概览
本文档详细阐述了DeGate协议的设计理念、核心概念和主要功能。DeGate是基于ZK-Rollup技术的去中心化订单簿交易所，特点是资金自托管、速度快、矿工费成本低。本协议设计时始终坚持了以下原则：
存在DeGate协议的资金都是非托管式的，最高权限由用户掌握，其他角色无法触及用户的资产，整个协议没有后门和管理员权限，主要体现在：
- DeGate协议无法升级。
- 交易未被确认超过规定时长后，用户可自主取回充值。
- 用户可发起强制提现，进入逃离模式后自主取回存放在协议内的资产。
- 所有涉及DeGate账户资产变化的操作，都需要用户签名才能完成，即在协议上确保资产的变化一定是经过用户授权才会发生。
- 无需信任的订单取消，用户可以在区块链上追加确认，实现100%的无需信任。
只要有区块链钱包，无需身份审查，就能访问和使用DeGate。任何人都能在DeGate协议 内上架任意符合标准ERC20规格的币种并进行交易。维持上币的开放性对DeGate来说意义重大。
开放协议中实现免审核使用、免审核上币和免审核交易要同时考虑功能和经济方面的安全。DeGate是目前市面上唯一的实现了无审核上币的订单簿去中心化交易协议。DeGate协议经济安全的措施包括如下：
- 充值入账的免费额度
- 币种分类属性
- 特定的计价币种
- 设置订单的最小价值要求
- 设置风险价格和风险订单
- 交易风险提示
- 自动排除不符合标准ERC20规格币种的币种黑名单系统
DeGate在准入门槛、交易开放性、资金安全等多个方面都站在中心化的对立面，同时又能提供和中心化交易所类似的下单交易体验。
DeGate协议的核心是ZK-Rollup技术，由链上和链下两部分构成，所有账户和资产变化通过链下处理后Rollup至链上智能合约。
- 链上部分：部署于EVM网络的智能合约，存放资产、验证零知识证明、提供充值和提现方法
- 链下部分：DeGate链下节点，主要包括
- 前端网站：可通过浏览器访问的站点
- 交易系统：处理用户的下单，根据订单簿完成撮合；处理账户和资产变化的事件
- Operator：定期处理账户和资产的链下交易，生成zkBlock、调用电路、提交证明
- 电路：描述需要进行零知识证明的事件，被用于生成零知识证明
- 默克尔树：以树型结构存储了DeGate协议内的账户、资产和订单的数据
- 区块同步：观察和确认DeGate智能合约上发生的所有交易
- Postman：在EVM网络调用DeGate合约方法，提交zkBlock数据到合约
DeGate协议框架
DeGate协议支持EVM网络。测试网版本已经部署在Goerli，首个主网版本将会部署至以太坊主网。
DeGate协议中用户发起任何操作请求，都需要经过用户的私钥签名授权。涉及资产和账户变化的操作会作为链下交易进行处理。
DeGate协议的ZK-Rollup过程可概括为下列三步：
- 1.用户签名发起请求。
- 2.节点验证和处理用户请求，将链下交易打包出块，调用电路计算零知识证明。
- 3.节点将证明结果发到链上合约进行验证，完成ZK-Rollup，提供了资产的数据可用性。
Zk-Rollup过程
在DeGate内发起链下请求时需要签名，支持两种签名方式：ECDSA和EdDSA。钱包私钥完成ECDSA签名来解锁账户，生成一把EdDSA私钥，该私钥称为「资产私钥」。DeGate协议采用资产私钥对用户的链下请求做签名，因为EdDSA对零知识证明更加友好，能降低证明的计算成本。不同链下请求所需签名方式不同，例如下单时用EdDSA签名，无须用户在钱包内确认，而提现和转账请求仍需通过钱包确认ECDSA签名，兼顾了安全和便利。
DeGate协议的默克尔树记录了所有账户的权限和资产信息。用户首次使用时需以免审核的方式开通一个去DeGate去中心化账户，即在默克尔树上的账户节点写入钱包地址、资产公钥等绑定关系。用户存入DeGate协议的链上资产，将被记账到相应的账户节点，用于交易挂单等操作。
在DeGate开始交易前，需要先往DeGate账户充值资产。DeGate节点确认完用户的链上充值交易后，所转账数量就会计入DeGate账户的可用余额，该余额立即可用于挂单等操作；同时，Operator会发起一个确认充值的链下交易，并最终rollup到链上合约，以保证链上和链下数据的一致性。
用户发起提现的链下请求后，Operator会自动立即处理。这里需要强调，DeGate中的提现不存在人工审核。当包含了提现链下交易的zkBlock提交到链上区块后，用户就会收到所提现的资产。为了实现100%资产自托管的属性，DeGate协议提供了强制提现方法，强制提现实现了用户以不受任何阻拦的方式自主取回其存放在DeGate协议中资产的功能。用户可在链上发起强制提现，强迫Operator处理；如果Operator没有在预先规定的时间内处理，则整个DeGate协议的运行关停，DeGate协议进入逃离模式。
一旦进入逃离模式，用户可调用DeGate的智能合约，直接取回DeGate协议内的资产。DeGate智能合约会拒绝任何新的Rollup，所有链下请求将无法得到处理，所有DeGate账户和资产状态会停留在进入逃离模式前最后一次Rollup的状态，DeGate智能合约将以这个最后的状态来处置资产。为了取回资产，用户需解析DeGate合约所有Calldata数据来构建默克尔树，得到最新账户和资产状态，通过这些数据直接向DeGate智能合约取回资产。当然，解析最新账户和资产的状态，这件事可以委托第三方完成。
