的提案數呈現著爆炸性的成長（絕大部分都是基於 Plasma MVP 跟 Plasma Cash 做改進）（如下圖），強大的社群力量，讓大部分關鍵的問題在同年年底都找到了解答。也為之後的 Optimistic Rollup 打下了基礎。

而較著名的開發團隊，除了 EF 出來的 Plasma Group 外，還有 OmiseGo 跟 Matic（現在的 Polygon）。

對 Plasma 技術有興趣的，可以參考這篇、這篇跟這篇

https://ethresear.ch/t/plasma-world-map-the-hitchhiker-s-guide-to-the-plasma/4333

Plasma 看似一切美好，但因為資料的可取得性（data availability）的問題，使得在使用者體驗上有點糟糕。

Plasma 的所有交易資料都在 Plasma 鏈上，而 Plasma 鏈的礦工（即operator）只需繳交 Merkle root 到 L1 的合約作公證就好。因此若 operator 作惡，在 Plasma 鏈上交易者，就需有能力證明 operator 作惡。

在 Plasma 設計中有”所有者”的概念（UTXOs 的設計中，收款者需要到拿送款者的轉出證明，才能動用這筆款項，轉出證明只有收款人會擁有），如果該所有者不關心自己的資產，就可能造成資產無效的結果（account-based 的設計，若你不理你的帳號，別人一樣可以轉帳到你的戶頭中）。因此每個交易者須有能力自行提出證明，無法委託第三方。

而要證明這件事，用戶需要把 Plasma 鏈上的交易都下載下來，才能證明 operator 做了一件不合法的行為，也才能產生詐欺證明（fraud proof）到 L1 上的合約來證明 operator 作惡。而這個送出的詐欺證明，必需要被確保可以安全地送到 L1 上的合約被執行，因此需要有一段挑戰期，讓使用者可以下載及驗證資料（或是網路塞車造成詐欺證明無法被合約執行）。

題外話，Eth 2.0 light client利用了 ECC （Error Correction Code）的原理，所以只需要部分資料就可以驗證正確性。

Rollups

同年（2018) 9月，在支線專注隱私性的開發的 Barry Whitehat 提出了 zk Rollup，隨後 V 也在以太坊研究員論壇發了一篇文章，解釋 zk Rollup 是如何運作的，並以On-chain scaling to potentially ~500 tx/sec through mass tx validation 為標題，也因此開啟了 Layer2 新的一頁。隔年（2019）三月，Matter Labs 獲得了 EF 的 grant 將 zk Rollup 產品化，也就是大家所知的 zkSync。

所謂的 rollups，一樣是在 Layer2 上做交易，不同的是 L1 上會記錄每一筆的交易紀錄。什麼！如果每一筆交易紀錄都上鏈，跟一般 L1 交易有什麼不同？想了解細節可以看這篇。簡單來說，在合約裡用了一顆樹來記錄每個帳號的狀態，樹的第幾片葉子（index）代表一個帳號地址，因此帳號就從20 bytes 的地址變成了幾個 bytes 的 index。以 ZK Rollups 來說，交易都是在 Layer2 被驗證過的，所以簽章資訊（65 bytes）也不用上鏈，Optimistic Rollups 會利用簽章聚合的技術，數百個簽章最終會被聚合成一個。因此，交易資料從原本100多 bytes 變成了10幾個 bytes。因為交易紀錄都 ”放上鏈“，資料可取得性也就不是問題了。

”放上鏈”指的是利用 calldata 的方式放在鏈上，並非一般認知的寫進合約裡。非０值的 calldata 每 byte 需要耗費 16 gas，而合約寫進一個 32bytes 的資料需要花 20,000（新增） or 5,000（修改） gas，相當於每個 byte 的成本為625 or 156 gas，約為 calldata 的 40 or 10倍。

同年（2019）六月 John Adler 在以太坊研究者論壇提出了Minimal Viable Merged Consensus，也就是大家熟知的 Optimistic Rollups 的原型，接著 Plasma Group 基於John Adler 的提案，提出了 OVM，從此 Layer2 上除了單純的轉帳外，還可以執行合約，也奠定了 Rollups 在 Layer2 的地位，開啟 rollups 的新世代。

StarkWare 團隊建立了可評估的數學模型，驗證了 calldata 的成本從64 gas 降到 16 gas並不會對鏈的安全造成危害，提出了 EIP-2028（在 Istanbul 上線），也是推動 rollups 可行性的重要一環。

