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Arbitrum简介,Arbitrum 与Optimism,Polygon 相比,有哪些显著优势?

2021-09-01 洁sir 来源:区块链网络

Arbitrum 简介

Arbitrum 是在 Offchain Labs 构建的开源加密货币平台。如果你是智能合约开发人员,为什么要使用 Arbitrum,而不是以太坊或其他平台?因为 Arbitrum 具有可扩展性、私密性和可信赖性,同时与你可能已经在使用的语言和工具保持兼容。没有其他解决方案具有这种优势组合。

与以太坊的兼容性
Arbitrum 与以太坊兼容,并在以太坊之上运行。就像在以太坊上一样,你在 Solidity 中编写你的 dapp,你使用开源 Arbitrum 编译器来编译你的 Solidity 代码以在 Arbitrum 上运行。还可以在以太坊和 Arbitrum 之间来回转移以太币或任何其他基于以太坊的代币。

可扩展性
在正常运行中,去中心化应用程序(dapps)只需在启动时或在 Arbitrum 之外发送或接收货币时接触主链。其他交互可以完全在链下发生,具有快速周转和最终确定性的保证。即使在异常情况下,与其他解决方案相比,主链的负担也很小。

隐私
只有验证 dapp 执行的参与者需要知道 dapp 的代码或存储中的内容。所有在链上发布的都是 dapp 状态的加密哈希,以及有关 dapp 公共行为的信息,例如发送和接收电话、消息和货币。 Dapp 开发人员可以选择自己的验证器。

如果需要,可以向 dapp 的用户提供有关其内部结构的信息,如果他们收到信息,他们可以验证信息,但这种披露是严格可选的,具体取决于每个 dapp 的需求。

AnyTrust 保证
与许多其他侧链或私有链解决方案不同,只要 dapp 的任何一个验证者诚实行事,Arbitrum 就能保证正确执行——即使所有其他验证者都试图串通作弊。许多其他方法需要多数诚实或三分之二诚实的假设,或者在发生争议时需要将合约的整个状态转移到主链。

如果你是 dapp 的验证者,则 AnyTrust 保证特别好。你可以为自己的权利挺身而出,强迫 dapp 给你应得的行为和货币,不管其他人做什么。如果所有对 dapp 感兴趣的各方都被允许成为验证者,那么每个人都可以保证正确的行为。

Arbitrum Rollup 的工作原理

Arbitrum Rollup 是一种链下协议,由链上以太坊合约管理。一个 dapp 开发者有一组用 Solidity 编写的合约,开发者将这些合约编译成 Arbitrum 虚拟机(VM)运行在 Arbitrum Rollup 上,希望他们跑得快。

Rollup 的基础知识
让我们从基础开始。 VM 的状态被组织为 Merkle 树,因此可以计算 VM 状态的加密哈希。在协议中的任何一点,VM 的某些状态都是完全确认和最终的。它的哈希存储在链上。

协议的参与者可以做出一个有争议的断言(DA),声称从某个状态哈希开始,并在一些技术前提下,VM 可以执行指定数量的计算步骤,从而产生指定的新状态哈希,并且 VM 在该计算期间进行指定的付款并发出指定的日志事件。 DA 可能是有效的(即真实的)或无效的。制定 DA 的一方将需要为 DA 的有效性押金。


一个有争议的断言为协议创建了一个决策点

如图所示,一个有争议的断言创建了一个协议最终必须解决的逻辑决策点。如果 DA 有效,系统将在右上角进入一个新状态,带有新的状态散列,以及 DA 中指定的副作用(付款和日志)。或者在另一个分支上的 DA 无效;它被拒绝,状态不变。

旧 Arbitrum 协议
最初的 Arbitrum 协议一次处理一个有争议的断言。某方会声明 DA,然后挑战期将过去,在此期间任何人都可以挑战 DA。如果没有挑战,DA将被确认;否则将运行争议协议并取消 DA。为了安全,以防断言者和挑战者串通来「烹饪」争议结果。

这很简单,但有两个缺点。首先,由于一次只能激活一个 DA,因此 VM 的进度将受到限制。从本质上讲,在每个挑战期间都必须停止进步。其次,恶意方可以通过故意挑战为该 VM 制作的所有 DA 来冻结该 VM。这将使攻击者付出一系列的代价,但如果他们愿意支付这笔费用,那么至少在某些情况下,他们可以长时间拖延进度。

新的和改进的 Arbitrum
新 Arbitrum Rollup 协议解决了两个缺点。多个 DA 可以「流水线化」,这样 VM 就可以像验证节点模拟 VM 的计算一样快。其次,正如我们将在下面看到的,坏人不能减缓进展,他们只能暂时延迟对诚实方已经「不可信最终」的结果的链上识别。

这是如何运作的?让我们深入研究新协议......

