RUM: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:CBDC是一种信任:金色财经现场报道,10月28日,第六届区块链全球峰会的数字金融主题论坛于上海开幕,在论坛的圆桌讨论环节,

Lightnet Beam分享表示,区块链技术是一个真正的技术,带来了下一代的工业革命,通过区块链技术就可以更好的有效的进行交易,也可以给用户带来更多的支付手段,我们金融行业的基础设施会被重塑。

Terraform Labs CEO Do Kwon分享表示,有些国家已经试点法定数字货币,所以现在是一个很好的时机,CBDC可以帮我们解决一些实际商业上遇到的问题。不同货币间都可以交易,如果有各种个样的CBDC,可以获得更多互操作性。

ConsenSys香港董事夏多希分享表示,80%的央行已经开始研究法定数字货币,法定数字货币需要可以在各个领域被使用,而不只是银行之间。大众的市场需要一种锚定信任的工具,所以CBDC是一种信任。[2020/10/28]

交互式证明

观点:大数据区块链等科技赋能对物流行业变革作用愈发凸显:9月28日,人民网发文《大数据助力物流行业转型升级》称,随着数字经济的高速发展,物流产业发生了翻天覆地的变化,以大数据、区块链、人工智能等新技术实现的科技赋能对行业的变革作用愈发凸显。[2020/9/28]

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:DC/EP与支付宝和微信支付的关系将是合作,而非竞争:BN Capital创始合伙人Jeff Chu表示,中国并不打算用DC/EP取代支付宝和微信支付;相反,这两家公司很可能被整合到DCEP中。“目前P2P支付的普及程度逐渐提高,使用场景已经从简单的交易支付场景转向生活出行、娱乐、医疗健康、保险等领域。这种点对点电子支付软件已经成为中国支付场景中必不可少的工具。我们有理由相信,央行数字货币与微信、支付宝的关系将是合作而非竞争。”[2020/7/20]

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。

重执行交易

以太坊创始人V神发推驳斥不实观点:以太坊创始人V神刚刚发布推特称,那种认为“区块链应该做的是验证而不是交易执行,因为交易执行比验证要慢得多”的观点是“胡说”。事实是以太坊的uncle rate更多和简单tx计算相关,而不是由交易的复杂性导致的。[2018/3/4]

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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