概述
近期，Polygon生态 TVL 持续走高。随着 TVL 的快速放大，Polygon 市值也急速攀升，一度进入加密货币总市值的前 10，超越了 UNI、LINK 等老牌明星项目，这也使的社区对 Polygon 的安全性产生了讨论。
Polygon 希望成为首个以太坊扩容方案聚合器，同时支持多种 Layer 2、侧链等扩容方案。目前，Polygon 拥有一条基于 Plasma 框架和 PoS 共识机制的侧链以及配套的 PoS Bridge、Plasma Bridge 两座桥。
在所有侧链 和 Layer 2 的系统中，无疑 Bridge 的安全性是最重要的，因为所有的资产都被托管在一个 Layer 1 的智能合约中，该合约是否保留管理员权限，是否有紧急退出机制一般是衡量一个 Layer 2 系统是否无需信任的重要标志。本文将对并 Polygon 与 Rollup 方案的 Bridge 在安全性等方面进行对比。
Polygon Bridge
桥是侧链和 Layer2 等扩容方案的核心组件之一，资产必须通过桥才可以在以太坊主链和子链（侧链或 Layer 2）之间进行迁移，同时桥的具体实现机制也决定了扩容方案的安全性。Polygon 同时支持 PoS Bridge 和 Plasma Bridge 两种桥机制。
PoS Bridge 流程机制：
- 资产（ERC20/ERC721/ERC1155）的所有者首先必须 approve PoS 桥上的托管合约，用来转入一定数量 token，这个合约部署在以太坊主网上，事实上它会锁定所有存入的 token；
- 一旦 approve 完成，接下来就是存入资产，这会对 RootChainManager 合约进行函数调用，由于状态同步机制的存在，进而触发 Polygon 链上的 ChildChainManager 合约；
- ChildChainManager 内部调用子 token 合约的存款函数，并铸造相应数量的 token 资产存入特定用户的 Polygon 账户，值得注意的事，只有 ChildChainManager 才可以调用子 token 合约的存款函数；
- 一旦用户的账户存入了 token，他们可以立刻在 Polygon 网络使用这些 token；
- 提取 token 回以太坊分成了两步，第一步是在 Polygon 网络销毁这些 token，之后是将销毁交易的证明传回以太坊主网；
- 需要花费 10-30 分钟，销毁交易的证明才会被加入一个 checkpoint，并传回以太坊主网，这是由 PoS 验证者完成的。
- checkpoint 被传回主网后，会调用 RootChainManager 合约的 exit 函数，并传入销毁交易的证明；
- exit 函数将验证这个 checkpoint 中的所有销毁交易，验证通过后触发托管合约；
- 最后托管合约将之前锁定的 token 释放，并退还到用户的以太坊账户中。
Plasma Bridge 流程机制：
- 用户在以太坊上的 Polygon 合约中存入 token；
- 一旦以太坊主网确认了存款成功，Polygon 网络就会铸造相同数量的 token 并存入用户的 Polygon 账户，用户可以立刻使用这些 token；
- 用户可以随时提取 Polygon 上的 token 到以太坊上，一旦提交请求，需要等待 5 分钟的 checkpoint 时间；
- 当这个 checkpoint 被提交到以太坊主网后，将铸造一个相同价值的退出 NFT （ERC721）作为凭证；
- 用户需要等待 7 天的挑战期，这由 Plasma 安全机制决定；
- 一旦挑战期完成，可以使用退出 NFT claim 你的 token 资产，完成提款。
PoS Bridge 是官方推荐使用的桥，它具有更快的提款时间，支持更多的以太坊资产标准，而 Plasma Bridge 提款时需要等待 7 天的挑战期，但是它在安全级别上会更高。两者主要对比如下：
Bridge 安全性对比
Bridge 安全性的核心其实在于用户是否可以无需信任的存入和提取资产，包括当 Layer 2 节点不可用甚至作恶时，Layer 1 能否独立的恢复 Layer 2 上的交易数据和用户在 Layer 1 上的资产余额（数据可用性），本节我们将 Polygon Bridge 和 Rollup Bridge 进行对比。
Polygon PoS Bridge
Polygon PoS Bridge 由一组外部验证者来保证安全性。在一般的 PoS 系统中，一般安全性是由验证者 bond 的资产和惩罚机制来保证的。
