Arbitrum Nitro 白皮書速讀：如何更兼容 EVM 和降低交易成本？_ARB

來源：Offchainlabs

編譯：Karen，ForesightNews

OffchainLabs在最新發布的ArbitrumNitro白皮書中，將ArbitrumNitro視為第二代OptimisticRollup，相比之前的Rollup，Nitro能夠提供更?的吞吐量、更快的最終確定性和更有效的爭議解決?案。

ArbitrumNitro技術的核心是一個新的證明器，可以在WASM代碼上進行Arbitrum的交互式欺詐證明。也就是說，L2Arbitrum引擎可以在WASM上運行，取代一直定制設計的AVM架構，可以使用標準的語言和工具來構建和編譯。

將Geth?core直接編譯到Arbitrum中是Nitro最酷的地方，Geth實際上定義了以太坊標準的EVM引擎。所以本質上，Nitro是在以太坊之上的Layer2運行Geth，并且可以證明對編譯為WASM的Geth核心引擎的欺詐。

Rabby Wallet新增支持以太坊、Arbitrum和Gnosis測試網:7月26日消息，由DeBank推出的瀏覽器插件錢包Rabby Wallet新增支持以太坊Goerli、Arbitrum Goerli和Gnosis Chiado測試網。[2023/7/26 16:00:38]

Arbitrum此前也表示，Nitro?有著優化過后的批處理和數據壓縮組件，能進一步降低Arbitrum的交易成本，并且具有以太坊L1Gas兼容性等，除此之外，欺詐證明、排序器、代幣橋也是Nitro?的組件。由于Nitro建立在WASM和Geth等標準技術之上，因此它更兼容EVM。根據白皮書，改進過后的Nitro相較ArbitrumOne，效率更高，延遲性更低，激勵兼容性也更好。

Arbitrum實現這些屬性的設計原則包括：

Pixel Vault與Reboot Protocol合作開發的旗艦游戲BattlePlan將在Arbitrum Nova上推出:6月29日消息，PUNKS Comic和MetaHero Universe發行商Pixel Vault與Reboot Protocol合作開發的旗艦游戲BattlePlan將在Arbitrum Nova上推出。BattlePlan是一款沉浸式的自動戰斗游戲，展示了Pixel Vault的Inhabitants Universe中的標志性角色。[2023/6/29 22:08:01]

將事務排序與確定性執?分開；

將現有的以太坊模擬軟件與擴展相結合，并實現跨鏈功能；

分別編譯執?和證明；

使用基于交互式欺詐證明的OptimisticRollup協議將交易結果放置在Layer1。

數據：Amber Group于昨日再次將241萬枚ARB轉入Binance:4月1日消息，據 Spot on Chain 數據顯示，Amber Group 于昨日再次將 241 萬枚 ARB 轉入 Binance，約合 334 萬美元（當時 ARB 價格為 1.37 美元）。

此外，據近幾日數據顯示，Amber Group 相關地址于 3 月 24 日至 26 日期間從若干地址處收集 860 萬枚 ARB，約合 1062 萬美元（當時 ARB 價格為 1.23 美元）。此后于 3 月 28 日至 30 日將 567 萬枚 ARB 轉入 Binance，約合 669 萬美元（當時 ARB 價格為 1.18 美元），目前 Amber Group 相關地址仍持有 50.9 萬枚 ARB，價值約合 71 萬美元。[2023/4/1 13:39:10]

一、排序和確定性執行

以太坊Layer2網絡Arbitrum鏈上總用戶量突破100萬:7月31日消息，據Dune Analytics數據顯示，以太坊Layer2網絡Arbitrum鏈上總用戶量已突破100萬，截至目前為1,025,930。此外，Arbitrum鏈上成功交易量已突破2000萬筆，當前為20,499,780筆（總交易量為21,416,388筆）。[2022/7/31 2:49:56]

Nitro分兩個階段處理提交的交易，排序器進行交易排序，并將訂單作為實時流和壓縮數據批次發布在Layer1鏈上。這些交易會按確定性狀態轉換函數?次處理?個有序交易，該函數更新鏈狀態并?成Layer2區塊，這些區塊稍后會結算到Layer1鏈。