Validity Proof v.s. Fraud Proof

Optimistic Rollups 跟 ZK Rollups 最近有很多文章在介紹跟比較，這邊就不贅述。這邊想聊的是資料的有效性，這篇文章解釋地很好，這裏擷取部分敘述。ZK Rollups 保證了上鏈的資料都是正確的，資料必須被驗證過是合法的（例如沒有被雙花）才會改變使用者的狀態（例如 balance），跟現在各個主鏈的設計是一樣的，稱作有效性證明（Validity Proof），這種設計假設大家都是壞人，要通過驗證才會相信你，確認資料是百分之百的正確聽起來很理所當然，但是背後要維護資料的正確性，需要相當高的成本。

Optimistic Rollups 則是相反，假設大家都是好人，送上鏈的交易都接受，當發現有人作弊，再靠檢舉機制來更正狀態，這稱作詐欺證明（Fraud Proof）。這樣的機制系統維護成本較低（L1 上不需要驗證每一筆資料的正確性），但需要多一個爪耙子的角色來維護系統的安全，也就多一個系統潛在的風險。而要確保爪耙子有足過的時間反應，就不能讓使用者即時地離開系統，這是 Optimistic Rollups 最被詬病的一點，提款要等七天（現在有第三方流動性提供者，使用者可以請第三方流動性提供者預付使用者的提款。使用者支付手續費來換取快速提款的服務，而流動性提供者則承擔資產鎖住七天的風險來賺取手續費。不過在 protocol 層以安全性為主要考量，還是需要較長的挑戰期）。

ZK Rollups 的實作上，也有數個小時的提款期，不過那是基於成本考量，而非安全性。

此外對照於 Plasma， rollups 的設計是 account-based，交易也都公開在鏈上，每個人都可以參與監督及提出詐欺證明。

ZK Rollups v.s. Optimistic Rollups

ZK Rollups 從資料的有效性來看勝過 Optimistic Rollups，離開系統時不需要額外的挑戰期，能即時提款離開系統，不過付出的代價就是交易延遲上鏈。因為產生 zkp 證明需要龐大的運算量，產生一次證明，大約需要10 ~ 20分鐘，所以說在 Layer2 上做一筆交易，10分鐘後你的交易才是有 L1 的安全性。

為了能盡早得知發出的交易是否完成，實作上會把完成的交易先丟上鏈，等zkp 證明產生後再上鏈驗證其正確性，若驗證成功，則交易視同有 L1 的安全性。

但是在通用性上，Optimistic Rollups 沒有複雜的 zkp 電路的限制，對於合約的支援度上更好，而且 zkp（SNAKRKs）在使用前需要一個盛大的啟用典禮（trusted setup ceremony）。

zkSync

zkSync 1.0 在去年（2020） 六月上線，因為不能執行合約，使用的專案並不多。同年的年初，Matter Labs 已經默默在開發一種新語言 Zinc，是可以在 zkSync 上開發合約的語言。年底，與 Defi 專案 Curve 合作，發表了在 zkSync上可以跑基本版的 Curve（兩幣交換）。今年（2021）三月，Matter Labs 發表了令人振奮的消息，zkSync 支援 EVM！只需要部分修改現有的合約就可以部署到 zkSync 上，測試網今年五月已經上線，主網預計8月上線。不過目前測試網上的交易量非常地少，相信在初期還是有相當多問題或是困難，以短期來看，Optimistic Rollups 陣營的速度跟支援度略勝一籌，不過個人相信長期會是 ZK Rollups 的世代（私心認為 lol），但最終還是由生態系的大小來決定贏家。

在 ZK 這個陣線上有延伸出不同的設計，為了加快速度及減少上鏈成本，StarkWare 提出了 Validium 的概念，資料不上鏈但使用 zkp 確保資料的正確性，像是 StarkWare 的 Volition 跟 Matter Labs 的 zkPorter 都是同樣概念的實作，不過不是本篇的重點，就不多解釋。

ETH 2

V在2020年10月提出了 A Rollup Centric Ethereum，rollup 也因此進到 Eth2 的規劃中。Eth2 的設計中 shard chain 是資料層，而在 phase 2 後才有執行層（也就是才能執行合約），V 的提案 除了讓 shard chain 當資料層外，也會內建 rollups 的邏輯。至於會採用哪種 rollups 目前沒看到結論，不過 V 本人是傾向 ZK Rollups。如果成真，那未來數百個 rollups 之間的溝通，將會是另一個挑戰 。

