如何通俗理解Arbitrum的Nitro技術升級？4個關鍵機制_BIT

撰文：Chloe

Arbitrum 是把原本在以太坊上進行的計算工程轉移到 Layer 2 進行，然后不需要進行任何驗證就假設這些計算結果是正確的，并將數據發布回以太坊。但是為了避免有人作惡，設置了 7 天的挑戰期來緩沖（如果發現有人欺詐就扣保證金）。

Arbitrum 在去年 8 月 31 日推出了升級版的 Nitro，它的費用更低、以太坊兼容性更好以及 zk 證明更簡潔，總之是一次全面的升級（而不是針對特定的問題）。不過由于它沒有重新發新鏈，而是從 Arbitrum One 無縫升級，所以還是叫 Arbitrum One。

支撐 Nitro 的關鍵創新可以概括為四點：證明程序、以 Geth 為核心、實現執行與證明分開、交互式欺詐證明的 Optimistic Rollup。

不需要共識機制的證明程序

路透社：SBF欺詐指控回避了關于美國法律如何看待加密貨幣的爭論:1月9日消息，Sam Bankman-Fried可能會發現很難辯訴應該撤銷針對他的欺詐指控，因為美國法律如何對待加密貨幣存在不確定性，就像涉及數字資產的刑事案件中其他被告一樣完成了。法律專家表示，這是因為曼哈頓聯邦檢察官對現已破產的加密貨幣交易所 FTX 創始人的指控在很大程度上回避了正在進行的關于加密貨幣是否應作為證券或商品進行監管的辯論。但據專家稱，這種不確定性與針對SBF的大部分指控無關。雖然他面臨一項串謀證券欺詐的指控，但該指控稱他誤導了FTX的股票投資者，并未涉及交易所交易資產的性質。[2023/1/9 11:02:36]

Nitro 使用兩階段執行交易。

第一階段：在 Layer2 自行處理

用戶創建了一筆交易，經過錢包簽名確認后，會發送給 Nitro 的 Sequencer（序列器）。

美國國會成員置評美聯儲CBDC報告：美聯儲未能表明其如何保護數據:1月21日消息，美國國會參議院共和黨成員Toomey置評美聯儲央行數字貨幣（CBDC）報告：美聯儲未能表明其如何保護數據，這讓人深感擔憂。[2022/1/21 9:03:35]

Sequencer 收到信息，通過「狀態轉移函數」過濾掉無效交易，并把剩下的交易公平地進行排隊。

然后不需要任何額外的鏈上確認（如 L1 以太坊），就直接無條件地讓節點在本地執行，并向客戶提供交易收據（包括提交了惡意或者錯誤信息的用戶），這個過程通常只需要一兩秒鐘。

但此時的交易還沒有向 L1 以太坊提交，有更改的余地，所以稱作「軟確認」，不過對用戶來說，到這一步就已經完事兒，其實后面還有很多步驟來確保安全性。

第二階段

Sequencer 向以太坊發布排隊序列，并最終確認，也就是「硬終結」。

動態 | 捷豹路虎DLT開發人員解釋如何通過報告路況獲得加密貨幣獎勵:英國最大汽車制造商捷豹路虎分布式賬本技術團隊的軟件開發人員Aaron Hetherington解釋了駕駛員如何通過報告道路問題而獲得加密貨幣獎勵。Hetherington稱，捷豹路虎的技術可以追蹤車輛何時何地撞到路上的坑洞，這樣就可以將維修細節發送給英國和愛爾蘭的地方議會。他補充道：“當然，發現這些不好的路況是有獎勵的。利用像IOTA這樣的加密貨幣，我們可以將獎勵直接發送給客戶。”通過讓汽車自動向導航提供商或地方當局報告道路狀況數據，比如交通擁堵或坑洼，司機將獲得加密貨幣積分，這些積分可用于自動支付通行費、停車費和充電費。2019年4月，捷豹路虎表示正在測試軟件，旨在允許其汽車司機獲得加密貨幣IOTA作為共享數據的獎勵。據悉，該公司正在開發“智能錢包”技術，以安裝在其汽車中。目前還未確定何時上市。（SiliconRepublic）[2020/2/6]