DeGate协议费用有矿工费和手续费两类。ZK-Rollup会产生成本，包括交易上链的矿工费和零知识证明计算成本。为了协议经济安全，用户需要承担链下交易的矿工费。协议收入来自订单成交时的手续费，订单Taker承担矿工费和交易手续费。所有产生费用都进入DeGate HomeDAO金库。
交易系统是订单簿交易的核心模块，主要包含了交易对、订单簿、撮合逻辑、订单记录等。全部链下请求先通过交易系统的校验，再交给Operator处理。订单撮合逻辑和中心化交易所一样，按照时间优先，然后价格优先顺序依次匹配。
添加新资产和交易对无需人工审核，任何人都可以在DeGate协议上架符合标准ERC20规范的资产。具体来说，发起者先向DeGate合约注册币种，然后在DeGate节点添加该币种的交易对，就能开启新的交易对。
目前协议开放的交易对计价币种包括ETH、USDC、USDT，即每个币种都可以添加3个不同交易对。
对于部分非标准的ERC20资产，比如转账燃烧和自动更新数量的币种，DeGate节点做相应的额外处理后也能支持上币和开通交易，但需要根据情况逐一评估和调整。
DeGate协议部署到以太坊主网的时候，需要对电路与合约进行初始化设置，此过程因为会引入随机熵而被称作Trusted Setup。DeGate协议的Trusted Setup分为两个阶段
- 1.
- 2.基于初始值，引入一个未来的比特币区块哈希，然后找5名社区成员各自输入随机熵，接着再引入另一个未来的比特币区块哈希，最终计算出Proving Key和Verifying Key，分别放入电路与合约。
目前DeGate协议的链下部分为单节点运行模式，由节点运营方负责。单节点可能出现故障或作恶的情况和应对方式如下：
- 1.节点不处理链下请求。为应对这种情况，用户可以发起强制提现取回资产，如果DeGate对于强制提现的链上请求都不处理，那么在预先规定的时间后，任何人都可以让DeGate协议进入逃离模式，之后用户可直接向DeGate智能合约提取属于自己的资产。
- 2.订单簿成交抢跑(Frontrun)。市价单保护价功能可将用户可能受到的抢跑损失限定较小的范围。
- 3.代码安全风险：开源与钱包和资产交互的代码并独立部署，供前端网站调用，确保资产操作过程不被恶意代码伪造。
- 4.接口通信安全：前端和后端之间调用接口时，通过约定的私钥签名验签来确保所通信数据没有被篡改。
为了使DeGate协议更加Trustless，降低用户成本和方便专业用户使用，还加入了以下功能：
- 链上追加取消订单
- 去中心化网格策略
- 聚合交易
- 转账方式充值（标准充值）
- 高级账户与交易私钥
- SDK工具和文档
- Shutdown模式
DeGate网站可通过Web浏览器和移动浏览器访问，Web端支持Metamask插件钱包、WalletConnect协议和Ledger硬件钱包，Mobile端支持主流手机钱包和WalletConnect协议。
管理DeGate账户就是管理资产私钥，包括新账户开通，每次登录时的解锁账户，重置和查看资产私钥。
除了充值和提现，还可以进行DeGate账户间的内部转账。内部转账是一种链下请求，需要Rollup上链，但只要发起签名，就能立即完成向目标账户的转账，并且所需矿工费相比链上转账低得多。
提供限价单和市价单两种下单模式。限价单适用于按指定价格成交的场景， 还具备Post-Only功能，可以只下Maker订单。市价单适合希望以订单簿目前最优价格快速成交的用户，DeGate具有价格滑点保护功能，避免订单簿深度不佳时的市价单扩大损失。
输入币种合约地址，发起链上合约调用，便可添加新资产。
选择一个交易币种（Base Token）和一个计价币种（Quote Token），即可组成交易对，立即完成交易对添加并开始交易。
DeGate协议以资产自托管的方式提供了网格策略的交易能力。与订单簿下单类似，用户会用资产私钥签名一个网格策略，DeGate节点验证后，订单簿会挂上初始网格订单。某一个网格订单被撮合成交后，电路验证该笔撮合符合用户的签名授权；当一个网格订单被完全成交后，DeGate节点会依照用户事先授权的签名来派生出一个新的网格订单，以此往复循环，实现完整的网格策略交易。网格策略的订单和普通交易使用同一个订单簿。
此外DeGate还提供了网格下单预览、图形化展示订单和近期成交、网格数据统计和历史明细等功能，便于用户了解自己的网格策略。
流动性挖矿是DeGate完成冷启动的重要途径，以保证交易对有足够的流动性来满足交易需求。以交易对为单位，用户创建同时符合资金条件和价格条件的网格策略，便能参与挖矿。挖矿奖励每隔15秒进行一次计算和分配。值得注意的是，该挖矿奖励独立于网格策略的做市收益，为用户额外得到的收益。
DeGate协议还提供了账户的详细历史记录，包括充值、提现、转账历史，订单和成交历史，网格策略记录，账户活动等。
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