專案比較

ZK Rollups 有目前這幾個較知名的專案： zkSync（Matter Labs）、 Hermez（Iden3）、 Loopring（Loopring）、 StarkNet（StarkWare）跟 Aztec（Aztec）。

Optimistic Rollups 目前幾個專案 Optimism（Optimisim，前Plasma Group 成員）、 Arbitrum（Offchain Labs）、 Fuel（Fuel）。

這是目前幾大 rollups 的生態系（今年3月時的統計），比較值得一提的是，Uniswap 團隊因為社群的投票，也將會在 Arbitrum 上面部署，對於整個 Arbitrum 的生態，相信有很大的影響。

https://www.chainnews.com/articles/872971457746.htm

感謝 NIC Lin 及 Chih-Cheng Liang 的審查跟建議。若有錯誤或不同觀點，歡迎指教。

從 Rollups 來聊聊以太坊 Layer2 的演進 was originally published in Taipei Ethereum Meetup on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

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📜 [專欄新文章] Optimistic Rollup 就這樣用（2）

✍️ Juin Chiu

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ERC721 的儲值、轉移與提領

TL;DR

本文會跳過 Optimistic Rollup 的介紹而直接實際演示，關於 Optimistic Rollup 的概念與設計原理筆者將在日後另撰文說明，有興趣的讀者可以先參考下列三篇文章（由淺入深）：1. OVM Deep Dive 2. (Almost) Everything you need to know about Optimistic Rollup 3. How does Optimism’s Rollup really work?

本文將演示一個 Optimism Rollup 的 ERC721 範例，程式碼在這裡。

本演示大量參考了以下範例：Optimistic Rollup Example: ERC20。

本演示所使用的 ERC721 Gateway 合約來自這個提案，目前尚未成為官方標準。

環境設置

Git

Node.js

Yarn

Docker

Docker-compose

筆者沒有碰到環境相容問題，但是建議都升到最新版本， Node.js 使用 v16.1.0 或以上版本

Optimism 服務啟動

有關 Optimisim 的所有服務，都包裝在 Optimism 這個超大專案當中了，直接使用原始碼進行組建：

$ git clone git@github.com:ethereum-optimism/optimism.git$ cd optimism$ yarn$ yarn build

組建完成後，就可以在本機啟動服務了：

$ cd ops$ docker-compose build$ docker-compose up

這個指令會啟動數個服務，包括：

L1 Ethereum Node (EVM)

L2 Ethereum Node (OVM)

Batch Submitter

Data Transport Layer

Deployer

Relayer

Verifier

Deployer 服務中的一個參數要特別注意： FRAUD_PROOF_WINDOW_SECONDS，這個就是 OPtimistic Rollup 的挑戰期，代表使用者出金（Withdraw）需等候的時長。在本篇演示中預設為 0 秒。

如果有需要重啟，記得把整個 Docker Volume 也清乾淨，例如： docker-compose down -v

Optimism 整合測試

在繼續接下來的演示之前，我們需要先確認 Optimism 是否有順利啟動，特別是 Relayer 是否運作正常，因此我們需要先進行整合測試：

$ cd optimism/integration-tests$ yarn build:integration$ yarn test:integration

確保 L1 <--> L2 Communication 相關測試通過後再繼續執行接下來的演示內容。

啟動服務及部署合約需要花費一些時間，運行一段時間（約 120 秒）之後再執行測試，如果測試結果全部皆為 Fail，可能是 Optimism 尚未啟動完成，再等待一段時間即可。

ERC721 合約部署

Optimism 啟動成功並且完成整合測試後，接下來進行 ERC721 合約的部署。筆者已將合約及部署腳本放在 optimistic-rollup-example-erc721 這個專案中：

$ git clone git@github.com:ethereum-optimism/optimistic-rollup-example-erc721.git$ cd optimistic-rollup-example-erc721$ yarn install$ yarn compile

接下來我們需要部署以下合約：

ERC721，部署於 L1

L2DepositedEERC721，部署於 L2

OVM_L1ERC721Gateway，部署於 L1

OVM_L1ERC721Gateway 只部署在 L1 上，顧名思義它就是 L1 <=> L2 的「門戶」，提供 Deposit / Withdraw 兩個基本功能，使用者必須透過這個合約來進出 L2。

