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

原文作者：Karen

原文翻譯：ForesightNews

ArbitrumOne主網將于8月31日遷移至Nitro，這是Arbitrum的對吞吐量、交易成本、效率改善的一次重大迭代，將與半個月公開發布的ArbitrumNova共存。這意味著此前備受關注的Odyssey活動也可能會并行重啟。

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方案。

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。

預言機Pyth Network上線Arbitrum:金色財經報道，預言機Pyth Network上線Arbitrum，目前僅支持部分較小的協議。此前，Pyth Network已于2022年11月上線以太坊和Optimism。（The Block）[2023/1/31 11:39:17]

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。

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。

Chainlink Automation已在Arbitrum One上線:12月15日消息，Chainlink和Arbitrum宣布在Arbitrum One上推出Chainlink Automation。COTI、Armadillo、Cask和DeFiEdge等項目將在其DApp集成Chainlink Automation，以可靠地觸發Arbitrum One上的關鍵智能合約功能。

據悉，Chainlink Automation將幫助開發人員在Arbitrum One上構建高級DApp。（PRNewswire）[2022/12/15 21:45:44]

Arbitrum實現這些屬性的設計原則包括：

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；

以太坊L2網絡總鎖倉量達到32.4億美元 Arbitrum占比70.25%:金色財經報道，L2BEAT數據顯示，截至9月25日，以太坊Layer2上總鎖倉量已達到32.4億美元。其中鎖倉量最高的為擴容方案Arbitrum，約27億美元，占比70.25%。其次是dYdX，鎖倉量超4.32億美元，占比13.33%；Optimism以2.31億美元的鎖倉量位居第三，占比為7.12%。[2021/9/25 17:05:17]

分別編譯執行和證明；

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

一、排序和確定性執行

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。

以太坊擴容方案Arbitrum Rollup推出錢包應用可于測試網轉移ETH:11月20日，以太坊擴容方案Arbitrum Rollup的開發團隊Offchain Labs發推宣布推出Arbitrum Burner錢包，利用該錢包可以更簡單地在Arbitrum Rollup測試網上進行ETH或代幣轉移。[2020/11/20 21:26:47]

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。

瑞士銀行Hypothekarbank Lenzburg成向加密貨幣公司提供商業賬戶:瑞士銀行Hypothekarbank Lenzburg成為瑞士首家向區塊鏈和加密貨幣公司提供商業賬戶的銀行。[2018/6/7]

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、執行與證明分開

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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