選擇 Arbitrum 進行區塊鏈開發的 5 個理由

和其他 Layer 2 擴容方案一樣，Arbitrum 的設計目標是透過將數千筆交易「捲疊」進單一區塊，來提升 Ethereum 的交易吞吐量並降低交易成本。但與 zkSync 這類「zk-rollup」協定不同，Arbitrum 採用的是「optimistic」rollup 技術——這是另一種主要的替代方案。

Optimistic rollup 之所以得名，是因為它們樂觀地假設 rollup 中包含的所有交易都是有效的。這類網路會給予網路上所有人一段時間（通常是一週）來對詐欺交易提出異議。

這種 rollup 的優點在於速度快。因為網路假設交易是正確的，所以不需要花時間逐一確認每筆交易。這種機制的缺點是，如果某筆交易沒有被標記為錯誤，就會被當作有效交易處理。此外，從 Optimism 或 Arbitrum 這類 Optimistic 網路提領資金，通常需要約一週的時間才能正式完成。

本文將說明什麼是 Arbitrum，以及開發者選擇在其上開發的五個主要原因。

‍什麼是 Arbitrum？

Arbitrum 是由 Offchain Labs 建置與維護的 layer 2 Rollup 方案。 Arbitrum One 主網於 2021 年 8 月正式上線，同一時期，Arbitrum 也宣布在由 Lightspeed Venture Partners 領投的 B 輪融資中籌得 1.2 億美元。

Arbitrum 透過在其 L2 區塊鏈上執行交易，加速 Ethereum 的運算吞吐量。將交易執行移到 Arbitrum 的 L2 之後，使用者能享有更快的交易速度並支付顯著更低的費用。

如前所述，Arbitrum 採用「optimistic」rollup 來執行交易。Optimistic rollup 之所以得名，是因為它們樂觀地假設 rollup 中包含的所有交易都是有效的，並依賴使用者來標記無效交易。

Ethereum 每秒僅能處理約 14 筆交易，而 Arbitrum 的處理速度可接近每秒 40,000 筆交易（TPS）。因此，包括 SushiSwap、Curve 和 Abracadabra 在內的多個去中心化金融協定都已在 Arbitrum 上推出應用。

根據 DeFi Llama 的資料，Arbitrum 智慧合約中鎖定的加密貨幣價值超過 50 億美元，其中約 30% 來自去中心化交易所（[DEX](https://decrypt.co/resources/what-is-decentralized-exchange-dex)）SushiSwap。

什麼是 Arbitrum One 與 Arbitrum Nova？

在 Arbitrum 生態系 中，Arbitrum One 作為主要主網，設計用於交易等較常見的去中心化金融使用情境。另一方面，Arbitrum Nova 則專注於降低高吞吐量應用（如遊戲）的交易成本。

與 Arbitrum One 不同，Nova 透過資料可用性委員會（DAC）來驗證交易。交易資料會送交 DAC，由其驗證資料並授予可用性證書，用於發佈到 Ethereum 區塊鏈上。

由於 Arbitrum Nova 的設計是由少數 DAC 成員向終端使用者提供資料可用性，因此它比 Arbitrum One 更為中心化。中心化是換取降低成本所付出的代價。部分成員包括 Google Cloud、Reddit、Offchain Labs、Consensys、QuickNode 和 Infura。

Arbitrum Nova 鏈利用信任假設來降低成本。 Nova 非常適合對成本敏感且需要高交易量的專案，例如 web3 社交應用與 web3 遊戲。

開發者選擇 Arbitrum 的 5 個原因

1. EVM 等效性

EVM（Ethereum Virtual Machine） 是管理 Ethereum 區塊鏈狀態並支援智慧合約功能的運算系統。Arbitrum 透過將數千筆交易捲疊進單一區塊來支援 EVM，藉此降低主網的運算吞吐量並壓低 gas 費用。

為達成此目的，Arbitrum 必須維持完整的 EVM 等效性，這確保在 Arbitrum 上完成的區塊與 Ethereum 主網上的區塊完全相同。

EVM 等效性意味著 Arbitrum 智慧合約可以用 Solidity 和 Vyper 等 EVM 程式語言撰寫，無需任何修改。

這讓 Arbitrum 相較於其他平台具有顯著優勢，因為其他平台（例如非 EVM 區塊鏈 Solana）需要具備特定領域程式語言與工具的知識才能開發。

Arbitrum 透過 Arbitrum Nitro 實現了 EVM 等效性。Nitro 是相對於 Arbitrum Classic 的重大升級，藉由依賴 WebAssembly（WASM） 處理低階指令，達成高度的 EVM 相容性、可擴展性與更低的交易費用。