雖然 OVM_L1ERC20Gateway 是 Optimistic Rollup 官方提供的合約。但是開發者也可以依需求自行設計自己的「門戶」。

OVM_L1ERC20Gateway 目前沒有 Optimism 的官方實作，本演示所使用的 ERC721 Gateway 合約來自這個提案，目前尚未成為官方標準。

接下來，我們直接用腳本進行部署：

$ node ./deploy.jsDeploying L1 ERC721...L1 ERC2721 Contract Address: 0xFD471836031dc5108809D173A067e8486B9047A3Deploying L2 ERC721...L2 ERC721 Contract Address: 0x09635F643e140090A9A8Dcd712eD6285858ceBefDeploying L1 ERC721 Gateway...L1 ERC721 Gateway Contract Address: 0xcbEAF3BDe82155F56486Fb5a1072cb8baAf547ccInitializing L2 ERC721...

ERC721 鑄造、儲值、轉移與提領

鑄造（L1）

初始狀態如下，所有帳戶皆尚未持有任何代幣：

接下來，我們將鑄造 2 個代幣以進行接下來的演示。首先，進入 ETH（L1） 的 Console：

$ npx hardhat console --network ethWelcome to Node.js v16.1.0.Type ".help" for more information.>

取得 Deployer / User 帳戶：

// In Hardhat ETH Console

> let accounts = await ethers.getSigners()

> let deployer = accounts[0]

> let user = accounts[1]

取得 ERC721 及 OVM_L1ERC721Gateway 合約物件，合約地址可以從部署訊息中取得：

// In Hardhat ETH Console

> let ERC721_abi = await artifacts.readArtifact("ExampleToken").then(c => c.abi)

> let ERC721 = new ethers.Contract("0xFD471836031dc5108809D173A067e8486B9047A3", ERC721_abi)

> let Gateway_abi = await artifacts.readArtifact("OVM_L1ERC721Gateway").then(c => c.abi)

> let Gateway = new ethers.Contract("0xcbEAF3BDe82155F56486Fb5a1072cb8baAf547cc", Gateway_abi)

鑄造兩個 ERC721 代幣：

// In Hardhat ETH Console

> await ERC721.connect(deployer).mintToken(deployer.address, "foo")

{ hash: "...", ...}

> await ERC721.connect(deployer).mintToken(deployer.address, "bar")

{ hash: "...", ...}

只有合約的 Owner（deployer） 可以進行鑄造的操作。

確認 Deployer 餘額：

> await ERC721.connect(deployer).balanceOf(deployer.address)

BigNumber { _hex: '0x02', _isBigNumber: true } // 2

確認代幣的 TokenID 與 Owner：

> await ERC721.connect(deployer).ownerOf(1)

'0xf39Fd6e51aad88F6F4ce6aB8827279cffFb92266' // deployer

> await ERC721.connect(deployer).ownerOf(2)

'0xf39Fd6e51aad88F6F4ce6aB8827279cffFb92266' // deployer

儲值（L1 => L2）

完成以上步驟後，目前的狀態如下：

接下來，授權 OVM_L1ERC721Gateway使用 TokenID 為 2 的代幣：

// In Hardhat ETH Console

> await ERC721.connect(deployer).approve("0xcbEAF3BDe82155F56486Fb5a1072cb8baAf547cc", 2)

{ hash: "...", ...}

在 OVM_L1ERC721Gateway 合約呼叫 Deposit，儲值 TokenID 為 2 的代幣：

// In Hardhat ETH Console

> await Gateway.connect(deployer).deposit(2)

{ hash: "...", ...}

我們可以到 Optimism (L2) 的 Console 確認入金是否成功：

$ npx hardhat console --network optimismWelcome to Node.js v16.1.0.Type ".help" for more information.>

取得 Deployer / User 帳戶：

// In Hardhat Optimism Console

> let accounts = await ethers.getSigners()

> let deployer = accounts[0]

> let user = accounts[1]

取得 L2DepositedERC721 合約物件，合約地址可以從部署訊息中取得：

// In Hardhat Optimism Console

> let L2ERC721_abi = await artifacts.readArtifact("OVM_L2DepositedERC721").then(c => c.abi)

