如何通俗理解Arbitrum的Nitro技术升级？4个关键机制

撰文：Chloe

Arbitrum是把原本在以太坊上进行的计算工程转移到Layer2进行，然后不需要进行任何验证就假设这些计算结果是正确的，并将数据发布回以太坊。但是为了避免有人作恶，设置了7天的挑战期来缓冲。

Arbitrum在去年8月31日推出了升级版的Nitro，它的费用更低、以太坊兼容性更好以及zk证明更简洁，总之是一次全面的升级。不过由于它没有重新发新链，而是从ArbitrumOne无缝升级，所以还是叫ArbitrumOne。

支撑Nitro的关键创新可以概括为四点：证明程序、以Geth为核心、实现执行与证明分开、交互式欺诈证明的OptimisticRollup。

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不需要共识机制的证明程序

Nitro使用两阶段执行交易。

第一阶段：在Layer2自行处理

用户创建了一笔交易，经过钱包签名确认后，会发送给Nitro的Sequencer。

Sequencer收到信息，通过「状态转移函数」过滤掉无效交易，并把剩下的交易公平地进行排队。

然后不需要任何额外的链上确认，就直接无条件地让节点在本地执行，并向客户提供交易收据，这个过程通常只需要一两秒钟。

声音 | 中金公司：66家公司有区块链相关业务 未来如何受益有待进一步研究???:中金公司发布相关研究报告指出，根据不完全整理，A股、H股和中概股中66家公司有区块链相关业务，其中市值较大的企业包括阿里巴巴、腾讯、平安、恒生电子、航天信息、众安在线等，未来如何受益有待进一步研究。中金公司分析师黄乐平、杨俊杰研究认为，区块链的一个优势是通过数字签名等密码学技术，在保证数据唯一性和所有权不可篡改的前提下，实现多方之间的信息共享。这适合需要“多方共享”“高频重复”“交易链条长”的许多金融场景。过去几年，区块链主要应用案例包括：在跨境汇款领域，蚂蚁金服利用区块链技术为菲律宾、巴基斯坦、马来西亚等“一带一路”沿线国家提供低费率、高速的跨境汇款服务；在清结算领域，港交所计划利用区块链结算系统简化互联互通下内地股票的北向交易流程，方便欧美投资者投资A股；在贸易融资领域，香港金管局和平安合作推出区块链贸易融资技术平台“贸易联动”，增加贸易参与者之间的信任，降低风险，提高贸易流程中获得融资的机会。?[2019/10/28]

但此时的交易还没有向L1以太坊提交，有更改的余地，所以称作「软确认」，不过对用户来说，到这一步就已经完事儿，其实后面还有很多步骤来确保安全性。

分析 | BTC暴跌该如何操作?合约关注8300压力位:据Huobi数据显示，BTC现报8078美元，日内涨幅1.87%。针对当前走势，金色盘面特邀分析师保罗大帝表示：昨晚大饼再次下探了7700支撑，受到支撑反弹8000上方，白天基本维持了震荡局面。日线布林线呈开口向下扩散，各指标也是空头排列。

?技术上看，1小时看，比特币RSI运行在50附近，KDJ经过刚才的反弹后，底部有金叉趋势。但是可以看到，反弹的上方受到了MA30的压制，MA30成反弹的阻力位。合约15分钟看，这个位置与前高8300位置大约重合，BTC要想走稳向上这个点位要突破，是最基本的要求。

今日操作：上方压力位8200，上方强压力位9300美元，下方支撑位7700美元。合约方面，空单关注8300能否突破，不能突破站稳、空单可跟进。（若趋势反转向上，回踩平仓。）严格带好止盈止损。现货方面，关注下方7700支撑，跌破减仓。?注1：以上合约操作价格为火币季度合约价格，现货为火币现货价格。[2019/9/27]

