星空二级计划arbitrum的幕后团队Off-chain labs谈论项目机制和规划

火星财经编者注：近日，Uniswap创始人在推特上称，社区投票压倒性的支持Uniswap v3在Arbitrum部署，假设快照通过，会将v3智能合约部署到Arbitrum。目前已经开始了接口支持和部署计划的工作。此外，他还表示，Uniswap将继续与optimismPBC沟通合作，在不久的将来针对进行部署。有趣的是，就在不久前市场热捧Optimism和ZKRollup，如今以侧链Polygon和Offchain Labs推出的Arbitrum却风头一时无二。Arbitrum主网将于5月28日对开发人员开放，现在是时候了解二层扩容方案Arbitrum了。

注：开始时间为2021年3月19日

整理：走钱路

近一年来，随着DeFi的快速发展，以太坊网络的性能瓶颈日益突出。以太坊 2.0遥遥无期，多个二级扩张计划准备上线，这成为年初以来市场关注的焦点。Arbitrum是一个由offchain实验室团队发起的明星扩张计划，也是其中之一。

3月16日，SNZ投资总监Kai与offchain labs联合创始人Steven goldfeder和ED Felten进行了精彩对话，分享了arbitrum的概念由来、工作原理和进度规划。

凯（以下简称主持人）：今天我们邀请两位arbitrum rollup的创始伙伴。其中一位是arbitrum rollup的创始人、前美国科技部长埃德·费尔滕（ed Felten）。其中一位是史蒂文，他目前是该项目的首席执行官。

Arbitrum是vitalik提到的第2层的一个重要项目。他们将在不久的将来上线，我们非常荣幸有两个。这也是arbitrum rollup团队在中国的首次亮相。

第一个问题：请介绍一下你自己，分享一下你是如何进入区块链领域的？

埃德·费尔滕：我以前大部分时间都是普林斯顿的计算机科学教授。2013年，我正式进入区块链行业，当时主要做研究。2014年，我的一些同事开始教授区块链课程，我的一些学生也开始做区块链研究项目，我会和他们合作。arbitrum的第一个版本于2014年推出，当时它纯粹是一个研究项目。

2015年，应美国总统邀请，我暂时离开普林斯顿大学进入白宫，担任奥巴马总统的高级顾问。在为美国政府服务期间，他的任务之一就是研究加密货币和区块链。2017年回到学术界，当时有两个研究生。一个是史蒂文，他参加了今天的直播，另一个是哈里，arbitrum的联合创始人。他们两个问我：“你还记得仲裁项目吗？时机正好。也许我们可以重新开始这项研究。

当时，我们决定为这个项目建立一个更完整的系统。2018年，一篇描述整个仲裁制度的学术论文发表。当时，我们三个人意识到以太坊肯定会面临可扩展性的问题。对我们来说，这也是一个很好的机会，使阿必妥进入商业实践。

史蒂文：2013年我也进入了区块链行业，当时我正好在普林斯顿攻读博士学位，主修加密货币、密码学和各种区块链协议。我与埃德和其他同事一起编写了一本关于区块链、密码术和加密货币的教科书，目前全世界有200多所大学都在使用。这本书已被翻译成包括中文在内的五种语言。这些领域的中国学生已经熟悉了这本教科书。

然后，正如埃德刚才所说，在他离开白宫回到普林斯顿后，我和另一位联合创始人去找他，在他的办公室开始了这次谈话。在2018年论文发表之前，我们意识到arbitrum rollup有商机。所以我们在论文发表后不久就成立了一家公司。第一轮融资始于2019年。

创业过程中还有一个有趣的故事。当我们在进行项目时，术语“汇总”并不存在。当我们向别人介绍这个项目和我们正在做的事情时，他们会问我们是在做状态通道还是等离子，但事实并非如此。我们从“汇总”这个词不存在开始。

