阿比朗姆(Arbitrum)交互式欺诈证明的核心优势

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‎互动欺诈证明:阿布朗姆共识核心秘密
offchain labs
目前阿布朗姆主网已经上线,我们将会持续公开一些之前是内部文章,这篇是摘录在内部的,深度介绍主网是如何工作的文章。
在optimistic rollups中,最重要的设计是如何解决纠纷。假设爱丽丝诉求链上将会生成一定的结果,是鲍勃不同意的,这种情况下,协议将会怎么处理?
有两种基本的选择:交互证明或者重新执行。阿布朗姆协议使用交互证明的方式,因为他们认为这是一种更有效和灵活的方式,很多的设计也是遵从这个原则的。

我们从2014年开始从事于交互式欺诈证明研究工作,其基本机制在我们2018年的论文中有具体描述,而且从那以后我们还对协议有了很大的改善。

交互式证明
交互式证明这个概念是爱丽丝和鲍勃将会参与到被L1合约仲裁的交互协议中,通过对任何L1合约最小化的工作来解决他们之间的纠纷。
阿布朗姆的方法是基于纠纷分解的思路。如果爱丽丝的要求包含了N步的执行,她提交2个N/2大小的请求去初始化她的N步的要求,然后鲍勃选取一个请求去验证。现在纠纷被切分成了一半,这个过程继续,每次会把纠纷切成一半,知道他们否决了其中某一步的执行才会停止。注意到目前为止,L1的仲裁还没有必须去考虑执行指令的公平性。一直到纠纷小到某一个单步中,L1的仲裁者需要通过调查这个单步中的具体执行的指令和爱丽丝的要求是否合理的时候才会触发解决纠纷动作。
交互证明里的核心概念是如果爱丽丝和鲍勃在纠纷中,爱丽丝和鲍勃将会和off-chain一样尽可能做足够多的工作来解决他们之间的纠纷,而不是把这些事丢给L1合约来解决。

重执行交易
另一个方案是有一个卷起的区块在每个独立交易后会包含有要求的机器状态哈希。如果遇到了纠纷,那么L1仲裁者将模拟整个交易的过程,来判断结果是否与爱丽丝的诉求匹配。

为什么交互式证明更好
我们强烈认为交互式证明是一个更优的方案,是基于以下几点:
1、在乐观情况下更有效率:因为交互式证明能解决大于一个交易的纠纷,这能让块卷可以只包含一个单一诉求对应执行完块内所有的指令后的链最终状态。同样情况下,重新执行需要提供块卷中所有交易的状态。由于每个块卷中有成百上千的交易事务,这在L1脚印中将带来显著的不同,而L1脚印是成本的主要组成部分。

2、在悲观情况下也更有效率:在这种情况下,交互式证明需要L1的仲裁合约去检查爱丽丝和鲍勃的行为“是否有正确的边界”,例如,爱丽丝把她的N步诉求分为2部分。(仲裁者不需要去评估爱丽丝诉求的正确性,鲍勃会去做这个的)。仅仅1个指令需要去被重执行。对比一下,重执行需要L1仲裁去模仿整个交易的执行。

3、更高的交易的燃料限制:交互式证明能从以太坊紧张的每交易燃料限制中解脱出来;一个甚至可能不够一个以太坊块的燃料在阿比朗姆上有可能可以支持一个交易。燃料限制很明显不是无限的,但是可以比以太坊的限制大很多。就以太坊而言,比较费燃料的阿比朗姆交易的唯一缺点是在调用交互式欺诈证明时需要的步骤稍微多一些,但这种情况仅仅是在确实存在了欺诈的情况下才会被需要。作为对比,重执行方式必须强制一个比以太坊低的燃料限制,因为必须可能去模拟在一个以太坊交易内的交易的执行,而这模拟比实际执行更昂贵。

4、对合约大小没有限制:交互式证明不需要为每个L2合约创建一个以太坊合约,所以这步需要合约去符合以太坊合约的大小限制。就目前的阿比朗姆的纠纷合约来说,部署一个L2的合约就好比任何其他的计算。作为对比,重执行的方式必须强制一个比以太坊更小的合约大小限制,因为他们需要能够去模拟执行需要提交一个合约,而提交的这个合约必须要能挤进单个以太坊合约中。

5、更多的执行灵活性:交互式证明在执行中允许更好的灵活性,例如,可以增加在EVM中不存在的指令。所有这些都是在以太坊一步验证的能力。作为对比,重执行方式依赖于EVM的限制。

交互式证明驱动着阿比朗姆的设计
非常多的设计都是来自于交互式证明理念带来的机会。如果你读了一些阿比朗姆的特性,你会好奇为什么会存在这个,有两个问题问的非常好,这是如何支持交互式证明的?这个是如何利用了交互式证明优势的。对于大多数的“为什么”的问题的回答紧密关联与交互式证明。

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