此外，该 Bridge 合约留有了管理员权限，由一个多签钱包通过代理控制，这个多签钱包起初是 2/3 多重签名，现在则升级为 5/8 方案。在这 8 个签名者中，4 个是 Polygon 联合创始人，另外 4 个则是来自其他 Polygon Defi 项目的主要成员。
通过我们对合约代码的检查，合约的 Owner 可以随时升级替换合约（没有延迟期），也即意味着 Owner 具备随时提取合约中所有用户资产的能力，这无疑是一个潜在的安全风险。所以 Polygon 通过 Pos Bridge 转移至 Polygon 网络的资产现阶段并不是无需信任的。
Polygon Plasma Bridge
Polygon Plasma Bridge 的退出机制基于 Plasma exit mechanism，由于同样使用了欺诈证明，用户提现时和 Optimistic Rollup 一样都需要等待 7 天的挑战期。
但 Plasma 方案相比 Rollup 方案的一个重要不足是数据不可用（data unavailability），即 Plasma 的 operator 只会把交易数据生成一个 hash 值存储到 Layer 1 上，因此 Layer 1 是不具备可用的数据来验证 operator 是否作恶以及恢复 Layer 2 上的所有交易的。
Optimistic Rollup Bridge
在 Optimistic Rollup 方案中，主要由第三方的 sequencer 负责 Layer 2 与 Layer 1 之间的交互。当用户在 Layer 1 存入资产时，由 Sequencer 在用户的 Layer2 账户中计入相应资产；与此同时，sequencer 周期性的将它在二层上收到的交易生成新状态根发布到以太坊上。当用户提现时，只要提供一个基于最新发布的状态根得到的，自身账户拥有足够多资产的默克尔证明，即可完成提现。为了防止 sequencer 提交无效的状态转换，Optimistic Rollup 引入了 verifier 和挑战期的概念，任何一个 sequencer 发布的新状态根都不会立刻生效，而是需要经过一个 7 天的挑战期，在挑战期内，只要 verifier 发现其中一个状态转换无效时，就可以发布欺诈证明，如果证明成功，就会取消这个状态转换，并且将 sequencer 的押金奖励给 verifier。
同时，为了避免 sequencer 作恶或者离线，sequencer 被要求将 Layer 2 所有的交易数据保存到 Layer 1 的 calldata 中，这样即使这个 sequencer 消失，一个新的 sequencer 也可以基于这些数据还原所有的 Layer 2 上发生的交易，并从中断处重新开始工作。
zkSyncBridge
Rollup 方案都会将 Layer 2 上的交易压缩提交到 Layer 1 上的 calldata 中，这首先确保了 Layer 2 网络数据在 Layer 1 上的数据可用性。
- 同时当 zkSync 整个系统不可用的时，比如 Layer 2 无法收到用户的签名，Layer 2 不再将交易数据提交到 Layer 1 时，任何人都可以触发进入紧急退出模式：
- 任何用户都可以在 Layer 1 通过调用 requestFullExit，发起提现请求，请求顺序存储，且有超时时间（目前设计为 3 天）；
- 当 1 中请求序列中的第 1 个请求过了超时时间还未被 zkSync 的 operator 处理时，任何用户都可以通过调用 activateExodusMode 来激活 Exodus Mode；
- 在链下可以使用官方提供的的工具通过爬取 Layer 1 上的 calldata 数据来最终同步到 Exodus Mode 时的 zkSync 状态， 并基于此状态对用户拥有的资产产生 zkProof；
- 最后，用户通过调用 performExodus, withdrawPendingBalance 两个方法来完成最后的提现（需要用到第 3 步中产生的 zkproof 和一些数据做为参数）。
可见，zkSync 设计了非常完善的退出机制，即使 Layer 2 节点彻底不可用，用户仍然可以利用 Layer 1 上的 calldata 数据提取桥中存储的资产。
详情请阅读 :A Test of zkSync 1.0’s Exodus Mode on Ropsten
三者的主要对比：
最后
DeGate致力于打造以太坊 Layer2 上，交易体验最佳的去中心化交易所，团队将深入研究市面上的各种 Layer2 方案，并综合性能、安全性、用户体验等指标，选择在其中一个或多个方案上部署 DeGate 产品。
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