Arbitrum:如何通俗理解Arbitrum的Nitro技術升級？4個關鍵機制

撰文：Chloe

Arbitrum是把原本在以太坊上進行的計算工程轉移到Layer2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。

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。不過由于它沒有重新發新鏈，而是從ArbitrumOne無縫升級，所以還是叫ArbitrumOne。

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OptimisticRollup。

美眾議員：將繼續就如何將數字資產納入監管框架與金融服務委員會進行對話:金色財經報道，美國眾議員Don Beyer（非委員會成員）發表了一份聲明，贊賞了金融服務委員會今天舉行的聽證會，并提到了他關于加密貨幣監管的法案。他說：“我的全面數字資產立法是針對這些努力的絕佳起點。我期待與主席Maxine Waters和委員會其他成員繼續就國會如何將數字資產納入監管框架進行對話，這是行業和監管機構一直以來越來越強調的需求。[2021/12/9 13:00:06]

不需要共識機制的證明程序

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。

邁阿密市長：正探索如何接受比特幣納稅:金色財經報道，邁阿密市長Francis Suarez表示，該城市正在探索如何接受使用比特幣進行的納稅，從而在采用比特幣方面邁出下一步。根據市長的說法，市政府官員已經開始立法程序，有朝一日允許使用比特幣支付稅款、費用等。[2021/9/29 17:13:51]

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，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，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。

海德薇格：我很期待看到 數字貨幣將如何改變人民幣支付市場:第十七屆中國國際金融論壇于2020年12月17日-18日在上海舉行。主題為“數字經濟時代的金融服務”。國際銀行業聯合會（IBFed）總裁海德薇格?挪倫斯視頻參會并致辭時指出：金融穩定委員會正在監測大科技公司的創新和金融穩定風險，并且已經發表了很多關于該主旨的文章，例如在2020年10月13日發表的一篇文章中，就提出了關于全球穩定幣的10個高層建議。考慮到創新的規模之大，監管機構和監督機構都需要拓寬自己的視野，并且彼此之間開展更多合作。

中國監管機構一直在積極加強監管，以便隨時應對大科技公司所引起的市場變化。例如，去年，中國人民銀行就起草了相關規則，要求將銀行和金融服務與金融控股公司旗下的科技公司分離，并對這些科技公司進行監管。 現在，要求支付公司必須有100%的存款準備金。

中國還率先推出了由國家信用支持的數字貨幣。我很期待看到這些數字貨幣將如何改變中國國內和境外的人民幣支付市場。（新浪財經）[2020/12/17 15:29:42]

第二階段

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Sequencer向以太坊發布排隊序列，并最終確認，也就是「硬終結」。

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。

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，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虛擬機來模擬EVM，它的一些內部邏輯在EVM不一致，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，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，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ArbitrumOne，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。

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，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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