解析 Layer 2 热门方案 Optimism 和 Arbitrum 扩容机制异同

Optimism 与 Arbitrum 之间最大的不同就在于欺诈证明机制的实现，Optimism 采用单轮欺诈证明，Arbitrum 采用多轮欺诈证明。

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原文标题：《科普 | OptimismPBC vs Arbitrum》
撰文：Kris Kaczor
翻译及校对：闵敏 和 阿剑

我们先来看一下 Optimism 和 Arbitrum 之间的共同点：

都属于 Rollup，是货真价实的 Layer 2 方案，将所有交易数据都存储在 Layer 1 上

都是 「乐观型（optimistic）」，即，使用欺诈证明

都使用定序器来实现即时 「确定性」

都具备通用的跨链消息传递功能，可以用来构建高级代币桥，如 MakerDAO 的快速取款桥

接下来是重头戏 ——不同点。Optimism 和 Arbitrum 之间最大的不同点在于欺诈证明机制的实现，即，一笔交易执行完后，如果状态引起争议该如何解决？

Optimism 采用单轮欺诈证明。也就是说，Layer 1 会在链上执行整个 Layer 2 交易，来验证状态根。这使得欺诈证明具有即时性，这是优点。

但是，这里面也存在一些问题：

你需要监督交易执行，为此需要使用 OVM （即为了避免副作用而重新编写的 EVM）

Layer 2 交易的 gas 使用量不得超过 Layer 1 区块的 gas 上限

每执行一笔交易，你都需要在链上生成状态根 —— 导致成本上升 :(

存在安全隐患

Arbitrum 采用多轮欺诈证明。简单来说，就是通过二分查找，找到引起分歧的那个区块的第一个操作码。找到之后，只需在链上执行这个操作码。

多轮欺诈证明的优点如下：

它只需为一整批交易生成一个状态证明，并发布到链上

Layer 1 区块 gas 上限并不重要，因为 Layer 2 交易不完全在 Layer 1 上执行

缺点如下：

需要 EVM -> AVM 翻译（幸好是自动的）

速度很慢 —— 最坏情况下，需要长达 2 周时间才能完成欺诈证明。实际上是一周时间。

需要原始提款人在线并配合

从另一种角度来思考，Optimism 是集装箱化的，而 Arbitrum 是虚拟化的。

Optimism 的方法有一个很大的缺点。想象一下，如果出现硬分叉，导致以太坊共识规则改变，操作码被删除 / 重新定价或修改。这时，突然在 Layer 1 上重新执行过去的交易会得到截然不同的最终状态。我不知道 Optimism 团队会如何解决这个问题，但是我想真到了那一天他们会想出办法的。Arbitrum 完全控制 AVM 规范，因此不用担心这种问题。

这两个项目都试图尽可能贴近以太坊生态系统，但是这里面有一些不同。总的来说，你依然可以使用你所知道的与 EVM 相关的工具（solidity、hardhat 和 waffle 等）。但实际上没那么简单。

Optimism 需要一个特殊的 solidity 编译器来生成 OVM 字节码。因此，它只与 Solidity，而且是特定版本的 Solidity 兼容。另一方面，Optimism 的 Layer 2 节点只是经过了修改的 geth 客户端，修改的目的是为了提高兼容性。

从表面上来看，Arbitrum 完全兼容 EVM/JSON RPC 规范，但是它的节点是自定义实现。Arbitrum 通过自动化的 EVM-> AVM 翻译来支持欺诈证明。因此，它支持任何 EVM 语言（vyper、YUL+ 等）。

Optimism 使用 weth，而且内置钱包抽象。Arbitrum 自带 ETH 支持。

Arbitrum 提供统一的免许可桥，来实现任意代币和 Layer 2 之间的桥接（它部署了一个通用 ERC20 合约作为 Layer 2 对手方）。Optimism 更喜欢专用桥，不过在 Optimism 上构建通用桥也是有可能的。关于这点，@dmihal 知道得更详细 ;)

最后一个差别是上线实现。Arbitrum 将在本月底上线 「面向开发者的主网」，Optimism 则要等到 7 月。

如果你想要了解更多内容，我建议你观看这场由 @stonecoldpat0 主持的 @karl_dot_tech 和 @hkalodner 之间的友好辩论。

就我个人而言，这两个项目我都很支持。我已经等不及看到它们主网上线了。整个以太坊社区都亟需合适的 Layer 2 方案，而不是什么可扩展侧链。

如果你想要了解 Optimism 桥的例子，可以 查看。我们准备在下周发布兼容 Arbitrum 的版本。

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编译者/作者：以太坊爱好者

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