最近Uniswap和Sushiswap都在计划使用Arbitrum的L2方案，这使得Arbitrum成为人们关注的以太坊L2方案。那么，如何简单理解Arbitrum？
Arbitrum也是rollups系列的L2方案
以太坊Layer2方案有不少，其中最受关注的还是Rollups系列。
Arbitrum也是Rollups系列的解决方案。这些方案基本上是将安全放在以太坊链上，而将计算和存储放在链下执行。简单来说，参与者将其交易数据提交到以太坊链上，用户可以查看交易，不过交易的计算和存储在链外进行。Arbitrum会定期向以太坊发送包含Arbitrum上发生的完整状态哈希，这个哈希作为结果放在链上，实现不可篡改和最终性。
相对来说，Arbitrum跟Optimistic Rollups在框架思路上近似，在结果验证方面，都属于欺诈证明范畴，而ZK Rollups则属于加密有效性证明范畴。
在前提假设上，欺诈证明类Rollups假定提交链上的结果是可用的，而任何人都可以对Layer1的交易数据进行提取和执行，通过比较状态，来检查合约执行正确与否。加密证明类Rollups采用的是数学方法，通过零知识证明实现有效性，它本质上无法作假。由此，加密有效性证明属于主动证明，而欺诈证明则属于被动证明，当人们不同意结果时会出现争议，需要仲裁。
Ava Labs总裁：希望未来Avalanche将能够开发出一种类似PayPal和Square的简单加密体验:4月27日消息，Avalanche团队正在开发一个便于非加密人士使用的区块链钱包。开发Avalanche区块链的Ava Labs总裁John Wu表示：有很多加密原生用户非常习惯当前的使用方式。但如果我们真的想扩大市场，引入更多传统用户，他们没有时间去学习，他们想要的是简单易用。
Wu指出，消费者已经习惯了PayPal和Square等成熟的金融科技平台的轻松体验。对使用者来说，这些平台使用起来十分丝滑，我们希望在不久的将来，通过Ava Labs推出的产品，用户能有类似的体验。
Wu还提醒道，传统金融平台的后端也非常复杂，并表示，假以时日，Avalanche将能够开发出一种类似PayPal和Square的简单加密体验。（Decrypt）[2022/4/27 5:14:25]
从整体上看，ZK Rollups的安全性更高，且实现最终性更快，这意味着其提取时间更快，它更适合转账等场景。而Optimistic Rollup和Arbitrum的方案都有挑战期，需要挑战期结束，才能最终确认，才能提币，这是它的不足。不过，ZK Rollups要生成加密有效性证明，其计算成本很高，很昂贵，且落地成熟还需要一定的时间。
ERC20 Creator Fabian：通过区块链建立的用户体验会比Web2.0更加简单:金色财经报道，2月23日，新一期《佟掌柜的朋友们》直播在线上举行。直播过程中，ERC20 Creator Fabian对于“未来是否会出现满足多种协议的应用程序”的问题表示，现在区块链发展的态势很好，这种态势会持续很久。现在我们可以看到有很多创意已经变成了实际使用的应用，比如DeFi。我觉得我们只发现了1%的使用案例，智能合约之间可以互相沟通是以太坊真正的优点。在区块链领域，我认为我们仍在一个学习的阶段。接下来，我认为通过区块链技术建立的用户体验会比Web2.0更加简单，即你不再需要给不同的应用设计不同的密码，即使一个平台倒了，你的资料也不会消失，我们需要一个真正去中心化的应用。[2021/2/25 17:49:43]
从长期看，ZK Rollpus有可能是最终的解决方案，但是ZK Rollups成熟和落地需要更长时间，而以太坊的扩展需求更为紧急，从这次智能链的崛起也能看出来。ZK Rollups的落地较慢，给予Optimistic Rollups 和Arbitrum机会。
因此，从中短期落地来看，欺诈证明类Rollups（Optimistic Rollups 和Arbitrum Rollups）有更快的落地机会。欺诈证明本身是“乐观派”，预设所有提交者都是好人，除非被证明有罪。只要有一位验证者存在，就可以提交欺诈证明，就是安全的。因此，存在一位诚实的验证者这个假设就变很重要。只需要一位验证者即可提交在线欺诈证明，有长达一周（或以上）的欺诈证明时间窗口，这也导致最终确认时间缓慢，提款时间过长。
