ARB:金色观察｜简析Arbitrum Rollup虚拟机的设计原理

Arbitrum和Optimism是以太坊Layer2扩容的主要项目，因为两者是以Rollup为技术核心实现的二层扩容，符合以太坊未来发展方向。

但面对未来丰富的生态应用预期，需要一个虚拟机来实现可编辑能力。因为Rollp的技术核心，却让这个方向成为一个实现略难的技术需求，目前两者也限于虚拟机并不成熟。使得在这一层的可编辑能力有所限制。

今天本文中，我们将摘录资料来了解Arbitrum网络的虚拟机设计原理。

AVM设计的起点是基于以太坊虚拟机(EVM)，因为Arbitrum目标是高效地执行为EVM编写或编译的程序，所以Arbitrum并未更改EVM设计的绝大部分。例如，AVM采用EVM的数据类型以及对EVM整数进行的操作指令等。

BitMEX CEO：以太坊合并符合ESG，ETH将会成为首选资产:9月29日消息，BitMEX首席执行官Alexander H?ptner表示机构投资者仍然对加密货币和以太坊有兴趣，并表示，熊市为机构和金融业参与者提供了更多时间进行创新。Alexander表示，以太坊合并符合ESG，机构将开始重新涌入以太坊，并表示以太坊是符合构建ESG的金融产品的理想协议，此外，他还强调，ESG合规性至关重要。[2022/9/29 22:40:07]

这样看来，AVM和EVM之间的差异源于Arbitrum的layer2需求和Arbitrum的多轮挑战协议。

数据：超过81%的加密游戏交易在WAX链上完成:8月22日消息，NFTgators发推称，数据分析平台Footprint Analytics的数据显示，81.27%的加密游戏交易是在WAX区块链上进行。其中，46.9%的交易源于链游Farmers Worlds，45.7%源于Alien Worlds。[2022/8/22 12:41:09]

执行与证明

与EVM架构不同，Arbitrum需要支持本地执行和受信证明。基于EVM的系统通过重新执行有争议的代码来解决争议，而Arbitrum依赖于形成最终证明的挑战协议解决争议。

CoinDesk将在Polygon上发行新的DESK代币:金色财经报道，CoinDesk宣布将在重新推出其社交代币DESK，并在Consensus 2022中投入使用。6 月 9 日至 12 日在德克萨斯州奥斯汀举行的活动的参加者将能够通过在注册时领取徽章、参观参展商摊位或加入 CoinDesk 重新启动的 Discord 等方式来获取 DESK 。DESK 可在活动中兑换一系列奖励。

DESK 将基于 Polygon 发行，且不是完全去中心化的代币，CoinDesk 可能会调整 DESK 的供应量。在 Consensus 2022 之后，CoinDesk 计划将 DESK 作为一项参与奖励计划扩展至更广泛的受众，包括未来的活动参与者、新闻服务和研究报告的读者、电视观众和播客听众等。[2022/5/24 3:36:56]

Arbitrum希望在本地可信环境中针对速度做优化执行，因为本地执行是常见情况。系统很少需要证明，但需要一直保持准备证明的状态。

操作系统

Arbitrum使用2层操作系统ArbOS。ArbOS控制单独合约的执行，以将它们彼此隔离并跟踪它们的资源使用情况。

此外，上面这些功能是执行在2层的可信软件中，而不是像以太坊那样将可信添加到的1层网络搭建的强制规则中，这样参与者都会从2层较低的计算和存储成本中受益，而不是必须将这些资源成本作为1层EthBridge合约的一部分进行管理，增加成本。

Merkleize

任何依赖断言和争议解决的2层协议都必须定义一个规则，用于对虚拟机的完整状态进行Merkle哈希。该规则必须是架构定义的一部分，因为它依赖于解决争议。

维护的Merkle哈希在需要重新计算时也需要保持有效。这会带来一些构建内存的影响。任何大型且可变的存储结构对于Merkleize来说都是较贵的，并且Merkleize的算法必须是架构规范的一部分。

AVM架构通过只有大小有限、不可变的内存对象来应对这一需求，这些对象可以通过引用包含其他元组。元组不能就地修改，但有一条指令可以复制带有修改的元组。这允许构建树结构，其行为类似于大型平面存储器。通过访问在内部使用元组的库，应用程序可以使用诸如大型平面数组、键值存储等功能。

元组的语义使得创建元组的循环结构变得不可能，因此AVM实现可以通过使用引用计数的、不可变的结构来安全地管理元组。每个元组值的哈希只需要计算一次，因为内容是不可变的。

代码点

代码的常规组织是存储指令的线性阵列，并需要保持指向下一条指令的程序计数器。使用这种传统方法，证明执行指令需要对数时间和空间，因为必须提供Merkle证明来证明当前PC下的指令。

AVM使用这种传统的执行方法，但它增加了一个功能，使证明和证明检查需要恒定的时间和空间。出于证明目的，“程序计数器”被替换为“当前代码点哈希”值，它是机器状态的一部分。

在正常执行中，实现通常只使用传统架构上的PC值。但是，当需要证明时，证明者可以使用查找表来获取与任何相关PC对应的代码点哈希值。

来源：金色财经

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