ARBI:觀點 | 交互式欺詐證明：Arbitrum 的秘密武器

ArbitrumOne已經在主網開放，我們計劃推出一系列的文章，講解Arbitrum的內部構件。本文摘自InsideArbitrum，該原文深入講解了Arbitrum的工作原理。

圍繞optimisticrollups，最主要的設計抉擇是，如何解決爭議。假設Alice斷言Rollup會的運行會產生某個結果，而Bob不同意，那協議該如何定奪，選擇誰提交的結果呢？

處理的方法基本可分兩類：交互式證明，或者重執行交易。Arbitrum選擇了交互式證明，我們認為這種辦法效率更高，也更靈活。Arbitrum的其它設計也基本上遵循這個原則。

從2014年以來，我們一直在開發交互式欺詐證明。基本的機制我們寫在了2018年出版的論文里，雖然現在我們又做了大量的升級。

觀點：ChatGPT每天運行開銷達70萬美元:4月21日消息，據《科創板日報》消息，芯片行業研究公司SemiAnalysis首席分析師迪倫?帕特爾表示，由于ChatGPT運行在價格昂貴的計算基礎設施之上OpenAI每天為運行ChatGPT投入的成本可能高達70萬美元。帕特爾指出，ChatGPT需要龐大的算力，才能基于用戶的輸入信息做出反饋，包括撰寫求職信、生成教學計劃，以及幫助用戶優化個人資料等。他表示，大部分成本都來自于昂貴的服務器。[2023/4/21 14:17:53]

交互式證明

交互式證明的思路是讓Alice和Bob參與一個由L1合約引導的回合制協議，使用任何L1合約所需的最小開銷來解決他們之間的分歧。

觀點：就算是美國經濟減速或衰退，美聯儲都不大可能停止緊縮:6月15日消息，隨著公布的數據顯示美國5月通脹超預期，市場對于美聯儲緊縮加碼的擔憂再度升溫。此前市場一度出現了“通脹見頂論”，但是在美國5月CPI同比和環比均超預期的情況下該預測被徹底推翻。美國高通脹持續時間會很長，且回落緩慢，美聯儲加息和縮表等緊縮政策作用于需求端，對供應沖擊帶來的通脹壓力緩解作用很小。參照20世紀70年代滯漲期的經驗，美聯儲可能不得不付出經濟減速或衰退的代價來遏制通脹。就算是美國經濟減速或衰退，美聯儲都不大可能停止緊縮。(金十)[2022/6/16 4:30:13]

Arbitrum的方法基于對爭議的剖析。如果Alice的斷言涉及了N個執行步驟，那就讓她曝光出兩個各涉及N/2個步驟的斷言，然后讓Bob選擇一個來挑戰。這樣一來，爭議的規模就縮小了一半。這個過程持續進行，每一回合都將爭議的規模縮小一半，直到爭議的范圍變成一個執行步驟。注意，直到此時為止，L1引導合約都不必考慮實際上執行了什么。僅當爭議被縮小到單個執行步驟時，L1引導合約才需要理解這一步要執行什么指令，以及Alice對該步的斷言是否為真，以此解決爭議。

觀點：國際貿易可能是英國采用數字英鎊的最大驅動力之一:NEM企業執行董事Antony Welfare表示，數字英鎊帶來的最大好處之一可能是金融普惠，理由是移動設備無處不在，并且大眾使用廣泛。Welfare警告說，各國在CBDC方面的差距可能會破壞英鎊的地位 。“從長遠來看，采用數字英鎊的最大驅動力之一可能在于國際貿易領域，” Welfare補充說：“擁有CBDC的國家或地區可以要求以自己的本地CBDC進行付款，即數字人民幣，數字美元等，這將是上敏感的談判問題，并有可能破壞英鎊的價值。”（Cointelegraph）[2021/4/21 20:43:48]