韦氏评级：更改共识算法是阻止ETC被51％攻击的简单解决方案:韦氏评级（Weiss Crypto Ratings）发布推文称，阻止ETC上51％攻击的简单解决方案就是更改共识算法。与以太坊分离并使用一些独特的东西，这样以太坊网络上强大的恶意方将无法访问它。[2020/9/12]
总的来说，欺诈证明和加密有效性证明类的Rollups各有优缺点。ZK Rollups是非交互式的，通过数学的方法来解决问题，而Optimistic Rollups 和Arbitrum Rollups都是交互式的。从这个意义上，Optimistic Rollups 和Arbitrum Rollups是类似的，不过它们在具体路径上也存在差别。
Arbitrum是多轮交互式的Rollups方案
从上述来看，Arbitrum和Optimistic同为欺诈证明范畴的Rollups方案，两个方案的核心问题都是：如何验证结果的正确性？会不会有人发送恶意的证明？因此，两者都有挑战机制。验证人可以向链上发送断言，提出争议。如果断言为假，则会失去其质押的保证金资产。
Arbitrum和Optimistic之间的主要不同在于解决分歧的方式。当有验证者向L1提交rollup区块，有人认为不正确，这个时候怎么办？
声音 | BM：李嘉图合约意在用简单英语告知用户代码将会做什么:4月18日晚，BM发推称，李嘉图合约（Ricardian contracts）意在用简单英语告知用户代码将会做什么。在大多数情况下，他们不应该添加额外的无法执行的法律条款。安全的钱包应在你签名之前显示此说明，否则该应用可能会你。（注：近日，Block.one在Github发布李嘉图合约说明（Ricardian Contract Specifications）和模板工具箱（Template Toolkit）[2019/4/18]
Arbitrum采用的是多轮互动协议来解决争议，将规模大的争议细分成小的争议，直到找到最关键的那一步，然后再通过以太坊合约来确定它是否正确。通过拆分争议，Arbitrum试图实现更高效的解决方案。
Arbitrum中的参与者可以质押保证金，断言某个状态最终会被确认。如果断言错误，用户的质押保证金会罚没。两个用户质押在不同的方块上，这意味着只能其中一个是真的。为了防止有人攻击，争议的断言者需要质押保证金资产，防止其作恶。
在刚开始的设计中，Arbitrum协议采用了一次处理一个争议断言的做法。由某个参与者提出争议断言，争议断言存在挑战期，在这个期间任何人都可以挑战该争议断言。如果没有人挑战，那么，该争议断言将被视为有效。
声音 | 中国人保执行副总裁：智能合约能将金融交易变简单:据新浪消息，中国人保财险执行副总裁王和近日发文表示，区块链技术之所以重要，就在于其具有极强的特殊结构能力。这种结构力能够将一种简单的关系结构进化为一种复杂的利益结构，结构力决定了未来“分布式社会”的秩序与管理。他同时称，金融科技的未来形态将体现为智能终端和区块链技术，智能合约能够使复杂的金融交易变得简单，这就是未来金融的场景。[2018/10/26]
不过这种单线推进模式存在瓶颈。一次激活一个争议断言，效率低下，VM进程受限。同时，作恶者可以故意通过挑战争议断言来延缓VM。即便需要付出质押资金，但也可以拖延。
因此，在新的设计中，Arbitrum可以同时处理多个争议断言，不是线性进行。作恶者减缓进程的实现难度更高。目前Arbitrum采用多个争议断言同时处理的方法，一个质押者一次一个断言，不同的质押者则可以同时处理多个断言。
随着断言被确认为有效，其VM的状态也不断向前推进。通常来说，人们会选择诚实行为，因为这样可以确保其质押保证金不会被罚没。除非有恶意攻击理由，人们没有必要将其资产质押在错误的分支上。
为了实现无须信任的特性，在Arbitrum的设计中，任何一个诚实参与者可以推进VM正确性和进展。如果一个参与者总是在正确的分支上质押，TA会赢得所有的争议断言。如果其他人不同意，只会失去其质押保证金。只有诚实参与者一起，才能免遭惩罚。
（Alice和Bob质押在不同分支上，来自Arbitrum的Ed?Felten）
如果上图中的Alice断言证明为正确，那么Bob质押的保证金资产会失去，而Alice则获益。
在单轮互动的Rollups中，断言包括每个调用结果，挑战者指向断言中具有错误结果的特定调用。链上合约模拟被挑战的调用并检查是否有错。如果有错，则整个断言被取消，其断言者失去质押的保证金。如果挑战窗口期过后，没有成功的挑战，则断言被接受，并具有最终性。
