ARB:Arbitrum的秘密武器：交互式欺诈证明

Arbitrum One 已经在主网开放，我们计划推出一系列的文章，讲解 Arbitrum 的内部构件。本文摘自?Inside Arbitrum，该原文深入讲解了 Arbitrum 的工作原理。??

围绕?optimistic rollups，最主要的设计抉择是，如何解决争议。假设 Alice 断言 Rollup 会的运行会产生某个结果，而 Bob 不同意，那协议该如何定夺，选择谁提交的结果呢？

处理的方法基本可分两类：交互式证明，或者重执行交易。Arbitrum 选择了交互式证明，我们认为这种办法效率更高，也更灵活。Arbitrum 的其它设计也基本上遵循这个原则。

从 2014 年以来，我们一直在开发交互式欺诈证明（和 Arbitrum）。基本的机制我们写在了?2018 年出版的论文里，虽然现在我们又做了大量的升级。

Arbitrum已激活One和Nova上的账户抽象端点支持:8月2日消息，Offchain Labs已正式在Arbitrum One与Arbitrum Nova上激活对账户抽象端点的支持。

此前报道，7月17日，Arbitrum提案AIP-2已获得投票通过，将在 One 和 Nova 主网上激活对账户抽象端点的支持。该提案旨在解决ERC-4337打包交易的问题，新RPC端点eth_sendRawTransactionConditional 将允许用户在提交交易时指定有效的区块高度和时间戳范围，从而解决了在验证和执行阶段之间可能发生的智能合约账户存储变化的问题。[2023/8/2 16:13:47]

交互式证明的思路是让 Alice 和 Bob 参与一个由 L1 合约引导的回合制协议，使用任何 L1 合约所需的最小开销来解决他们之间的分歧。

Stella已在Arbitrum主网上集成Chainlink价格信息:金色财经报道，DeFi协议Stella团队宣布已在Arbitrum主网上集成Chainlink价格信息。Stella的初始集成涉及使用以下Chainlink价格源：ETH/USD、ARB/USD、USDT/USD、USDC/USD和BTC/USD。[2023/6/24 21:57:16]

Arbitrum 的方法基于对争议的剖析。如果 Alice 的断言涉及了 N 个执行步骤，那就让她曝光出两个各涉及 N/2 个步骤的断言，然后让 Bob 选择一个来挑战。这样一来，争议的规模就缩小了一半。这个过程持续进行，每一回合都将争议的规模缩小一半，直到争议的范围变成一个执行步骤。注意，直到此时为止，L1 引导合约都不必考虑实际上执行了什么。仅当争议被缩小到单个执行步骤时，L1 引导合约才需要理解这一步要执行什么指令，以及 Alice 对该步的断言是否为真，以此解决争议。

Arbitrum链上交易总数突破2亿笔，地址总量达523.7万个:4月21日消息，据Dune Analytics最新数据显示，Arbitrum链上交易总数已突破2亿笔，当前达到2.00768亿笔。此外，Arbitrum链上已创建账户总量为523.7万个，其中活跃账户量为439.4万个。[2023/4/21 14:17:43]

交互式证明背后的关键原理是，如果 Alice 和 Bob 有所争议，Alice 和 Bob 应尽可能做链下的工作来解决争议，而不是让 L1 合约承担负担。

另一个方案是，让一个 Rollup 区块在区块内每一笔交易后附带一个状态哈希值断言。然后，在争议情形中，L1 引导合约将模拟一整笔交易的执行，看结果是否与 Alice 的断言一致。

数据：过去30天Arbitrum协议日收入增长61%:金色财经报道，Messari数据显示，Arbitrum协议最近在交易数量方面明显优于其他L2。该协议2月7日交易量已领先Optimism，交易量激增可归因于Arbitrum累积用户和活跃地址数量不断增加，其中20.9%的用户只进行过一笔交易，74.1%的用户进行过多笔交易。

另据Token Terminal数据显示，Arbitrum协议单日收入在2月6日达到2.13万美元，创下半年内新高，过去30天涨幅达61%。不过，Arbitrum网络开发人员数量出现下降趋势，协议开发速度可能会放缓。[2023/2/9 11:55:31]

我们坚决认为，交互式证明是个更好的方法，理由如下。

在乐观情形下，交互式证明效率更高。因为交互式证明可以解决大于一笔交易的争议，因此，一个 rollup 区块可以仅包含一个断言，断言整条链在这一个区块的所有内容执行完之后的结果状态。相反，重执行方法需要区块内的每个交易后面都附带一个状态断言。如果一个 rollup 区块里面有成百上千笔交易，这两种方法在对 L1 区块的空间占用上将出现显著的区别——而这种占用正是 rollup 成本的主要部分。

在悲观情形下，交互式证明的效率也更高：如果出现了争议，L1 引导合约只需检查 Alice 和 Bob 的操作「在往正确的方向走」，比如 Alice 确实把 N 步骤的断言拆成了两个针对一半步骤的断言。（引导合约无需去计算 Alice 断言的正确性，Bob 会做，在链下做。）只需要重新执行一个指令。相反，在重执行交易模式下，L1 引导合约需要模拟一整笔交易的执行。

更高的交易级 gas limit：交互式证明可以摆脱以太坊对单笔交易 Gas Limit 的限制；即使一笔交易 gas 消耗量太大、无法放进以太坊区块内，也仍有可能可以放进 Arbitrum 的区块内。Rollup 的 Gas Limit 当然也不可能是无限的，但仍可以做到比以太坊主链所容许的大得多。

就以太坊而言，大 gas 容量的 Arbitrum 交易的唯一缺点是它可能需要运行更多的交互步骤（这个也仅仅是在有所争议的情况下）。相反，重执行模式下的 rollup 交易，gas limit 必须小于以太坊的区块 Gas Limit，否则就没法在一笔以太坊交易内模拟执行完这笔交易了（而且模拟执行比起在以太坊中直接执行，gas 消耗量还要更大）。

合约大小没有限制：交互式证明无需为每一个 L2 合约创建一个以太坊合约，所以也不要求合约符合以太坊合约的限制。对于 Arbitrum 的争议合约来说，在 L2 上部署一个合约的操作也是一系列计算过程的组合，与别的操作没有区别。相反，重执行模式下，L2 合约的大小比以太坊主链上所能容许的还要小，因为要模拟一个合约的执行需要能够仿制（instrument）这个合约，而仿制的代码必须能够放进一个以太坊合约内。

更大的实现弹性。交互式证明允许实现上的更大灵活性，举个例子，加入 EVM 中还不存在的指令。必要的功能无非是能在以太坊上验证一个单步执行的证据。而重执行模式就严格受限于 EVM。

Arbitrum 的大部分设计都是由交互式证明方法所开启的机会驱动的。如果你在学习 Arbitrum 的特性时疑惑于为什么这种它们要存在，这里有两个简单的思考方向：「这个特性是用来支持交互式证明的吗？」以及「这个功能是是如何利用交互式证明得以实现的」？大部分关于 Arbitrum 的「为什么」都跟交互式证明有关。

原文来源： Offchain Labs Medium

原文作者： Offchain Labs

原文编译：阿剑，以太坊爱好者

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