一文读懂L2强手Arbitrum 和 Optimism,同宗同源不同路

资料来源:OffChain Labs 开发中心

Optimism解决争端的方法——即通过 EVM 运行整个交易——不仅在概念上更简单:它还更快。没有像 Arbitrum 的过程那样来来回回经历“多轮”处理。事实上,出于这个原因,Optimism Rollup通常被称为“单轮(single round)”,而 Arbitrum Rollup是“多轮(multi round)”。实际上,这意味着在有争议的交易的情况下,在 Arbitrum 的案例中,以太坊的最终确认比在 Optimism 的案例中延迟的时间更长。正如我们在本系列的第一部分探讨的那样,争议解决的速度很重要,因为它决定了用户从Rollup中将代币换回以太坊所需的时间。

而从另一方面,Arbitrum 争议解决的优势在于它在链上(即以太坊)交易成本方面更便宜。在来回争议解决过程完成后,EVM 最终处理的一小段代码需要比重新处理整个链上交易所需的gas费用少得多(在大多数情况下)。

重新构建比较

两种争议解决设计之间的基本权衡似乎只是在于速度与链上成本之间。 但实际上,这有点太单纯了,因为很少有人认为争议的出现会因为以下两个原因:

Arbitrum 和 Optimism 上的交易处理者在经济上都没有动力处理欺诈性交易。 他们被迫事先投入质押品/债券,在欺诈交易的情况下质押品会被削减。监控Rollup状态的各方不愿提交错误的欺诈证明——在Optimism中,因为挑战者必须支付欺诈证明的链上 gas 费,而在 Arbitrum 中,因为挑战者在纠纷失败时必须提供它被没收的保证金。

那么,如果预计争议很少而且相距甚远,那么为什么争议解决过程的结构很重要呢?

尽管争议很少发生,但Rollup的设计必须能够应对争议随时可能发生。因此,“有争议”情况设计会影响“无争议”情况的结构。

由于 Optimism 必须能够在发生争议时通过 EVM 运行每笔交易,因此它无法处理超过以太坊 gas 限制的交易,因为这些交易无法在链上正确验证。相比之下,Arbitrum 可以执行任意大的交易,即使它们超过了以太坊的 gas 限制,因为交易永远不会通过 EVM 批量运行,而是首先被分解为微小的“步骤断言”。

目前尚不清楚 Optimism 的 gas 限制将对应用造成多大的实际限制。但是,争议解决设计差异的另一个可能更重要的含义是,Arbitrum 可以通过降低链上检查点(更新“状态根”)的频率来节省 gas。更具体地说,Arbitrum 可以为一次更新分配大量的链下计算,因为该状态根更新理论上可以包括其中包含的所有交易的(微量)单步欺诈证明。另一方面,Optimism必须在每次交易后在链上检查点,从而显着增加其在链上的足迹。

总而言之,Arbitrum 应该比 Optimism 更省gas——因此对用户来说更便宜——不仅在罕见的争议情况下,而且在主要的“无争议”情况下也是如此。

争议解决和潜在的攻击媒介

关于这些不同的争议解决流程的最后一点值得讨论:即每种设计对潜在攻击的抵抗力如何。上面,我们谈到了阻止垃圾邮件攻击的经济激励措施。更具体地说,Optimism 和 Arbitrum 的验证者都不愿意提交不必要的挑战。

但是对于不介意承担垃圾邮件Rollup的经济成本的恶意攻击者的情况呢?换句话说,如果一个人或实体如此致力于放慢 Optimistic Rollup 的进度,以至于他们愿意这样做,即使这意味着反复为虚假挑战付费,会发生什么?

如上所述,Optimism 的争议解决过程比 Arbitrum 更简单、更快捷,因为它只是通过 EVM 提供有争议的交易。这个速度在这里是 Optimism 的优势,因为争议可以快速解决,并且不会妨碍 rollup 链的未来进展。

人们担心的是“多轮”争议解决程序,例如 Arbitrum 使用的一个程序。至少从理论上讲,垃圾邮件发送者可以通过发起一系列连续的挑战来阻止Rollup的进展,每个挑战都需要相当长的时间来解决。事实上,这是一个困扰 Arbitrum 之前迭代的问题。

然而,Arbitrum 更新的协议适用于这个问题,一种称为“流水线(Pipelining)”的优雅解决方案。 流水线允许网络验证器继续处理交易以获得最终批准,即使先前处理的交易存在争议。 这创建的是最近处理但尚未完成的交易的“管道”,而不是阻止排序器处理交易和网络各方提交挑战的瓶颈。

流水线是可能的,因为任何监控网络的人都可以在争议解决过程完成之前立即知道争议是有效还是无效。 本质上,验证者可以像有争议的交易已经完成一样运行,并继续根据正确的结果或“分支”构建链(即处理交易)。 这个过程,如下图所示[2],削弱了任何可能的垃圾邮件攻击的力量。

一文读懂L2强手Arbitrum 和 Optimism,同宗同源不同路

资料来源:OffChain Labs 开发中心

结论

除了争议解决程序的设计,Arbitrum 和 Optimism 之间还有其他显着差异,尤其是

他们的代码库架构,以及他们对矿工可提取价值 (MEV) 的方法

非常简要地总结一下这些差异:Optimism 的代码库相对简约,而 Arbitrum 的代码库更加复杂和雄心勃勃;Optimism过去曾表示它倾向于 MEV 拍卖方法,而 Arbitrum 计划实施公平排序服务 (FSS)。自然地,这两个比较点都值得单独发表文章来详细论述。特别是 MEV,是两个项目之间存在哲学争论的问题——尽管至少在启动后的早期,为了简单起见,预计两者都将使用受信任的排序器(squencer)模型。

最终,从协议级别的细微差别(尽管它们很重要)退一步,区分这两个重量级的还有“软”的东西:引导策略、激励设计和社区精神,仅举几例。事实上,如果他们要从长远来看取得成功,Optimistic Rollups 将不得不成为他们自己的世界,而不仅仅是以太坊的附属物。因此,扩容与其说是一场军备竞赛,不如说是一场多线战争。它可能有一个赢家;它可能有多个。它可能会持续多年;它可能迟早会结束。这肯定会对加密货币的未来产生重大影响。

一文读懂L2强手Arbitrum 和 Optimism,同宗同源不同路 Optimism一文读懂L2强手Arbitrum 和 Optimism,同宗同源不同路 Arbitrum