而在多轮互动的Rollups中，也有挑战时间窗口期，断言者和挑战者之间存在多轮交互，链上合约作为裁判，由它来决定谁是错误。多轮交互设计的主要考虑在于，尽可能减少解决争议的链上工作。通过在挑战者和断言者之间的多轮交互最大程度减少链上的工作量。
单轮交互和多轮交互本质上是对链上成本和解决争议时间的平衡。单轮和多轮交互式Rollups都需要写入所有对合约的调用及其数据上链，不同的地方在于它们需要将什么作为断言一部分提交到链上。单轮交互模式要求模拟链上的完整调用，从成本上考虑的话，它会更加贵一些。而多轮交互可以通过细分，可以将争议范围缩小，且向链上写入的数据相对更少些，使得其在链上执行成本更低。不过，它也并非没有缺点，它的确定增加了轮次，增加了时间。
此外，Arbitrum多轮交互模式可能会面临延迟攻击。由于系统是无须信任的。恶意攻击者可以延缓进程，当然，他们这么做也有代价，就是其质押保证金会被罚没。还需要注意的是，恶意行为者无法阻止诚实的参与者持续构建诚实的分支，也无法阻止诚实参与者在诚实分支上获得最终的确认。他们能做的事是通过在错误分支上进行质押保证金，并延缓链上对诚实分支的确认。他们可以制造多个争议断言，如果诚实参与者足够多，它们可以同时应对这些争议断言，并捕获攻击者的质押保证金。也就是说，诚实参与者越多，攻击者就需要越多的质押资产来进行延缓攻击，攻击的难度就越大。
此外，在多轮交互的Rollups中，可以实现有效的“断言”会成为“无须信任的最终性”，任何人可以确信其最终确认是不可避免的。为了确保自己的最终确认，用户可以参与到协议中来捍卫断言，即便是单独行动，也可以推动其最终确认的发生。
如果没有挑战，多轮和单轮交互的确认速度类似，如果有人挑战，多轮争议耗费的时间会更长一些。在这个方面，单轮交互有优势。单轮交互不会允许确认延缓攻击，而多轮交互的好处在于更小的链上数据，可以处理突破以太坊gas limit的合约（计算和存储）。
欺诈证明类的Rollups在最终确认方面存在一定的时间周期。因此，通过Arbitrum的转账没有办法像ZK Rollps方案一样达成快速的最终性。其可能的解决方案是，通过第三方的介入。第三方可以将其资金立即转给用户，但用户也需要支付一笔提前提取费用。一般而言，第三方认为未确定的转账一定会实现，第三方会在诚实的结果上进行保证金质押。由于任何人都可以将资金转给需要快速提取的用户。那么，这样也存在一个市场，会导致费用处于均衡，不会过高或过低。
Arbitrum的EVM兼容性
Arbitrum试图跟以太坊完全兼容，兼容EVM，无须重写程序。跟以太坊完全兼容，这个在智能链上我们看到了威力。这是它能够顺利嵌入以太坊当前生态的最重要的举措。
dApp开发者使用Solidity语言编写其智能合约，这些智能合约编译成Arbitrum VM，可以在Arbitrum Rollups上运行。
Arbitrum的进展
Arbitrum技术目前推出Arbitrum One。Arbitrum合约在以太坊主网上部署，已经开始接纳项目，目前处于主网测试阶段。按照Arbitrum的说法，目前有超过250个团队申请进入，它向所有开发者开放。接下来的几周时间，可以看到越来越多的DeFi项目会进入Arbitrum生态。
目前一些以太坊生态的重要参与者，例如Etherscan等也在支持Arbitrum One链。
以太坊与L2的落地
有意思的是，Arbitrum没有原生代币，采用ETH作为燃料，所有费用使用ETH支付，这对于ETH来说，也是好事，暂且不说未来它对ETH有多大需求。
就目前来说，以太坊的可扩展需要长短期结合的打法，来满足其快速成长的需求，尤其是DeFi和NFT爆发性增长的需求。从长期看，L2可能是ZK Rollups获胜，但由于其高昂的成本和落地的滞后，可能需要较长时间来消化。而Arbitrum和Optimistic Rollups可能更早落地，虽然其提取时间长，但并非无解。此外，在实践中成长，也可能会诞生新灵感。
除了L2的逐步落地，随着EIP-1559在今年7月份的可能推出，以及年底可能的PoS，2021年的以太坊注定是不寻常的一年。
郑重声明： 本文版权归原作者所有， 转载文章仅为传播更多信息之目的， 如作者信息标记有误， 请第一时间联系我们修改或删除， 多谢。