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Arbitrum的「de」隐秘《mi》武【wu】器:交互式「shi」诓骗证实

admin2021-09-1728

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Arbitrum One 已经在主网开放,我们设计推出一系列的文章,解说 Arbitrum 的内部构件。本文摘自 Inside Arbitrum,该原文深入解说了 Arbitrum 的事情原理。  

围绕 optimistic rollups,最主要的设计决议是,若何解决争议。假设 Alice 断言 Rollup 会的运行会发生某个效果,而 Bob 差异意,那协议该若何决断,选择谁提交的效果呢?

处置的方式基本可分两类:交互式证实,或者重执行生意。Arbitrum 选择了交互式证实,我们以为这种设施效率更高,也更天真。Arbitrum 的其它设计也基本上遵照这个原则。

从 2014 年以来,我们一直在开发交互式诓骗证实(和 Arbitrum)。基本的机制我们写在了 2018 年出书的论文里,虽然现在我们又做了大量的升级。

交互式证实

交互式证实的思绪是让 Alice 和 Bob 介入一个由 L1 合约指导的回合制协议,使用任何 L1 合约所需的最小开销来解决他们之间的分歧。

Arbitrum 的方式基于对争议的剖析。若是 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。这个历程连续举行,每一回合都将争议的规模缩小一半,直到争议的局限酿成一个执行步骤。注重,直到此时为止,L1 指导合约都不必思量现实上执行了什么。仅当争议被缩小到单个执行步骤时,L1 指导合约才需要明白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。

交互式证实背后的要害原理是,若是 Alice 和 Bob 有所争议,Alice 和 Bob 应尽可能做链下的事情来解决争议,而不是让 L1 合约肩负肩负。

重执行生意

另一个方案是,让一个 Rollup 区块在区块内每一笔生意后附带一个状态哈希值断言。然后,在争议情形中,L1 指导合约将模拟一整笔生意的执行,看效果是否与 Alice 的断言一致。

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为什么说交互式证实更好?

我们坚决以为,交互式证实是个更好的方式,理由如下。

在乐观情形下,交互式证实效率更高。由于交互式证实可以解决大于一笔生意的争议,因此,一个 rollup 区块可以仅包罗一个断言,断言整条链在这一个区块的所有内容执行完之后的效果状态。相反,重执行方式需要区块内的每个生意后面都附带一个状态断言。若是一个 rollup 区块内里有成百上千笔生意,这两种方式在对 L1 区块的空间占用上将泛起显著的区别——而这种占用正是 rollup 成本的主要部门。

在消极情形下,交互式证实的效率也更高:若是泛起了争议,L1 指导合约只需检查 Alice 和 Bob 的操作「在往准确的偏向走」,好比 Alice 确实把 N 步骤的断言拆成了两个针对一半步骤的断言。(指导合约无需去盘算 Alice 断言的准确性,Bob 会做,在链下做。)只需要重新执行一个指令。相反,在重执行生意模式下,L1 指导合约需要模拟一整笔生意的执行。

更高的生意级 gas limit:交互式证实可以脱节以太坊对单笔生意 Gas Limit 的限制;纵然一笔生意 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 固然也不能能是无限的,但仍可以做到比以太坊主链所允许的大得多。

就以太坊而言,大 gas 容量的 Arbitrum 生意的唯一瑕玷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形下)。相反,重执行模式下的 rollup 生意,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生意内模拟执行完这笔生意了(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)。

合约巨细没有限制:交互式证实无需为每一个 L2 合约确立一个以太坊合约,以是也不要求合约相符以太坊合约的限制。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盘算历程的组合,与其余操作没有区别。相反,重执行模式下,L2 合约的巨细比以太坊主链上所能允许的还要小,由于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。交互式证实允许实现上的更大天真性,举个例子,加入 EVM 中还不存在的指令。需要的功效无非是能在以太坊上验证一个单步执行的证据。而重执行模式就严酷受限于 EVM。

交互式证实方式是 Arbitrum 的设计焦点

Arbitrum 的大部门设计都是由交互式证实方式所开启的时机驱动的。若是你在学习 Arbitrum 的特征时疑惑于为什么这种它们要存在,这里有两个简朴的思索偏向:「这个特征是用来支持交互式证实的吗?」以及「这个功效是是若何行使交互式证实得以实现的」?大部门关于 Arbitrum 的「为什么」都跟交互式证实有关。

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