第二阶段

声音 | 前FDIC主席：对Libra有些担忧 不知道其如何利用获得的资 金:据CCN消息，前联邦存款保险公司（FDIC）主席Sheila Bair在接受CNBC采访时对Libra提出了一些担忧，“如果我给他们一些钱去买Libra，他们会用这些钱做什么？他们在白皮书中对此有点模糊……抵押品的实力是我会问的一个问题。”尽管Libra声称自己是未来的稳定币，但尚不清楚Facebook将如何利用其外汇储备管理投资。 Bair后来重申了她关于美联储支持的加密货币的想法，然而，这一想法并没有实现。政府通常对新技术的吸收很慢，但如果成功的话，Libra可能会改变这一切。[2019/6/19]

Sequencer向以太坊发布排队序列，并最终确认，也就是「硬终结」。

一种发送方式是在给每笔交易排序时，都向所有订阅者发布即时通知。另一种方式是汇总起来在L1以太坊上按批次发布。

需要强调的是，Sequencer在第一阶段的「状态转移函数」操作是公开的，任何人都可以根据自己已知的交易顺序去计算状态转移函数，所有诚实方得到的是相同的结果。

因此，Nitro的节点不需要共识机制，只需要获取交易序列，并自行在本地运行就可以了，所以会显著降低成本。

用Go语言重写的节点软件Geth

Geth即go-ethereum，顾名思义，是用Go语言编写的以太坊节点软件，让矿工去执行交易，这是Nitro最核心的部分。

Arbitrum的旧方案方案是通过定制的Arbitrum虚拟机来模拟EVM，它的一些内部逻辑在EVM不一致，所以仅限于低级指令。

而Geth则基本完全支持以太坊的数据结构、格式和虚拟机，所以可以实现以太坊高度兼容。

值得一提的是，Geth是抛弃了旧方案积累的堆栈，直接另起炉灶用Go语言编写的，大部分开发工作都是借鉴了现有的开箱即用的代码，而且整体上也更精简。

执行与证明分别两套代码

Layer2的任务有两个——执行和证明，这是两个侧重点，无法兼顾，因此Nitro用不同的代码来实现。

不过都是同一套源代码，刚才提到的让矿工去执行交易的节点软件Geth用的是源代码，执行速度更快。

但是关于欺诈证明的代码，则编译为二进制的wasm格式，特点是可移植、体积小、加载快并且兼容Web。而且Nitro又对wasm格式进行了微调，让它更适合与链交互，称之为WAVM代码。

在WASM代码上进行Arbitrum的交互式欺诈证明，就取代了Arbitrum虚拟机的架构，直接以标准的语言和工具来构建和编译。

互相检举的交互式欺诈证明

Nitro采用的证明系统是他们首创的「交互式欺诈证明」。

简单来说，所有的交易完成后还要预留7天时间接受验证者的检查，如果确实有问题那就重新执行。

验证者相当于以检举为生的赏金猎人，但是为了避免有人通过诬告来扰乱秩序，还允许赏金猎人之间相互检举揭发，这样双方不断举证，直到一方不再跟进为止。

最后把检举的这笔交易提交到以太坊上执行并验证到底谁是错误的，并把诬告者的保证金分给挑战诬告者的赏金猎人。

这就是交互式欺诈证明，相当于用市场化的手段引入了外部监管者，是一种治理机制上的创新，可以极大地提高验证效率和准确性。

总结

作为Arbitrum的迭代版本，Nitro目前已协助启动数百个项目，积累数十万的独立用户，数百万笔的交易和数十亿美元的桥接资产，目前占市场优势地位。

除了使用Nitro这套技术升级了ArbitrumOne，Arbitrum团队还希望用它创建特定应用的Rollups，他们未来还想吸纳Solana和Cosmos生态的资源。

Arbitrum在生态孵化运营上的能力有目共睹，与此同时也攻克了大量技术上的瓶颈，充分展示了团队的创造力。相信从Layer2一路走来的他们，会走向更大的生态。

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