我们都知道后来发生了什么。在2020年和2021年，汇总的概念已经非常流行。我们是第一个在这个领域支持以太坊 EVM的解决方案。

主持人：第二个问题，请介绍arbitrum rollup项目以及项目背后的故事和理念。

埃德·费尔滕：我还是想回到仲裁者概念的起源。当时，我们在做区块链研究的时候，困扰我的问题是：区块链的目的是什么？例如，比特币在当时非常流行。但作为一名计算机科学家，我最感兴趣的是智能合约。我认为智能合约非常强大，但我很早就意识到智能合约面临着产能扩张的挑战。

例如，把以太坊想象成一台全球共享的计算机。允许所有用户在此计算机上运行其智能合约。显然，它非常昂贵，速度非常慢，而且性能有限。所以我很早就开始考虑扩容。甚至在以太坊出现之前，我就在思考，如果出现类似以太坊的系统，如何解决扩容问题。所有这些都是arbitrum项目的起源。

我们希望在不牺牲安全性的前提下，通过离线解决方案来解决扩容问题。一开始，我和一些本科生做了一些项目。事实上，我试图解决产能扩张的问题，并成立了一个部门。但是这个系统只在某些功能上有用，不是一个非常完整的系统。因此，史蒂文、哈里和我在2017年共同完成的项目使系统更加完整。至于公司的成立，我们希望arbitrum能与以太坊兼容。

史蒂文：我要讲的故事有一部分是和艾德重叠的。在区块链领域，我比艾德进入得晚。我记得艾德在14或15年里教过区块链相关的课程。但我还没到普林斯顿。艾德到达白宫后，我正等着艾德回来。哈利和我当时意识到以太坊的潜力很大，它的广泛应用潜力将被主流世界所应用；但另一方面，以太坊的产能扩张肯定存在一些问题。所以我们一直在等埃德回来。埃德从白宫回来后，我们将一起启动仲裁项目。

当我还是个医生的时候，我也为其他加密项目做过一些事情。所以我绝对相信这个领域的潜力是巨大的。但我也很早就意识到可伸缩性是一个巨大的问题，需要适当的技术来解决。

两年半后，阿必特证明了我们是对的。现在正是时候。现在市场也意识到，一方面以太坊潜力巨大，但产能扩张还需要解决。产能扩张问题的解决方案对区块链行业也有很大的潜力。

在我们最早的融资中，我们也花费了大量精力说服市场。当我开始融资时，一些投资者会问我，“为什么你认为我们将来需要这个解决方案？”？我说：“我非常肯定有一天以太坊会得到一个大规模的主流应用，但同时，它也将面临可扩展性的问题。”现在这个断言已经成为现实。

主持人：刚才你们两位也提到了可扩展性的问题，以太坊迫切需要解决。可扩展性也是arbitrum链下解决方案的核心问题。

第三，请您解释一下仲裁机制的工作原理和主要特点？

埃德·费尔滕：让我先介绍一下arbitrum的设计原理。主要有三点：一是要兼容以太坊；第二，让尽可能多的活动在以太坊的链条下进行。因为以太坊的天然气资源是最珍贵、最昂贵的；第三个原则是不需要信任。任何人都可以强迫锁链做正确的事。就像在以太坊上一样。

仲量联行如何实现这三个原则？例如，如果有人提交了一个事务数据，事务数据将存储在以太坊链上，这样每个人都可以查看事务，并且事务内容是完全开放的。但是，交换中涉及的计算和存储是在仲裁机制下进行的，即以太坊链。这样，我们可以扩大容量，减少以太坊链条上的负载。

此外，arbitrum将定期向以太坊发送“检查点”，例如每五分钟或十分钟发送一次，这是一个包含arbitrum上所有活动的完整状态的散列。此哈希作为链上的记录发送。这样，就可以实现大规模的成本降低和可扩展性。

但你可以再问一次。当我们将信息发送到以太坊链时，如果我们保证这件事本身是正确的呢？这是仲裁协议的关键。协议包括核查人员的参与。如果验证器需要在链上记录，它需要向以太坊发送一个声明。同时，验证者需要存入保证金。如果验证者的声明是错误的，那么验证节点的保证金将丢失。

