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

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

Jules Urbach ：RNDR 如何成為引領NFT加密藝術浪潮的GPU計算平臺:JulesUrbach：RNDR如何成為引領NFT加密藝術浪潮的GPU計算平臺3月29日，在以《RNDR渲染網絡：引領NFT加密藝術浪潮的GPU計算平臺》為主題的AMA中，HuobiGlobalNFT板塊項目RNDRNetwork發起人JulesUrbach表示，NFT是實現開放去中心化的虛擬世界的重要基石，而開放去中心化的虛擬世界是RNDR網絡自2017年推出以來的愿景。JulesUrbach介紹RNDR將會面向藝術家推出一些新的工具，包括在RNDR網絡上鑄造帶有深度場景圖驗證的NFT，將ORBX格式的文件變成NFT、生成式藝術（GenerativeArt）等。JulesUrbach還表示，NFT擁有在今天的數字藝術之外的巨大潛力。增強現實、全息顯示和實時的沉浸式流媒體將讓我們能夠在幾年后創作出如今只有在科幻小說中才會出現的NFT內容。NFT將可以與物理空間綁定，記錄在區塊鏈上的虛擬物體將日益成為人們的日常生活的一部分。[2021/3/29 19:26:18]

Nitro 使用兩階段執行交易。

Robinhood因未恰當披露如何應對高頻交易機構而遭到調查:金色財經報道，股票與加密貨幣投資平臺Robinhood因未能恰當地披露如何將客戶訂單發送給高頻交易機構而受到民事欺詐調查。根據報告，這項由美國證券交易委員會（SEC）進行的調查已進入“高級階段”，可能導致其遭到1000萬美元的罰款。[2020/9/3]

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）。

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。

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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」。

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）。

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。

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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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