以太坊:观点 | 交互式欺诈证明：Arbitrum 的秘密武器

ArbitrumOne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InsideArbitrum，该原文深入讲解了Arbitrum的工作原理。

围绕optimisticrollups，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。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。

观点：加密货币无法替代实物，因为它容易遭受巨额损失:金色财经报道，道富环球投资顾问公司 (State Street Global Advisors) 的George Milling-Stanley运营着全球最大的黄金上市交易基金，他认为加密货币无法替代实物，因为它容易遭受巨额损失。该公司首席黄金策略师本周表示，波动性并不能支持任何关于加密货币作为黄金竞争对手的长期战略资产。[2023/7/30 16:06:26]

交互式证明

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。

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。

观点：Coinbase比特币溢价回升，表明机构投资者正在重返市场:7月8日消息，CryptoQuant CEO Ki Young Ju发推称，最新数据显示，Coinbase的比特币溢价似乎正在恢复。该指标的复苏是市场购买力回升和鲸鱼用户积累的直接标志。随着市场上购买量的增加，交易员和投资者正在推高溢价。

Coinbase Premium可以用来确定来自美国的机构和散户交易员的情绪，因为它反映了主要由大型加密货币投资者使用的Coinbase Pro交易平台的折扣或溢价。在加密货币暴跌期间，该指标出现了历史上最强劲的下跌之一，这表明Coinbase上的做市商很难在市场上找到足够的流动性，这导致了大幅折价。（U.Today）[2022/7/8 2:00:16]

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。

观点：加密货币总市值突破1万亿美元，将使新的机构投资者开始FOMO:比特币、ETH以及DeFi代币价格最近上涨，被归因于新的政府刺激措施，以及散户投资者在比特币2017年牛市和随后的崩盘三年后重返这个领域。

瑞士数字资产基础设施初创公司Metaco副总裁Seamus Donoghue表示，“虽然刺激措施有望出台，但宏观背景对比特币等风险资产仍将非常有利，而且随着谷歌搜索量最近飙升，散户投资者也开始加大加密投资。这意味着像以太坊、Polkadot、Cardano和DeFi代币这样的山寨币现在可能开始跑赢大盘。加密货币总市值突破1万亿美元，这将使新的机构投资者开始担心FOMO（担心错失良机），这反过来又会让流动性较低的养老基金和捐赠基金关注这一新兴资产类别的投资机会。”（福布斯）[2021/1/16 16:20:14]

重执行交易

观点：以太坊是今年表现最好的加密货币:Ava Trade首席市场分析师Naeem Aslam在《福布斯》发文称，今年以来，以太坊是表现最好的加密货币，要优于比特币和XRP。Aslam提供的数据显示，相较于年初，以太坊至今已增长206%，比特币和XRP分别上涨82%和30%。同时，社区期待已久的以太坊2.0即将更新，ETH挖矿也从工作证明（PoW）转变为权益证明（PoS）共识算法。此外，Glassnode近期数据显示，储存超过0.01枚ETH的钱包数量已达历史新高，链上指标表明小规模散户投资者正在流入以太坊。（U.Today）[2020/10/27]

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。

为什么说交互式证明更好？

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。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gaslimit：交互式证明可以摆脱以太坊对单笔交易GasLimit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GasLimit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。相反，重执行模式下的rollup交易，gaslimit必须小于以太坊的区块GasLimit，否则就没法在一笔以太坊交易内模拟执行完这笔交易了。

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。

交互式证明方法是Arbitrum的设计核心

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。

想了解更多？看看InsideArbitrum。

原文链接:

https://medium.com/offchainlabs/interactive-fraud-proofs-arbitrums-secret-sauce-debc3b019418

作者:OffchainLabs

翻译:阿剑

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