以太坊的未來？Arbitrum 的好處在哪裡？

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什麼是 Arbitrum ？

以太坊作為開放金融的基礎設施，其性能缺口日益明顯。

擴容作為提升以太坊性能的解決方案，在過去兩年內，始終是用戶和技術社群關注和討論的熱點，並且這種關注仍將繼續，直至擴容方案融入以太坊，成為基礎設施的一部分。

Layer 2 與 Rollup

以太坊擴容有多種方式，Layer 2 是主流方案之一，其通過將以太坊主網（即 Layer 1）的大量計算和儲存需求搬到 Layer 2 上以提升以太坊性能。

如何「搬」呢？不同的搬法，對應有多種 Layer 2 方案，Rollup 是其中最受關注的方案之一。 Rollup 通過將交易數據壓縮後再同步到 Layer1 上實現擴容。

按照確保壓縮數據的有效性（即數據正確）的不同方案，Rollup 又可分為 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup。

ZK Rollup 通過有效性證明保證壓縮數據的有效性：採用數學的方式保障資金安全、使用者體驗流暢和隱私，但目前不支持 EVM；

Optimistic Rollup 通過詐欺性證明保證壓縮數據的有效性：兼容 EVM，允許智能合約（如各類 DeFi 應用）輕鬆遷移。

Optimistic Rollup 與 Arbitrum

Optimistic Rollup 字面理解是樂觀主義的 Rollup，它樂觀地默認被同步到 Layer 1 上的數據是正確的，如果誰認為被同步的數據不正確（即存在詐欺行為），可在挑戰期發出挑戰。因此這種證明方式也叫詐欺證明。以此保證最後同步到 Layer 1 的數據是有效的。

根據所採用的詐欺證明機制不同，目前 Optimistic Rollup 方案中主流的兩個是：Optimism 和 Arbitrum。兩者差別主要在挑戰者和被挑戰者之間的互動次數上。

Optimism：採用單輪互動型詐欺證明

Arbitrum：採用多輪互動型詐欺證明

（一輪互動和多輪互動的不同影響會在下文介紹）

到這裡，我們終於可以用一句話描述 Arbitrum：

「Arbitrum 是一種採用多輪互動型設計的 Optimistic Rollup 方案，以實現對以太坊網路的擴容目標。」

Arbitrum 的多輪互動型設計

Arbitrum Rollup 鏈是一個二層網路（Layer 2），其鏈上所有的交易數據都會在壓縮後同步到以太坊主網（Layer 1）上，以此共享主網的安全性並實現擴容。

那麼 Arbitrum 如何保證同步到 Layer 1 的數據是有效的呢？

透過多輪互動型詐欺證明保證。

單輪互動型詐欺證明

小白作為二層網路的驗證人將壓縮後的數據同步到 Layer 1，同時質押保證金，如果小明對該 Rollup 區塊的交易數據存在爭議，則需發起挑戰且同樣質押保證金。

然後 Rollup 協議將在 Layer 1 鏈上重新計算該區塊中所有交易來判定對錯。錯誤方的保證金將被罰沒，正確方將獲得獎勵。

這個方案的優點在於只需進行一輪互動，所需時間較短，但鏈上成本可能會非常高，甚至如果需要重新計算的交易過多，可能還會受到 Layer 1 區塊大小（gas limit）的限制。

多輪互動型詐欺證明

多輪互動型設計是 Arbitrum 的關鍵：驗證者和挑戰者在鏈下通過二分法的方式不斷拆分存在爭議的具體步驟，直至將爭議範圍縮減到一個具體的步驟，再到 Layer 1 鏈上對該步驟進行判定。以此實現高效的爭端解決。

在上面提到的例子中，小明提出爭議後，小白需要將爭議範圍二等分，然後由小明繼續選擇挑戰的那段範圍，之後再是小白將剩餘爭議範圍二等分 …… 如此循環。

透過多輪互動型設計，Arbitrum 可以實現當存在爭議時，以較低的成本在鏈上解決爭議。而這個優勢對於兼容 EVM 的 Rollup 方案來說至關重要。隨著 DeFi 樂高般的可組合性日益多樣，發生在兼容 EVM 的二層網路中的交易也將日益複雜，對應的爭議處理要求也將越來越高。

除了降低鏈上爭議處理成本外，採用多輪互動型設計也使 Arbitrum 可以更容易支持複雜的智能合約，在日漸完善的以太坊生態應用中更如魚得水。

不過多輪互動型設計也有缺點，由於增加了互動次數，對應的爭議空窗期相較於單輪互動型設計也更長。

Arbitrum One

Arbitrum 主網已上線，命名為 Arbitrum One，官方表示：

Arbitrum One 初期只面向所有擁有訪問權限的開發者開放。等到有足夠多的項目在網路上完成部署並準備上線時，我們就會面向終端用戶開放。

imToken 將在 Arbitrum 主網開放後第一時間提供支持，期待 Arbitrum 在 Layer 2 生態中的表現。

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