每个状态最多可以有一个 DA 跟随它。如果一个 DA 没有跟随状态,那么任何人都可以创建一个跟随它的 DA,创建一个新的分支点。结果将是一棵可能的未来树。


可能的未来树

抵押
该协议的另一个重要部分是抵押。任何人都可以在树中的一个方盒子上放一根木桩。通过押注一个正方形,可以断言该正方形最终会得到协议的确认。换句话说,你断言你在每个 DA 上沿着从当前状态到你所赌的方格的路径采取了正确的分支。如果你错了,你可能会失去你的股份。

抵押操作无法撤消。可以向右移动你的赌注——选择在每个分支点向上或向下移动——但你不能向左移动,因为这相当于取消你之前做出的赌注承诺。

提出争议主张的一方必须在该 DA 的「DA 有效」继任者上进行质押。通常,他们将能够通过将现有股份向右移动以将其放置在所需的后继方格上来满足此要求。在极少数情况下,他们不能这样做,可以在所需的方格上放置额外的赌注。但请注意,他们将在两条不一致的路径上下注,因此最终将不得不至少输掉其中的一个。这两个赌注——自相矛盾并不是明智之举。

关于赌注的更多细节:如果你所赌的方格被确认并成为接受的历史记录,可以选择收回赌注。这意味着,如果你是对的,可以将本金保持在原地,等待系统确认,然后就可以收回本金。


更典型的状态树——一系列真实的断言

在这一点上,你可能会担心可能性树会变得非常大和分支。这在实践中不太可能发生,因为这需要多方对相互不一致的结果进行赌注。只有其中一个是正确的,其他所有人都将失去他们的股份。更有可能的是,「树」实际上是一串有效的 DA,一个接一个,所有的赌注都在相同的结果上。

抵押截止日期
我们需要系统在太多时间过去之前就每个有争议的断言做出决定。因此,当一个 DA 被添加到链中,创建一个分支点时,一个截止日期与该 DA 相关联。截止日期在未来足够远,每个人都有时间检查 DA 是否有效,并在链上进行交易以对 DA 的结果进行质押,如果他们选择这样做的话。如果有人想为支持或反对该 DA 的有效性做出承诺,他们必须在截止日期之前这样做。 (在截止日期之后仍然可以引入赌注,但他们不参与决定支持或反对该 DA。)一旦到了截止日期,所有与决定 DA 相关的赌注都将被知晓。

纠纷
如果 Alice 和 Bob 被押在不同的方格上,那么两件事之一将是正确的。要么会有一条向右移动的路径从他们中的一个到另一个——这意味着他们的主张是相互一致的——或者不会有这样的路径。如果没有一条向右移动的路径连接 Alice 和 Bob 的方格,那么他们一定在某些事情上存在分歧。他们之间总会有一个独特的争议点——一个独特的 DA,其中一个被质押在该 DA 上是有效的,另一个被质押在该 DA 上是无效的。


Alice 和 Bob 准备发生争执

每当两方之间发生争议时,系统可以启动他们之间的交互式争议解决协议。我没有空间在这里描述争议解决协议——我只想说它是一个二分类型的交互协议,类似于我们在其他 Arbitrum 文档中描述的内容。

争议解决协议的结果是一方将被发现是不正确的。将失去他们的股份。赌注将从它所在的方格中删除。一部分会交给纠纷的另一方,其余的将被烧毁。

多个争议可以同时发生,但每个权益人一次最多只能参与一个争议。因为输家的赌注会被抹去,每一次争议都会减少系统中的分歧数量。失去股权的各方可以根据需要重新质押,但新的股权将无法影响已经过了质押期限的 DA。这样做的结果是,在 DA 的质押期限过后,争议将逐渐消除关于如何对待该 DA 的任何分歧。