> let L2DepositedERC721 = new ethers.Contract("0x09635F643e140090A9A8Dcd712eD6285858ceBef", L2ERC721_abi)

確認入金是否成功：

// In Hardhat Optimism Console

> await L2DepositedERC721.connect(deployer).balanceOf(deployer.address)

BigNumber { _hex: '0x01', _isBigNumber: true } // 1

> await L2DepositedERC721.connect(deployer).ownerOf(2)

'0xf39Fd6e51aad88F6F4ce6aB8827279cffFb92266' // deployer

ERC721 轉移（L2 <=> L2）

完成以上步驟後，目前的狀態如下：

接下來，我們在 L2 從 Deployer 轉移代幣給 User：

// In Hardhat Optimism Console

> await L2DepositedERC721.connect(user).balanceOf(user.address)

BigNumber { _hex: '0x00', _isBigNumber: true } // 0

> await L2DepositedERC721.connect(deployer).transferFrom(depoyer.address, user.address, 2)

{ hash: "..." ...}

> await L2DepositedERC721.connect(user).balanceOf(user.address)

BigNumber { _hex: '0x01', _isBigNumber: true } // 1

> await L2DepositedERC721.connect(user).ownerOf(2)

'0x70997970C51812dc3A010C7d01b50e0d17dc79C8' // user

ERC721 提領（L2 => L1）

完成以上步驟後，目前的狀態如下：

接下來，我們用 User 帳戶提領資金，在 L2DepositedERC721 合約呼叫 Withdraw：

// In Hardhat Optimism Console

> await L2DepositedERC721.connect(user).withdraw(2)

{ hash: "..." ...}

> await L2DepositedERC721.connect(user).balanceOf(user.address)

BigNumber { _hex: '0x00', _isBigNumber: true }

最後，檢查在 L1 是否提領成功：

// In Hardhat ETH Console

> await ERC721.connect(user).balanceOf(user.address)

BigNumber { _hex: '0x01', _isBigNumber: true } // 1

> await ERC721.connect(deployer).balanceOf(deployer.address)

BigNumber { _hex: '0x01', _isBigNumber: true } // 1

> await ERC721.connect(user).ownerOf(2)

'0x70997970C51812dc3A010C7d01b50e0d17dc79C8' // user

由於挑戰期為 0 秒，因此提領幾乎無需等待時間，頂多只需數秒鐘

做完上述所有操作，最終狀態應該如下：

總結

本文演示了：

Optimistic Rollup 相關服務的本機部署

ERC721 L1 => L2 的儲值（Deposit）

ERC721 L2 帳戶之間轉移（Transfer）

ERC721 L2 => L1 的提領（Withdraw）

筆者未來將繼續擴充此系列的教學內容，例如支援其他標準的合約如 ERC1155，以及如何運行 Optimistic Rollup 生態系中最重要的驗證者（Verifier），敬請期待。

參考資料

OVM Deep Dive

(Almost) Everything you need to know about Optimistic Rollup

How does Optimism’s Rollup really work?

Optimistic Rollup Official Documentation

Ethers Documentation (v5)

Optimistic Rollup Example: ERC20(Github)

Optimism (Github)

optimism-tutorial (Github)

l1-l2-deposit-withdrawal (Github)

Proof-of-concept ERC721 Bridge Implementation (Github)

Optimistic Rollup 就這樣用（2） was originally published in Taipei Ethereum Meetup on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

👏 歡迎轉載分享鼓掌

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ERC20 的入金、轉帳與出金

TL;DR

本文會跳過 Optimistic Rollup 的介紹而直接實際演示，關於 Optimistic Rollup 的概念與設計原理我將在日後另撰文說明，有興趣的讀者可以先參考下列三篇文章（由淺入深）：1. OVM Deep Dive 2. (Almost) Everything you need to know about Optimistic Rollup 3. How does Optimism’s Rollup really work?

