ARB:Arbitrum的秘密武器：交互式欺詐證明

Arbitrum One 已經在主網開放，我們計劃推出一系列的文章，講解 Arbitrum 的內部構件。本文摘自?Inside Arbitrum，該原文深入講解了 Arbitrum 的工作原理。??

圍繞?optimistic rollups，最主要的設計抉擇是，如何解決爭議。假設 Alice 斷言 Rollup 會的運行會產生某個結果，而 Bob 不同意，那協議該如何定奪，選擇誰提交的結果呢？

處理的方法基本可分兩類：交互式證明，或者重執行交易。Arbitrum 選擇了交互式證明，我們認為這種辦法效率更高，也更靈活。Arbitrum 的其它設計也基本上遵循這個原則。

從 2014 年以來，我們一直在開發交互式欺詐證明（和 Arbitrum）。基本的機制我們寫在了?2018 年出版的論文里，雖然現在我們又做了大量的升級。

Arbitrum鏈上鎖倉總價值突破50億美元，活躍賬戶量超300萬:金色財經報道，據Dune Analytics最新數據顯示，以太坊Layer2網絡Arbitrum鏈上鎖倉總價值已突破50億美元，本文撰寫時已達到50.34億美元，鏈上合約創建總數量為1,844,974個，鏈上賬戶創建總量為384.6萬個（活躍賬戶量為307.8萬個），交易總量達到1.55億筆。歷史數據顯示，Arbitrum鏈上總鎖倉量于2022年8月11日突破30億美元，這意味著過去7月增幅超過65%。[2023/3/23 13:22:35]

交互式證明的思路是讓 Alice 和 Bob 參與一個由 L1 合約引導的回合制協議，使用任何 L1 合約所需的最小開銷來解決他們之間的分歧。

支付巨頭Visa加密負責人：自去年1月波場月活用戶量一直高于以太坊、Polygon、Optimism與Arbitrum之和:金色財經報道，據支付巨頭Visa公司加密負責人Cuy Sheffield在社交媒體披露數據顯示，波場在新興市場已得到廣泛采用，此外2022年1月至2023年1月期間，波場月活用戶量一直高于以太坊、Polygon、Optimism與Arbitrum月活用戶量之和。此外，Polygon、Optimism與Arbitrum三個以太坊L2鏈上穩定幣支付的活躍用戶量同比增長超500%，說明當前仍處于穩定幣支付的早期階段。[2023/2/27 12:31:41]

Arbitrum 的方法基于對爭議的剖析。如果 Alice 的斷言涉及了 N 個執行步驟，那就讓她曝光出兩個各涉及 N/2 個步驟的斷言，然后讓 Bob 選擇一個來挑戰。這樣一來，爭議的規模就縮小了一半。這個過程持續進行，每一回合都將爭議的規模縮小一半，直到爭議的范圍變成一個執行步驟。注意，直到此時為止，L1 引導合約都不必考慮實際上執行了什么。僅當爭議被縮小到單個執行步驟時，L1 引導合約才需要理解這一步要執行什么指令，以及 Alice 對該步的斷言是否為真，以此解決爭議。

碳信用交易公司Carbonplace籌集到4500萬美元的種子資金:2月8日消息，總部位于倫敦的碳信用交易公司 Carbonplace 籌集到 4500 萬美元的種子資金，瑞銀集團、加拿大帝國商業銀行、法國巴黎銀行、NatWest 集團、澳大利亞國民銀行、Banco Bilbao Vizcaya Argentaria、Sumimoto Mitsui 和 Standard Chartered Plc 等參投。

Carbonplace 還任命 Scott Eaton 為該公司的第一任首席執行官，Carbonplace 平臺預計將于今年晚些時候推出。[2023/2/8 11:54:20]

交互式證明背后的關鍵原理是，如果 Alice 和 Bob 有所爭議，Alice 和 Bob 應盡可能做鏈下的工作來解決爭議，而不是讓 L1 合約承擔負擔。

Arbitrum Odyssey將于6月22日1時正式開啟:6月18日消息，以太坊擴展方案Arbitrum宣布，Arbitrum Odyssey活動將于EST時間6月21日13點（北京時間6月22日1點）正式開啟。第一周為“跨鏈橋周”，用戶在一周內通過跨鏈橋將ETH橋接至Arbitrum，可在第一周結束時獲得NFT，使用最多跨鏈橋的用戶將獲得獎勵NFT。