确认结果
一旦 DA 的质押期限已过,并且剩余的所有及时(放置在质押期限之前)质押都在该 DA 的同一分支上,系统可以确认该 DA 的结果。 DA 要么被接受,要么被拒绝,当前状态移动到 DA 右侧的适当方格。如果 DA 被确认为有效,其副作用(例如付款)将在链上实现。这就是 VM 的状态向前移动的方式。

在一般情况下,当事人会诚实行事,因为他们不想因虚假声明而失去股份。只有有效的 DA 才会在单个链中被断言,并且没有人会在任何 DA 的无效分支上下注。在这种情况下,每个 DA 可以在其质押期限到期时立即得到确认。

为什么它是不可信的
Arbitrum Rollup 的一个重要特性是它是去信任的——一个诚实的一方可以迫使 VM 正确运行并取得进展。要了解原因,假设 Alice 总是在每个 DA 的真实分支上下注,如果树变空,她就会断言 DA。

因为 Alice 被抵押在真正的分支上,所以她将赢得她遇到的每一场纠纷。如果其他人不同意 Alice,他们将 (a) 在与第三方无关的争议中失去他们的股份,或者 (b) 最终与 Alice 发生争议并将他们的股份输给她。无论哪种方式,每个不同意 Alice 的人最终都会失去他们的股份。只有与 Alice 一致的权益才会存活下来,因此 Alice 穿过树的路径最终将是唯一一个及时对其进行权益的人——并且 Alice 的路径将得到确认。


如果 Alice 是诚实的,无论其他人做什么,绿色方块最终都会得到确认

因为系统以这种方式是去信任的,如果 Alice 被抵押在一个方格上并且她知道通往那个方格的路径是真实的,Alice 可以确定她所在的方格最终会得到确认。就 Alice 而言,这条路径与最终路径一样好。

即使你没有在一条道路上押注,如果看到有几个人押注在这条道路上,并且相信其中至少有一个人是诚实的,那么可以确定这条道路最终会得到确认——就目前而言正如你所关心的那样,这条路和最终路一样好。

Arbitrum vs Optimism vs Polygon

以太坊变得过于昂贵和缓慢。这样人们就会转向不会给他们带来如此沉重负担的网络。一开始并没有发生,但后来发生了。因此,首先是币安智能链,然后是 Polygon,alt DeFi 活动出现了爆炸式增长。


传统上是一段乐观和积极的市场情绪时期,越来越多的人认为我们正在进入无银行所谓的第 2 层淘金热。

一个以汇总的到来为主导的叙述。现在,当然,我们在有 Polygon,但在另一个角落里有 Optimism,然后突然间,Arbitrum 潜入,并在他们两个人身上双双扼杀。但Polygon 不是第 2 层。但它并不令人困惑?我打赌。

所以可能感觉第 2 层都是闪亮的和新的,但实际上,我们已经拥有它们一段时间了,现在 XDAI 是一个备受推崇的侧链解决方案,主要设计用于低成本支付,具有稳定的交易成本。 Matic 最初只是一个等离子实现,但已经完全通过 Polygon 演变了。 Loopring 的 ZK rollups 的速度和低成本让你印象深刻。

POLYGON
从技术上讲,它是侧链而不是第 2 层。有什么区别?我能听到你问。好吧,第 2 层解决方案的定义是由以太坊主链完全保护,而侧链则使用其共识机制。

在 Polygon 的案例中,它是 Pos 共识,验证者可以在其中声明 Matic 代币并运行完整节点。

从那时起,Polygon 于 4 月推出,在其协议中获得了超过 110 亿美元的总价值。它取得了巨大的收益。


但其系统的问题在于无法将资金返还给以太坊。因此,要使用 Polygon,必须通过链桥将 ETH 交换为协议本机 Matic 代币。链桥使用锁定和铸造机制,因此你将 ETH 存入链桥,并且每个都被锁定到智能合约中。

一旦它被锁定,Polygon 就会在通过 Matic 到 ETH 的另一种方式通过链桥时为你铸造等量的 Matic 代币。所以 Matic 代币被烧毁,全部销毁,然后 ETH 从智能合约中释放。所以它们的工作方式都差不多。根据你使用的链桥,交易可能需要几个小时到一周的时间。例如,使用继承的等离子桥。它来自以太坊主链的安全性,这些交换需要 7 天。