交互式證明背后的關鍵原理是，如果Alice和Bob有所爭議，Alice和Bob應盡可能做鏈下的工作來解決爭議，而不是讓L1合約承擔負擔。

觀點：自印度加密禁令解除以來當地加密貨幣交易量不斷增長:自印度最高法院撤銷印度央行加密禁令以來，當地交易所活動逐漸升溫。CoinSwitch創始人兼首席執行官Ashish Singhal表示：由于最高法院的裁決提供了透明度，面向印度客戶的交易所交易量大幅增加。加密銀行服務平臺Cashaa India注意到，在該決定公布后的48小時內，其平臺交易量飆升了800%。Cashaa首席執行官Kumar Gaurav亦表示：在最初的24小時內，我方平臺的交易量達到了600多BTC。

3月24日，印度開始實行封禁以對抗新冠病疫情，但傳統市場的拋售和封禁并未阻止印度民眾涉足加密貨幣。Titus Investment Advisors首席執行官和比特幣交易員Justin Gillespie表示，有一種理論認為，人們不能外出交易的時間越長，BTC就應該變得越有用，因為“它可以在家里安全收發”。（CoinDesk）[2020/4/9]

重執行交易

另一個方案是，讓一個Rollup區塊在區塊內每一筆交易后附帶一個狀態哈希值斷言。然后，在爭議情形中，L1引導合約將模擬一整筆交易的執行，看結果是否與Alice的斷言一致。

為什么說交互式證明更好？

我們堅決認為，交互式證明是個更好的方法，理由如下。

在樂觀情形下，交互式證明效率更高。因為交互式證明可以解決大于一筆交易的爭議，因此，一個rollup區塊可以僅包含一個斷言，斷言整條鏈在這一個區塊的所有內容執行完之后的結果狀態。相反，重執行方法需要區塊內的每個交易后面都附帶一個狀態斷言。如果一個rollup區塊里面有成百上千筆交易，這兩種方法在對L1區塊的空間占用上將出現顯著的區別——而這種占用正是rollup成本的主要部分。

在悲觀情形下，交互式證明的效率也更高：如果出現了爭議，L1引導合約只需檢查Alice和Bob的操作“在往正確的方向走”，比如Alice確實把N步驟的斷言拆成了兩個針對一半步驟的斷言。只需要重新執行一個指令。相反，在重執行交易模式下，L1引導合約需要模擬一整筆交易的執行。

更高的交易級gaslimit：交互式證明可以擺脫以太坊對單筆交易GasLimit的限制；即使一筆交易gas消耗量太大、無法放進以太坊區塊內，也仍有可能可以放進Arbitrum的區塊內。Rollup的GasLimit當然也不可能是無限的，但仍可以做到比以太坊主鏈所容許的大得多。就以太坊而言，大gas容量的Arbitrum交易的唯一缺點是它可能需要運行更多的交互步驟。相反，重執行模式下的rollup交易，gaslimit必須小于以太坊的區塊GasLimit，否則就沒法在一筆以太坊交易內模擬執行完這筆交易了。

合約大小沒有限制：交互式證明無需為每一個L2合約創建一個以太坊合約，所以也不要求合約符合以太坊合約的限制。對于Arbitrum的爭議合約來說，在L2上部署一個合約的操作也是一系列計算過程的組合，與別的操作沒有區別。相反，重執行模式下，L2合約的大小比以太坊主鏈上所能容許的還要小，因為要模擬一個合約的執行需要能夠仿制這個合約，而仿制的代碼必須能夠放進一個以太坊合約內。

更大的實現彈性。交互式證明允許實現上的更大靈活性，舉個例子，加入EVM中還不存在的指令。必要的功能無非是能在以太坊上驗證一個單步執行的證據。而重執行模式就嚴格受限于EVM。

交互式證明方法是Arbitrum的設計核心

Arbitrum的大部分設計都是由交互式證明方法所開啟的機會驅動的。如果你在學習Arbitrum的特性時疑惑于為什么這種它們要存在，這里有兩個簡單的思考方向：“這個特性是用來支持交互式證明的嗎？”以及“這個功能是是如何利用交互式證明得以實現的”？大部分關于Arbitrum的“為什么”都跟交互式證明有關。

想了解更多？看看InsideArbitrum。

原文鏈接:

https://medium.com/offchainlabs/interactive-fraud-proofs-arbitrums-secret-sauce-debc3b019418

作者:OffchainLabs

翻譯:阿劍

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