当验证者向链发送索赔时，会有一段时间任何人都可以提出自己的疑问。如果你不同意，就会有争端。争端解决机制是仲裁制度可扩展性的核心和关键。

我们设计的争端解决机制是这样的：如果双方对某一问题有不同的意见，那么有效的解决机制就是将其从小到大。例如，一项涉及10亿步的交易是有争议的。我们的方法是将10亿步分成100个较小的索赔，每个索赔包含1000万步。这样，10亿规模的纠纷将减少到千万规模的纠纷。不同意的一方会从1000万中挑出他不同意的一个，然后从大到小再进一步，直到找到最关键、最有争议的一步。找到关键步骤后，用以太坊的合同来判断这个步骤是对还是错。这样，我们就可以实现有效的争端解决。

我们通常会考虑上述过程。当一个节点发送一个声明并且声明是正确的时，就没有问题了。然后每10分钟发送一个散列。散列到以太坊链，没有争议，系统可以顺利运行。如果有争议，可以用上面描述的有效方法将争议从大到小，最后可以很好地进行仲裁。这就是系统有效的地方。

对于普通用户来说，这样的机制是否过于复杂，你能担心吗？不用担心这个。由于该机制与普通用户关系不大，因此争端解决机制将由一个特殊的节点来处理。当然，如果老百姓想多挣钱，也可以选择做验证节点。但你不想也没关系。

主持人：Layer2也是之前讨论的热点话题。除了arbitrum之外，还有state channels、ZK rollup和其他不同的方案。

第四个问题：与其他方案相比，仲裁庭的优缺点是什么？特别是与ZK汇总相比。

史蒂文：首先，需要澄清的是，目前没有最优的解决方案。这是一个协作的过程。工作的人越多，结果就越好。所以我们会尊重其他球队，尽管我们必须比较他们。

我将首先比较等离子和状态通道之间的差异，然后ZK汇总。

Plasma希望取得更多成就，不仅是在执行方面，而且在数据方面。可用性的定义是将执行和数据置于链之下。对于汇总，数据仍在链上，但执行在链下。对于arbitrum也是如此，其中事务数据位于以太坊链上。把计算和存储放在链子下面。

Plasma想做更多的事情，因此它将面临更多的问题。至少目前，还没有一个团队能够完全实现plasma，很多团队在实现plasma的过程中遇到了很多问题。对于rollup来说，因为它想实现的较少，所以相对来说比较可行，在解决扩容问题上似乎更有潜力。这就是为什么越来越多的人对汇总感兴趣，至少不那么困难。

介绍了状态通道与状态通道的区别。状态通道也是一个合同，交易对手是固定的。例如，我总是和某人做一笔交易，我们双方都开始一笔交易或玩一个游戏。但我们可以想象，在一个开放的世界里，你不知道你的对手是谁，这可能是随机的，可能是你无法信任的。因此，国家渠道非常有限。

但现在对于state channel团队来说，他们似乎发现了一个非常有趣的应用，那就是将state channel和rollup结合起来，并将state channel变成rollup和rollup之间，或者rollup和以太坊之间的跨链桥梁。通过这样的组合，生态系统才能更完整，形成一个更完整、更有趣、更适合所有人的生态系统。

对于ZK汇总，需要立即证明，因此成本非常昂贵。另外，ZK的编辑器将高级语言转换为低级语言效率低下。

我认为ZK汇总可能是一个很好的解决方案，但是以太坊的问题现在还存在。Arbitrum现在可以解决以太坊的问题。

顺便说一下，我将第一次宣布，今年夏天，ZKRollup的一位研究员将加入arbitrum的团队。为什么我们要从ZK团队聘请一名研究员加入这个团队？就技术而言，对技术没有最好的定义，技术的发展和演变没有尽头。现在最好的技术可能不是将来最好的。我们需要随时更新。如果我们不能更新自己，不能进行革命，将来就会受到挑战，被别人取代。