AnySwap 正式上線 Arbitrum One:去中心化跨鏈交易協議 AnySwap 的 Beta-mainnet V3 版本已正式上線以太坊擴容網絡 Arbitrum One ，支持本地兌換以及多鏈路由器，且多鏈路由器可在幾分鐘內完成快速提現和存款。此前 Anyswap 團隊已經在 Arbitrum 測試網上部署和測試了兩個多月。[2021/6/25 0:06:54]

具體來說，排序方面，排序器受信任且誠實地對傳?交易按照先后順序進?排序，目前以兩種方式發布其事務排序，首先發布一個排序交易的實時流，代表排序器最終以特定順序記錄交易的承諾；其次，Sequencer在收集一批交易后，然后使用通用算法brotli對其進行壓縮來降低成本，并將結果傳遞給Nitro鏈的Inbox合約。?旦Sequencer到Inbox的交易在以太坊上具有最終性，Nitro鏈的交易順序就是最終的。

目前排序器是由OffchainLabs運營的集中式組件，未來打算使?公平分布式排序協議過渡到基于委員會的排序器。

確定性執行方面，在對傳?交易進?排序后，Nitro鏈會使?鏈的狀態轉換函數對其進?處理，輸出更新的狀態并生成Layer2區塊。

二、軟件架構：GethattheCore

Nitro將Geth編譯進來是Nitro的第?個關鍵設計理念，Geth指的是以太坊節點軟件go-ethereum。Nitro中的core執?和狀態維護功能由開源go-ethereum(geth）package代碼處理，確保其執?和狀態與以太坊?度兼容。

構成Nitro節點的軟件可以被認為是內置在三個主要層中，分別為基礎層——Gethcore、中間層以及頂層，其中，ArbOS是?個軟件層，實現了管理Layer2鏈所必需的功能，包括記賬功能、?持Nitro和Layer1以太坊之間的雙向安全跨鏈調?以及特定于Layer2的費?跟蹤和收集。

跨鏈交互方面，Nitro的跨鏈消息傳遞功能還可?于創建代幣橋，這是?個允許在以太坊和Nitro鏈之間有效轉移資產的應?。OffchainLabs團隊已經實施并發布了?個非正式代幣橋，提供對可替代代幣的存入或提款功能。另外，新的和改進的批處理和壓縮系統也能最大限度地降低L1成本。

頂層則由節點軟件組成，處理來?客戶端的連接和傳?的RPC請求，并提供操作與以太坊兼容的區塊鏈節點所需的其他功能。

三、執?與證明分開

Nitro通過對執?和證明使?相同的源代碼，但針對這兩種情況將其編譯為不同的?標。在編譯Nitro節點軟件執?時，使?的是普通的Go編譯器，為?標架構?成原?代碼，當然對于不同的節點部署會有所不同。

另外，狀態轉換函數部分的代碼由Go編譯器編譯為WebAssembly，這是?種類型化的、可移植的機器代碼格式。然后，WASM代碼經過簡單的轉換和修改，轉換成稱為WAVM的格式。

白皮書指出，WAVM在三個主要??與WASM不同，分別為去除了WASM的?些Go編譯器沒有?成的特性；限制了WASM的?些功，包括去除了浮點指令和不包含嵌套控制流；添加了?些操作碼以實現與區塊鏈環境的交互等。

如果對計算狀態轉換函數的正確結果存在爭議，則通過參考WAVM代碼的交互式欺詐證明協議來解決。

四、具有交互式欺詐證明的OptimisticRollup

在最初的Arbitrum設計的基礎上，Nitro使?改進的OptimisticRollup協議，該協議使用優化過后的交互式欺詐證明協議。

這個Rollup協議是Nitro?于確認Layer2鏈狀態和Layer1以太坊上的相關數據的?法。Layer2??通常不會等待L1確認，?是依賴確定性狀態轉換函數，該函數允許從記錄的交易序列中得出交易結果。

該Rollup協議產生了一條?RollupBlocks鏈，與Layer2區塊不同，一個RollupBlock通常包裝了一系列Layer2區塊，因此RBlock的數量遠少于L2塊。最初一個RBlock?代表某方聲稱稱RBlock的數據是正確的。最終，每?個這樣的聲明要么被協議確認，要么被拒絕后從RBlock鏈中刪除。這組已確認的RBlock將從創世RBlock開始形成?條鏈。

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