一種發送方式是在給每筆交易排序時，都向所有訂閱者發布即時通知。另一種方式是匯總起來在 L1 以太坊上按批次發布（間隔幾分鐘）。

動態 | 美國國防部將向國會提交“區塊鏈技術如何增強美軍工作”相關報告:今年晚些時候，美國國防部（DoD）將向國會提交報告，介紹區塊鏈技術如何增強美軍工作。價值技術協會（VTA）主席Jason Brett上周在拉斯維加斯舉行的消費電子展（CES）上接采訪時說，VTA將牽頭要求國防部組織這樣一個聽證會。（Coindesk）[2020/1/16]

需要強調的是，Sequencer 在第一階段的「狀態轉移函數」操作是公開的，任何人都可以根據自己已知的交易順序去計算狀態轉移函數，所有誠實方得到的是相同的結果。

因此，Nitro 的節點不需要共識機制，只需要獲取交易序列（即時提取和在以太坊上批次提取），并自行在本地運行就可以了，所以會顯著降低成本。

用 Go 語言重寫的節點軟件 Geth

Geth 即 go-ethereum，顧名思義，是用 Go 語言編寫的以太坊節點軟件，讓礦工去執行交易，這是 Nitro 最核心的部分。

Arbitrum 的舊方案方案是通過定制的 Arbitrum 虛擬機（AVM）來模擬 EVM，它的一些內部邏輯在 EVM 不一致（例如 Gas 的計算），所以僅限于低級指令。

而 Geth 則基本完全支持以太坊的數據結構、格式和虛擬機，所以可以實現以太坊高度兼容。

值得一提的是，Geth 是拋棄了舊方案積累的堆棧（用自己定制的語言 mini 來實現自定義邏輯），直接另起爐灶用 Go 語言編寫的，大部分開發工作都是借鑒了現有的開箱即用的代碼，而且整體上也更精簡。

執行與證明分別兩套代碼

Layer2 的任務有兩個——執行和證明，這是兩個側重點，無法兼顧，因此 Nitro 用不同的代碼來實現。

不過都是同一套源代碼，剛才提到的讓礦工去執行交易的節點軟件 Geth 用的是源代碼，執行速度更快。

但是關于欺詐證明的代碼，則編譯為二進制的 wasm 格式，特點是可移植、體積小、加載快并且兼容 Web。而且 Nitro 又對 wasm 格式進行了微調，讓它更適合與鏈交互，稱之為 WAVM 代碼。

在 WASM 代碼上進行 Arbitrum 的交互式欺詐證明，就取代了 Arbitrum 虛擬機（AVM）的架構，直接以標準的語言和工具來構建和編譯。

互相檢舉的交互式欺詐證明

Nitro 采用的證明系統是他們首創的「交互式欺詐證明」。

簡單來說，所有的交易完成后還要預留 7 天時間接受驗證者的檢查（是否為欺詐或無效），如果確實有問題那就重新執行。

驗證者相當于以檢舉為生的賞金獵人，但是為了避免有人通過誣告來擾亂秩序，還允許賞金獵人之間相互檢舉揭發，這樣雙方不斷舉證，直到一方不再跟進為止。

最后把檢舉的這筆交易提交到以太坊上執行并驗證到底誰是錯誤的，并把誣告者的保證金分給挑戰誣告者的賞金獵人。

這就是交互式欺詐證明，相當于用市場化的手段引入了外部監管者，是一種治理機制上的創新，可以極大地提高驗證效率和準確性。

總結

作為 Arbitrum 的迭代版本，Nitro 目前已協助啟動數百個項目，積累數十萬的獨立用戶，數百萬筆的交易和數十億美元的橋接資產，目前占市場優勢地位。

除了使用 Nitro 這套技術升級了 Arbitrum One，Arbitrum 團隊還希望用它創建特定應用的 Rollups，他們未來還想吸納 Solana 和 Cosmos 生態的資源（尤其是開發者）。

Arbitrum 在生態孵化運營上的能力有目共睹，與此同時也攻克了大量技術上的瓶頸（尤其是以非區塊鏈的方式來完美解決），充分展示了團隊的創造力。相信從 Layer2 一路走來的他們，會走向更大的生態。

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