本文將演示一個 Optimism Rollup 範例，程式碼在這裡。

本演示大量參考了以下這兩個官方範例：optimism-tutorial、l1-l2-deposit-withdrawal。

環境設置

Git

Node.js

Yarn

Docker

Docker-compose

筆者沒有碰到環境相容問題，但是建議都升到最新版本， Node.js 使用 v16.1.0 或以上版本

Optimism 服務啟動

有關 Optimisim 的所有服務，都包裝在 Optimism 這個超大專案當中了，直接使用原始碼進行組建：

$ git clone git@github.com:ethereum-optimism/optimism.git$ cd optimism$ yarn$ yarn build

組建完成後，就可以在本機啟動服務了：

$ cd ops$ docker-compose build$ docker-compose up

這個指令會啟動數個服務，包括：

L1 Ethereum Node (EVM)

L2 Ethereum Node (OVM)

Batch Submitter

Data Transport Layer

Deployer

Relayer

Verifier

Deployer 服務中的一個參數要特別注意： FRAUD_PROOF_WINDOW_SECONDS，這個就是 Optimistic Rollup 的挑戰期，代表使用者出金（Withdraw）需等候的時長。在本篇演示中預設為 0 秒。

如果有需要重啟，記得把整個 Docker Volume 也清乾淨，例如： docker-compose down -v

Optimism 整合測試

在繼續接下來的演示之前，我們需要先確認 Optimism 是否有順利啟動，特別是 Relayer 是否運作正常，因此我們需要先進行整合測試：

$ cd optimism/integration-tests$ yarn build:integration$ yarn test:integration

確保 L1 <--> L2 Communication 相關測試通過後再繼續執行接下來的演示內容。

啟動服務及部署合約需要花費一些時間，運行一段時間（約 120 秒）之後再執行測試，如果測試結果全部皆為 Fail，可能是 Optimism 尚未啟動完成，再等待一段時間即可。

ERC20 合約部署

Optimism 啟動成功並且完成整合測試後，接下來進行 ERC20 合約的部署。筆者已將合約及部署腳本放在 optimistic-rollup-example-erc20 這個專案中：

$ git clone git@github.com:ethereum-optimism/optimistic-rollup-example-erc20.git$ cd optimistic-rollup-example-erc20$ yarn install$ yarn compile

接下來我們需要部署以下合約：

ERC20，部署於 L1

L2DepositedEERC20，部署於 L2

OVM_L1ERC20Gateway，部署於 L1

其中，ERC20 與 L2DepositedERC20 是由上面的範例專案編譯的，可以直接在範例專案中直接取得 ABI；而 OVM_L1ERC20Gateway 則是由 Optimism 編譯的，屬於 Optimistic Rollup 協定的一部分，無法直接在範例專案中取得 ABI。

因此在部署以上三個合約前，我們需先手動將 OVM_L1ERC20Gateway 編譯後的生成品 （Artifacts）——即 ABI，複製到此專案中：

$ cp -r ~/projects/optimism/packages/contracts/artifacts/contracts/optimistic-ethereum/OVM/bridge/tokens/OVM_L1ERC20Gateway.sol ~/projects/optimistic-rollup-example-erc20/artifacts/contracts/

OVM_L1ERC20Gateway 只部署在 L1 上，顧名思義它就是 L1 <=> L2 的「門戶」，提供 Deposit / Withdraw 兩個基本功能，使用者必須透過這個合約來進出 L2。

雖然 OVM_L1ERC20Gateway 是 Optimistic Rollup 官方提供的合約。但是開發者也可以依需求自行設計自己的「門戶」。

接下來，我們直接用腳本進行部署：

$ node ./deploy.jsDeploying L1 ERC20...Deploying L1 ERC20...L1 ERC20 Contract Address: 0x1429859428C0aBc9C2C47C8Ee9FBaf82cFA0F20fDeploying L2 ERC20...L2 ERC20 Contract Address: 0x67d269191c92Caf3cD7723F116c85e6E9bf55933Deploying L1 ERC20 Gateway...L1 ERC20 Gateway Contract Address: 0xB0D4afd8879eD9F52b28595d31B441D079B2Ca07Initializing L2 ERC20...

ERC20 入金、轉帳與出金

ERC20 入金（L1 => L2）

目前餘額：

在合約部署完成後，Deployer 是目前唯一有資金的帳戶，接下來我們就進行入金（Deposit），將 Deployer 的資金從 L1 搬到 L2。

首先，進入 ETH（L1） 的 Console：

$ npx hardhat console --network ethWelcome to Node.js v16.1.0.Type ".help" for more information.>

取得 Deployer / User 帳戶：

// In Hardhat ETH Console

> let accounts = await ethers.getSigners()> let deployer = accounts[0]> let user = accounts[1]