但是用户也可以使用 pos 桥,它由质押 Matic 的同一组验证者保护以验证侧链上的交易,因此,该交换大约需要三个小时。


愤怒的 Polygon 用户抱怨返回过程缓慢,更不用说对链感知的中心化漏洞的担忧。因为这使它朝着分片 POS 设计缓慢而稳定地进展。这就是为什么目前对 Rollups 如此关注的原因,让我们深入研究它们是什么。

OPTIMISTIC ROLLUPS 和 ARBITRUM

这里的大新闻是 Arbitrum。在 5 月 28 日星期五启动到主网上后,过去几周引起了极大的关注。这似乎是一个意外的举动。就在 Optimism 宣布他们将主网发布推迟到 7 月时。

Uniswap 是以太坊上最大的去中心化交易所,已经计划推出 Optimism。但由于延误,社区随后决定为什么要等待。因此,Uniswap 现在也将在 Arbitrum 上发布。


Optimism 是第一个创建乐观 Rollups 的团队,但与所有优秀的开源加密技术一样,源代码很快被 Arbitrum 团队分叉和迭代。现在值得一提的是,早在 1 月份,Synthetics 的 Kain Warwick 就公开表示坚定地支持乐观,宣布在第 2 层上进行 snx 赌注,这在当时似乎是一件大事。

那么什么是乐观汇总(Optimistic Rollups)?
它们是以太坊智能合约将信息从主网中继到第 2 层网络以处理计算。换句话说,并强调为什么它们被称为汇总?该技术汇总数据并将其移出以太坊主链。然后序列接收该数据。有没有其他人注意到加密货币中的一切听起来有多棒。然后该序列分配并将一组数据推送回主链,这些数据只是所需的最少信息,无需证明。它这样做很乐观,希望所有数据都是有效的,但不做任何保证。

虽然乐观 Rollups 本身并不验证系统中内置的交易,但这是一个充满挑战的时期,任何人都可以提交所谓的欺诈证明。所以基本上,有人可以说数据无效,然后检查计算,这可以通过密码学来验证,必要时可以回滚交易以踢出欺诈行为。谁被抓到作弊就会被砍。

网络中一个权益代币的序列以完成这项工作并按预期执行交易,然后他们会因他们的工作获得权益奖励。但是如果他们没有适当地执行代币,他们就会被拿走。这个过程虽然看起来很复杂。据说它创造的吞吐量是以太坊主网的一百倍。所有这些都没有目前在主链上定价的高昂gas费用。

乐观汇总的另一个好处是该技术利用所有现有的以太坊工具为开发人员提供了很少甚至没有修改。这意味着每个开发人员都可以快速跳转到构建使用乐观汇总的应用程序。

那么,Arbitrum 和 Optimism 之间有什么区别?

那么好吧,他们利用相同的基本理念是相同的。尽管如此,如果我们要深入挖掘细节,Arbitrum 的欺诈证明会试图找到交易历史上的特定分歧点。相比之下,Optimism 的技术更全面地看待欺诈。这意味着 Arbitrum 具有更高的交易能力,相当于更高的性能。

Optimism 和 Arbitrum 使用驻留在以太坊内部的智能合约,这意味着他们实际上并不像 Polygon 那样使用他们的原生代币,而是使用 ETH 作为他们的货币。在 Arbitrum 的情况下,交易成本是在我们的 GAS 中支付的。

Optimistic rollup 的缺点是挑战人们可以称之为欺诈的时期释放。

现在将所有这些分开,虽然乐观的推出可能会导致一个更加去中心化的过程,但该技术也在假设存在诚实的大多数以太坊验证者的假设下工作。他们很乐观。

因此,随着这些新的运营途径的开放,我们很可能会看到另一个黄金 DeFi 夏天。 12 个月前开始淘金热的是 Comp 代币的到来,然后点燃了所谓的收益农耕。一旦开发人员移植到这些解决方案中的一个或任何一个,他们的想法似乎是,这些协议将开始使用自己的代币作为奖励来激励用户「跳槽」。现在,Arbitrum 和 Optimism 会发行他们的代币吗?他们现在没有。然后 Uniswap 也没有,直到它做到了。

原文相关链接:

Introducing Arbitrum

How Arbitrum Rollup works

Rollup Rollup! Top Layer 2 Compared — Arbitrum vs Optimism vs Polygon

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编译者/作者:洁sir

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