1. 引言
前序部落格有：
- Rollup Decentralization
- Rollup去中心化
Rollup交易的固化流程不同于PoW的eventual consistency最終一緻性，也不同于以太坊PoS協定的等待X個确認，two consecutive supermajority votes(epochs)之前的交易即已固化。
Rollup交易的固化需要經曆3個階段，才能認為該Rollup交易是settled、final and irreversible：
- Sequencer’s Promise：Sequencer向使用者承諾其交易将被打包和執行。
- Order Finality：使用者交易具有相對于其它交易的最終排序。
- Execution Settlement：bridge合約信服某使用者交易的final execution。
本文讨論的Rollup交易固化适用于Optimistic Rollups和Validity Rollups。
2. Sequencer’s Promise
Sequencer為Rollup層唯一對鍊下資料庫的pending state具有知情權的一方，Sequencer有權來對pending交易進行排序。
交易生命周期始于：使用者在将交易傳給Sequencer之前，對該交易進行簽名。
Sequencer的響應可為：
- 1）對交易的predicted execution
- 2）promise當該交易settled as final（固化）時，該執行将維持
該promise是可能的，因為Sequencer為唯一具有所有pending交易list的一方。Sequencer有權決定交易的排序。是以，僅Sequencer對鍊下資料庫的pending state 知情。
稱其為promise，是因為Sequencer可向使用者傳回invalid response 并 忽略該交易。
Rollups有2種方式來對抗lying and malicious Sequencer：
- 1）Signed receipts：Sequencer需傳回具有其簽名的receipt，可作為後續其撒謊的懲罰依據。
- 2）Forced inclusion：使用者可跳過Sequencer，自己向bridge合約送出交易。
雖然Sequencer的角色是為決定交易執行的最終順序提供fast path，但Sequencer不具有的唯一決定權。最終由bridge智能合約決定所有pending交易的最終順序。
也就是說，隻要及時釋出（Arbitrum大約24小時），bridge就會優先考慮Sequencer提出的一批交易。
3. Transaction Order Finality
bridge合約決定交易的最終順序，并賦予任何人可重構出整個鍊下資料庫的能力。
bridge合約及其所在的L1鍊，實作了資料可用層的功能，進而可保證：
- 資料可用性：A data item was published at a point in time and it was available for all online parties to fetch it。
對于Rollup場景來說，将batch transactions送出到bridge合約，使得任何誠實的使用者、Executors、Sequencers可擷取整個transaction list。
新的batch transactions将附加在Rollup的 canonical chain of transactions之後。任何人可在其本地的資料庫備份的基礎上執行新交易，并計算新的鍊下狀态。整個流程是确定性的，基于相同的交易所有人都獲得同樣的狀态。
隻要相信有“one honest party”會入場并enforce execution settlement，則可在bridge合約之上建構協定，僅依賴于最終順序。
注意：
有的Rollup方案會直接跳過本階段，由Sequencer将交易直接發送給Executors，這樣做的優劣勢本文不展開讨論。
4. Execution Settlement
最終目的是讓合約信服有序交易的執行結果。
execution settlement的唯一目的，是讓合約信服，而不是讓外部方或共識協定信服，有序交易的最終執行結果。
此時：
- bridge已對所有執行交易 進行了排序
- 任何人，包括使用者本人，都可據此計算出一個資料庫備份
不知道資料庫目前狀态的僅有bridge合約，因為bridge合約計算資源有限，無法重放處理所有pending交易。
由Executors來送出新的資料庫狀态 以及 相應的證據。Executors可決定處理一個或多個交易batch，唯一的限制是執行必須遵守交易的最終順序。證據可以是欺詐證明或有效性證明。
execution settlemen的唯一原因是授權bridge合約執行side-effecct，包括從鍊外系統向L1智能合約轉移資金或發送消息。隻有當bridge确信相關交易的執行時，才能執行side-effect。
換言之，隻要确信所有交易都是有效的，并且執行正确，bridge才會釋放資金。
5. Rollup交易的固化流程小結
Rollup最有趣的一點在于，其将交易排序和執行進行了分離：
- 首先排序：所有方可确定完全相同的transaction list，并本地計算資料庫的新狀态。
- 延遲執行：整個流程集中在：讓bridge合約信服，在該transaction list執行之後，的資料庫新狀态。
這樣分離的好處在于，在bridge合約 settle該執行之前，任何人都可确定性的計算出資料庫的将來狀态。
排序與執行之間的延遲可能很大，如樂觀證明Rollup中：
- transaction batch送出的頻率為每30秒
- order finality的确定時間小于10分鐘
- 而execution settlement最少需要2周
本文的關鍵内容在于：
- Transact after ordering & before settlement：隻要信任存在某honest party會入場 并 enforce eventual execution settlement with the bridge合約，則agents can act upon the unsettled database state once the ordering is final。
假設使用者需要從某樂觀Rollup中快速提款到以太坊，其需要3步：
- 1）使用者發送 funds + fee：使用者選擇某liquidity provider（LP）并發起一筆交易将資金轉移給LP。該交易在Rollup上确認，并将會把資金發送給以太坊上某特殊仲裁合約。
- 2）LP等待order finality：LP在決定在以太坊鍊上給使用者發送資金之前，将等待該Rollup交易達到order finality。
- 3）LP或使用者獲得資金：當該Rollup交易execution is settled，使用者資金将到達“以太坊上某特殊仲裁合約”。若LP正常履約（已給使用者轉賬），則“以太坊上某特殊仲裁合約”會将資金給LP，否則，會将資金返還給使用者。
在上述例子中，使用者可從LP收到資金的樂觀用時為<10分鐘，且LP有信心其将在約2周内收回相應資金。若存在問題且LP無法履約，則使用者将在約2周後收回資金。
總結為：
- 對于任意将交易資料發送到bridge合約的Rollup方案，都可實作order finality。
不僅Arbitrum 和 Optimism 這樣的樂觀Rollup方案支援order finality，Scroll、Polygon Hermez、zkSync等Validity Rollup方案 也支援order finality。
本節重點讨論了樂觀Rollup如何利用order finality來繞過execution settlement delay（約2周）。
但是對于Validity Rollup方案，一旦交易被ordered for execution，使用者就可認為該交易是final的。這為Executors提供了回旋的空間，讓Executors在整理validity proof并settling the execution之前，等待有序的交易堆積起來。
參考資料
[1] Patrick McCorry 2023年2月21日部落格 Tiers of Transaction Finality for Rollups