Nitro 也使用 Geth，這是目前最廣泛使用的 Ethereum 執行客戶端。Geth 進一步提升了 Arbitrum 與 EVM 的相容性。

2. 更低的交易成本

由於採用 optimistic rollup 技術，Arbitrum 顯著降低了 Ethereum 上的交易成本。目前 Ethereum 區塊鏈的高使用率導致使用者互相競爭交易空間，推高了交易成本。

Arbitrum 會將一批交易打包成單一交易後再發佈到 Ethereum 區塊鏈，藉此降低 gas 費用。

Arbitrum Nitro 透過兩個關鍵方式大幅降低交易成本：

1. 資料壓縮——Nitro 使用強大的資料壓縮技術，減少發佈到 Ethereum 區塊鏈上的 CALLDATA 數量。
2. Optimistic 執行的情境化——Nitro 使用 WebAssembly 指令，在詐欺證明過程中解決爭議。

為進一步降低交易費用，Arbitrum Nova 透過信任假設，將交易資料分享給資料可用性委員會，而非發佈到 Ethereum 區塊鏈上。對於願意在 Ethereum 的去中心化與安全性上做出一些妥協、以換取成本敏感優勢的應用而言，Nova 是理想選擇。

3. 高度可擴展性

Arbitrum 區塊鏈將運算與資料儲存的責任轉移到其 layer 2 鏈上，該鏈已針對速度與可擴展性進行優化。

Arbitrum 由假設交易有效性的 optimistic rollup 提供安全保障。每個驗證者都不需要重新執行交易來驗證其有效性，這讓使用者與開發者能在 Arbitrum 上享有更高的可擴展性。

然而，可擴展性也伴隨著取捨。例如，當使用者在交易後要將資金從 Arbitrum 提領回 Ethereum 時，通常會面臨長達一週的延遲。這是因為 Arbitrum 的 optimistic rollup 給予驗證者 7 天的爭議時間延遲（DTD） 來對交易提出質疑。

一旦 Arbitrum 將資料發佈到 Ethereum 主鏈上，其最終確定性就與一般 Ethereum 交易相同，這稱為 Ethereum 等效最終確定性。

4. 消費者與開發者生態系

Arbitrum 生態系 是 Ethereum 上最大的 L2 方案，截至 2023 年 5 月 4 日，其總鎖定價值（TVL）達 61.7 億美元，市佔率超過 66%。在 gas 成本與活躍錢包數量方面，Arbitrum 也領先整個 L2 生態系。

由於 Arbitrum 具備 EVM 等效性，Ethereum 的開發者工具可直接用於在 Arbitrum 上建置應用。此外，由於 Arbitrum 在成本與擴展性方面的諸多優勢，許多頂尖協定如 Uniswap、The Graph 和 Chainlink 都支援 Arbitrum。

Arbitrum 也推出了新工具供開發者擴展其操作，例如 Stylus。Stylus 是一個基於 WebAssembly 的全新程式設計環境與虛擬機，號稱能提供 EVM+ 範式。

開發者將能在 Arbitrum 上部署以 Rust、C 和 C++ 撰寫的智慧合約，這將為開發者帶來與 EVM 更高的互通性。

5. 抗審查性

Arbitrum 依賴定序器（sequencer）來接收使用者的交易請求、執行交易，並將相關資料發佈到 Ethereum 上。定序器會在其**核心收件匣（core inbox）**中接收交易。交易一旦被納入核心收件匣，就會以確定性的方式執行並發佈到 Ethereum。

定序器通常會以善意行事，在數秒內執行交易，並在數分鐘內將該交易資料發佈到 Ethereum。

然而，Arbitrum 也針對定序器惡意行為的情況設有相應機制。

首先，定序器只能延遲在 Ethereum 上發佈交易，無法提出虛假交易，因為那需要使用者的簽章。

其次，如果定序器不執行某筆交易，使用者可以透過將其發佈到延遲收件匣（Delayed Inbox）（一個以「先到先服務」方式運作的佇列）來強制納入該交易。定序器若不想延遲其後所有交易，就無法排除這筆交易。

這些機制讓 Arbitrum 具備更強的抗審查性。