以我自己的研究领域为例。我13年、15年、18年、20年发表了一篇论文，内容都是一样的，都是区块链领域的门限签名研究。从我研究过的例子中，我们可以看到技术在不断地发展和更新。就ZK而言，如果以太坊在未来得到广泛应用并与EVM兼容，采用ZK无疑是可能的。只是时间跨度会延长到几年甚至更长。

对于arbitrum，我们聘请了ZK的研究人员，希望通过自主创新，确保arbitrum是目前最好的解决方案。如果将来有更好的解决方案，无论是与ZK的集成还是与其他解决方案的集成，我们都可以继续研究，时刻掌握最新技术，不断创新。

ZK rollup的优点是快速的终结性。所以在调剂和撤药时可以很快确认。不过，对于仲裁者来说，由于挑战期的关系，必须等到挑战期结束后才能收回硬币。速度和效率不如ZK。但伤得不重。状态信道和跳数协议也提出了一些可行的解决方案。它允许在应用层快速转账和取款。在未来，快速取款将不再那么重要（在汇总系统层面）。

无论是ZK溶液还是其它溶液，仲丁胺都是目前最好的溶液。而且随着时间的推移我们会不断的更新和升级，不管是ZK还是其他的，只要我们有好的技术，我们不介意去学习和借鉴。我们总是聘请顶尖的科学家，包括ZK的研究人员，以确保阿必妥在技术上总是领先于其他人。

主持人：史蒂文刚刚共享了一个密钥密码。即使是arbitrum将来也会对ZK有所了解。

第五个问题：阿必妥测试网络的现状如何？如何启动主网？你对主要的仲裁网络有什么期望？

史蒂文：事实上，我知道你最关心的是主网络在线的消息。Arbitrum的测试网络已经运行了5个月，现在性能相当不错。测试网络有助于我们测试网络的性能、存在的问题，同时也做压力测试。

我们目前的吞吐量（TPS）非常大，达到100万。在高峰期，每分钟可接收14000个请求。就具体进展而言，你可以期待。本周，我们将很快发布发布候选版本，它将首先在测试web上进行测试，然后部署到主web上。

考完网再去主网，这也代表了我们做事的态度。我们的代码已经通过了33次安全审核。我们明白是用户将资金委托给仲裁庭，所以我们会高度重视用户资金的安全。

至于发布候选人，我们将邀请所有人参与并帮助我们进行压力测试。相信主网上线后不久，我们不会失望。

arbitrum和其他项目的区别在于，在我们的主网上线的第一天，所有的项目都会公开，每个人都可以被邀请参加主网。

主持人：感谢Steven介绍arbitrum的后续开发过程。

第六个问题：我们也非常关注公网上线后公网的挑战和统筹。

埃德·费尔滕：目前，我们的重点是主网，确保主网过渡过程尽可能平稳、安全。在未来，可伸缩性是我最关心的问题。

可扩展性

虽然我们在扩容和成本方面做得很好，但我希望主要通过创新的工程手段，进一步提高性能。例如，如何开发虚拟机EVM系统以及如何设置节点可以进一步提高性能。据估计，未来以太坊上的流量再增加，吞吐量需求再增加，我们就可以满足需求，而不会看到很多项目面临的瓶颈问题。

规划工作

我们希望允许您以不同的方式编写智能合同。例如，现在我们有一个项目允许您编译智能合约。您可以用SOLid以外的语言编写智能合约，并在arbitrum上运行它们。同时，它还可以与用固体语言编写的虚拟机进行交互。这是可编程性的改进。这样，圈外不熟悉区块链编程的开发者就可以进入。