取得 ERC20 及 OVM_L1ERC20Gateway 合約物件，合約地址可以從部署訊息中取得：

// In Hardhat ETH Console

> let ERC20_abi = await artifacts.readArtifact("ERC20").then(c => c.abi)> let ERC20 = new ethers.Contract("0x1429859428C0aBc9C2C47C8Ee9FBaf82cFA0F20f", ERC20_abi)> let Gateway_abi = await artifacts.readArtifact("OVM_L1ERC20Gateway").then(c => c.abi)> let Gateway = new ethers.Contract("0xB0D4afd8879eD9F52b28595d31B441D079B2Ca07", Gateway_abi)

先授權 OVM_L1ERC20Gateway 花費 ERC20：

// In Hardhat ETH Console

> await ERC20.connect(deployer).approve("0xB0D4afd8879eD9F52b28595d31B441D079B2Ca07", 10000)> await ERC20.connect(user).approve("0xB0D4afd8879eD9F52b28595d31B441D079B2Ca07", 10000)

注意：Deployer 及 User 都需要對 OVM_L1ERC20Gateway 進行授權，否則在接下來的出金步驟時 Relayer 會出錯

接著，在 OVM_L1ERC20Gateway 合約呼叫 Deposit：

// In Hardhat ETH Console

> await Gateway.connect(deployer).deposit(1000)

我們可以到 Optimism (L2) 的 Console 確認入金是否成功：

$ npx hardhat console --network optimismWelcome to Node.js v16.1.0.Type ".help" for more information.>

取得 Deployer / User 帳戶：

// In Hardhat Optimism Console

> let accounts = await ethers.getSigners()> let deployer = accounts[0]> let user = accounts[1]

取得 L2DepositedERC20 合約物件，合約地址可以從部署訊息中取得：

// In Hardhat Optimism Console

> let L2ERC20_abi = await artifacts.readArtifact("L2DepositedERC20").then(c => c.abi)> let L2DepositedERC20 = new ethers.Contract("0x67d269191c92Caf3cD7723F116c85e6E9bf55933", L2ERC20_abi)

確認入金是否成功：

// In Hardhat Optimism Console

> await L2DepositedERC20.connect(deployer).balanceOf(deployer.address)BigNumber { _hex: '0x03E8', _isBigNumber: true } // 1000

ERC20 轉帳（L2 <=> L2）

完成以上步驟後，目前的餘額如下：

接下來，我們在 L2 從 Deployer 轉移一部分資金給 User：

// In Hardhat Optimism Console

> await L2DepositedERC20.connect(user).balanceOf(user.address)BigNumber { _hex: '0x00', _isBigNumber: true } // 0> await L2DepositedERC20.connect(deployer).transfer(user.address, 1000){ hash: "..." ...}> await L2DepositedERC20.connect(wallet_1).balanceOf(user.address)BigNumber { _hex: '0x03E8', _isBigNumber: true } // 1000

ERC20 出金（L2 => L1）

完成以上步驟後，目前的餘額如下：

接下來，我們用 User 帳戶提領資金，在 L2DepositedERC20 合約呼叫 Withdraw：

// In Hardhat Optimism Console

> await L2DepositedERC20.connect(user).withdraw(1000){ hash: "..." ...}> await L2DepositedERC20.connect(user).balanceOf(user.address)BigNumber { _hex: '0x00', _isBigNumber: true }

最後，檢查在 L1 是否提領成功：

// In Hardhat ETH Console

> await ERC20.connect(user).balanceOf(user.address)BigNumber { _hex: '0x03E8', _isBigNumber: true } // 1000

由於挑戰期為 0 秒，因此提領幾乎無需等待時間，頂多只需數秒鐘

做完上述所有操作，餘額應該如下：

總結

本文演示了：

Optimistic Rollup 相關服務的本機部署

ERC20 L1 => L2 的入金（Deposit）

ERC20 L2 帳戶之間轉帳（Transfer）

ERC20 L2 => L1 的出金（Withdraw）

筆者未來將繼續擴充此系列的教學內容，例如 ERC721 / ERC1155 的使用方式，敬請期待。

參考資料

OVM Deep Dive

(Almost) Everything you need to know about Optimistic Rollup

How does Optimism’s Rollup really work?

Optimistic Rollup Official Documentation

Ethers Documentation (v5)

Optimism (Github)

optimism-tutorial (Github)

l1-l2-deposit-withdrawal (Github)

Optimistic Rollup 就這樣用（1） was originally published in Taipei Ethereum Meetup on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

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