據悉，Arbitrum Odyssey是以太坊擴展方案Arbitrum舉辦的生態體驗獎勵計劃，用戶通過與獎勵計劃投票選出的Arbitrum生態協議交互，完成特定任務，即有機會獲得Project Galaxy和加密藝術家Ratwell設計和發行的NFT獎勵。[2022/6/18 4:36:27]

另一個方案是，讓一個 Rollup 區塊在區塊內每一筆交易后附帶一個狀態哈希值斷言。然后，在爭議情形中，L1 引導合約將模擬一整筆交易的執行，看結果是否與 Alice 的斷言一致。

我們堅決認為，交互式證明是個更好的方法，理由如下。

在樂觀情形下，交互式證明效率更高。因為交互式證明可以解決大于一筆交易的爭議，因此，一個 rollup 區塊可以僅包含一個斷言，斷言整條鏈在這一個區塊的所有內容執行完之后的結果狀態。相反，重執行方法需要區塊內的每個交易后面都附帶一個狀態斷言。如果一個 rollup 區塊里面有成百上千筆交易，這兩種方法在對 L1 區塊的空間占用上將出現顯著的區別——而這種占用正是 rollup 成本的主要部分。

在悲觀情形下，交互式證明的效率也更高：如果出現了爭議，L1 引導合約只需檢查 Alice 和 Bob 的操作「在往正確的方向走」，比如 Alice 確實把 N 步驟的斷言拆成了兩個針對一半步驟的斷言。（引導合約無需去計算 Alice 斷言的正確性，Bob 會做，在鏈下做。）只需要重新執行一個指令。相反，在重執行交易模式下，L1 引導合約需要模擬一整筆交易的執行。

更高的交易級 gas limit：交互式證明可以擺脫以太坊對單筆交易 Gas Limit 的限制；即使一筆交易 gas 消耗量太大、無法放進以太坊區塊內，也仍有可能可以放進 Arbitrum 的區塊內。Rollup 的 Gas Limit 當然也不可能是無限的，但仍可以做到比以太坊主鏈所容許的大得多。

就以太坊而言，大 gas 容量的 Arbitrum 交易的唯一缺點是它可能需要運行更多的交互步驟（這個也僅僅是在有所爭議的情況下）。相反，重執行模式下的 rollup 交易，gas limit 必須小于以太坊的區塊 Gas Limit，否則就沒法在一筆以太坊交易內模擬執行完這筆交易了（而且模擬執行比起在以太坊中直接執行，gas 消耗量還要更大）。

合約大小沒有限制：交互式證明無需為每一個 L2 合約創建一個以太坊合約，所以也不要求合約符合以太坊合約的限制。對于 Arbitrum 的爭議合約來說，在 L2 上部署一個合約的操作也是一系列計算過程的組合，與別的操作沒有區別。相反，重執行模式下，L2 合約的大小比以太坊主鏈上所能容許的還要小，因為要模擬一個合約的執行需要能夠仿制（instrument）這個合約，而仿制的代碼必須能夠放進一個以太坊合約內。

更大的實現彈性。交互式證明允許實現上的更大靈活性，舉個例子，加入 EVM 中還不存在的指令。必要的功能無非是能在以太坊上驗證一個單步執行的證據。而重執行模式就嚴格受限于 EVM。

Arbitrum 的大部分設計都是由交互式證明方法所開啟的機會驅動的。如果你在學習 Arbitrum 的特性時疑惑于為什么這種它們要存在，這里有兩個簡單的思考方向：「這個特性是用來支持交互式證明的嗎？」以及「這個功能是是如何利用交互式證明得以實現的」？大部分關于 Arbitrum 的「為什么」都跟交互式證明有關。

原文來源： Offchain Labs Medium

原文作者： Offchain Labs

原文編譯：阿劍，以太坊愛好者

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