Arbitrum Rollup的工作原理和安全性保障

作者：floating_monkey 来源：medium 翻译：善欧巴，金色财经

以太坊，作为一种革命性的区块链平台，面临着与可扩展性和高交易费用相关的挑战。现在，让我们介绍一下 Arbitrum Rollup，这是一个具有突破性意义的解决方案，它不仅解决了这些问题，还增强了以太坊网络的安全性。在本文中，我们将深入探讨Arbitrum Rollup的运作方式，以及它如何实现可扩展性和安全性的改进。

理解挑战：以太坊的可扩展性问题

以太坊网络因其去中心化性质和智能合同的执行而备受赞誉，但它面临着一个关键挑战：可扩展性。以太坊的区块链按设计每秒处理有限数量的交易（TPS），通常在20到40 TPS之间。这一限制源于以太坊的基本设计理念，即每个节点（运行以太坊软件的计算机）必须通过处理以太坊历史上的每笔交易来就达成网络状态的共识。

这种对去中心化和安全性的承诺导致了以太坊的交易吞吐量有限，不足以处理对去中心化应用程序和金融活动不断增长的需求。高交易费用和网络拥堵是这种可扩展性限制的后果。

Arbitrum Rollup 的作用

Arbitrum Rollup 代表了以太坊可扩展性问题的一个重大解决方案。在其核心，Arbitrum Rollup 作为以太坊第二层（L2）扩展解决方案运作，优化了交易处理并显著降低了费用，同时保持了以太坊的安全性和去中心化性。

乐观执行和Rollup过程

Arbitrum Rollup 的主要创新在于其"乐观执行"方法。它的运作方式如下：

第一步：第二层操作 - 交易在 Arbitrum Rollup 链上进行，该链作为以太坊的第二层运行。

第二步：乐观假设 - 与要求以太坊节点立即处理每个 Arbitrum 交易不同，以太坊采取了"守信行为直至被证明有罪"的前提。它假设 Arbitrum 上的所有活动都遵守正确的规则，从而降低了以太坊第一层的负担。

第三步：仲裁机制 - 如果出现争议（例如，用户声称存在欺诈行为），可以通过以太坊的第一层解决。以太坊充当仲裁者，裁决争议并确定索赔是否有效。

通过以太坊的监督提高安全性

Arbitrum Rollup 中确保安全性的关键特性是可以在以太坊的第一层对欺诈行为进行仲裁。其运作方式如下：

• 数据，如用户交易，直接发布在以太坊上，保持完全透明。

• 在出现争议时，以太坊的第一层执行仲裁程序。这确保了Arbitrum Rollup中的所有参与者都是可追溯和透明的。

验证者角色和无需信任的安全性

Arbitrum Rollup 链的运作取决于验证者，他们进行各种活动，包括对链状态提出索赔和争议他人的索赔。虽然不需要普通用户来运行验证者，但该系统的关键特点是无需信任。只要他们运行开源验证者软件并在必要时质押以太币，任何人都可以成为验证者。

即使只有一个诚实的验证者，Arbitrum Rollup 链仍然是安全的。这种无需信任的特性意味着用户无需依赖指定的权威来保障其资产的安全。

结论

Arbitrum Rollup 是一项具有突破性意义的技术，它解决了以太坊的可扩展性问题，同时保持了网络的安全性和透明性。其乐观执行方法显著降低了费用，提升了以太坊用户体验。有了Arbitrum Rollup，以太坊距离能够容纳更多种类的应用程序和用户又迈进了一步，同时保持了去中心化和安全性的核心原则。这是以太坊生态系统中持续创新的令人兴奋的发展。