总之，重点是可伸缩性和可编程性，以及更好的开发工具。

互动问答

问：二级资产向一级资产过渡需要很长的等待期。你觉得这段等待期怎么样？arbitrum或其生态工程如何解决这个问题？

如果你把一个资产从一级转移到二级，或者你把一级的东西叫到二级。这个时间是由一楼的时间决定的。但是相反，如果您想将资产从第2层转移到第1层，或者如果您想从第1层调用第2层中的东西，如果您在第2层中使用最佳汇总协议，那么协议层的等待时间将更长。应该强调的是，这实际上是一个协议问题，主要是因为解决办法将有一个挑战期。你要等一段时间，等别人提出反对或不反对，然后再做最后的决定。

这就是为什么在协议层面，你可能要等几天才能提取现金。但是现在有一些项目在arbitrum生态系统中运行，试图解决这个问题，包括arbitrum测试网络。允许用户立即实现。虽然在技术实现手段上有很多不同，但本质是一样的。要么在一楼和二楼之间交换或转让资产，要么让别人把资产借给你，这样你就可以提前拿到资产。随着时间的推移，用户将忘记等待的必要性。而交易所很快就会采用这样的解决方案，这样基本上就没有了存取款的等待期。对于用户来说，等待期在未来会变得越来越不重要。

问：最近，隐私交易和防止“科学家”逃跑是比较大的问题。我可以问下一位客人如何解决Layer2的问题吗？

史蒂文：就是要解决提前订货和抢单的问题。这确实是阿必妥有意识的关注。我和康奈尔大学的其他人一起写了一篇论文来研究先发制人的问题。我很久以前就开始考虑这个了。氨溴酸有很好的解决办法。目前，聚合器收集事务进行排序。此外，我们使用第一层的矿工进行排序，这样我们就可以确保排序序列至少和第一层一样好，而不比第一层差。这就是现状。

今后，我们将进一步优化这一方案。今后，我们将介绍另一个政党。“顺序方”将主要提供一层以下的延迟。当事务被发送出去时，接收事务和给出响应的速度甚至比第一层包含事务还要快。

很难做到这一点。因为排名相当于相当大的权力。如果你利用这一权利，它将形成一个MeV先发制人的问题。我们不想给用户或任何一方这种权利。

在康奈尔大学，我去年发表了另一篇论文，提出了一种称为“公平排序拜占庭容错机制”的解决方案。公平排名的顺序是交易被提起，进入顺序的顺序是最终排名的顺序。序列器或序列节点负责排序。这就解决了MeV问题。

MeV存在的原因是负责分拣的一方现在有很大的权力来调整顺序。但“公平排名”机制出台后，没有调整顺序的可能。

综上所述，在现有的仲裁机制下，MeV问题并不比一层更糟。而随着时间的推移，随着定序器参考和公平排序机制的引入，情况会越来越好。对于用户来说，他们不需要担心恶意节点通过抢占式运行损害他们的利益。对于以太坊和区块链应用程序来说，这确实是一个大问题。对我来说，阿比特伦的解决方案是目前最好的。

在隐私权方面，可以分为用户隐私权和合同隐私权。与以太坊相比，Layer2用户层的隐私性没有得到改善或恶化。例如，在以太坊上，可以创建新地址和私钥。起初，这些都是私人的和私人的。但由于每笔交易都是公开的，感兴趣的人最终可以通过跟踪你的更多交易，将账户与个人逐一联系起来。在用户隐私方面，两层技术与以太坊相比既没有改善也没有恶化。

就合同级隐私而言，合同隐私是指不披露合同的内部状态，或者不披露通过合同执行的交易。在arbitrum的第一个版本中，因为它是一个无信任机制，如果您想使契约无信任，这意味着契约必须是开放的，并且所有人都可以访问。如果合同的参与人受到限制，就有一些技术手段来实现合同的隐私权。

一方面，它可以通过侧链来完成，例如在arbitrum路线图中规划的侧链，将在主网络上线后完成。还有一些其他技术，在路线图中有描述。随着时间的推移，您将看到许多隐私技术将被引入仲裁庭，以确保有限方合同在合同层面的隐私。