Кризис комиссии за транзакции ETH и ERC-20 препятствует экспоненциальному росту блокчейна Ethereum. Технология Арбитрум является одним из многих возможных решений проблемы перегруженности и высоких сборов в сети Эфириума.
Транзакции в Ethereum осуществляются и выполняются с помощью смарт-контрактов, и для вознаграждения участников сети, которые хранят такие программируемые контракты на своих машинах, требуется комиссия.
Плата за транзакции увеличивается, когда число пользователей растет и сети требуется обрабатывать больше транзакций. Кроме того, каждый майнер в блокчейне Ethereum должен имитировать каждый шаг выполнения контракта, что требует больших затрат и резко ограничивает масштабируемость. Блокчейн Ethereum требует, чтобы код и данные каждого контракта были открытыми, если только не используется функция наложения конфиденциальности, которая имеет свои собственные издержки.
Что такое Arbitrum и как он работает
Arbitrum — это полная по Тьюрингу сеть второго уровня, цель которой — снизить перегрузку сети и стоимость транзакций, оттянув на себя как можно больше работы и хранения данных из основной сети Ethereum или Layer1 (L1).
Эд Фелтен, профессор информатики и общественных отношений в Принстоне, в 2018 году стал соучредителем Offchain Labs, компании, стоящей за Arbitrum. Стратегия хранения данных вне цепи, используемая сетью Arbitrum, называется решением масштабирования Уровня 2 (Layer2, L2), построенным поверх основной сети Ethereum.
Четыре компонента в экосистеме Arbitrum — это верификаторы, виртуальная машина (VM), ключ и менеджер.
Решения второго уровня для масштабирования Ethereum
Существующая архитектура блокчейна Ethereum изменяется для разработки решений второго уровня поверх Ethereum с единственной целью — снизить комиссию за транзакции и перегрузку сети.
Изменения масштабируемости на первом уровне, например, увеличение количества одобренных транзакций, могут помешать элементам децентрализации и безопасности блокчейна Ethereum. Поэтому в скором времени будет внедрена основная сеть Ethereum 2.0. Однако в краткосрочной перспективе такие решения, как Optimistic Rollups и zero-knowledge (zk) Rollups, являются примерами решений для масштабирования второго уровня. Arbitrum является одним из таких роллапов L2 (Optimistic Rollup) для блокчейна Ethereum.
Optimistic Rollups предполагают, что все новые добавления в цепочку являются подлинными, если они не оспариваются в течение недели пользователем сети. ZK-Rollup использует криптографические доказательства для подтверждения каждого нового блока, добавленного в сеть, устраняя требование о доверии к валидаторам. Хотя технология zk-Rollup потенциально может стать лучшей технологией второго уровня в будущем, она сложнее, чем Optimistic Rollups, и требует дополнительных исследований и разработок.
Среди наиболее известных проектов на Arbitrum — Sushiswap, Curve, Abracadabra, AnySwap и Synapse. Кроме того, Uniswap, одна из самых популярных децентрализованных бирж (DEX) в сети Ethereum, опросила держателей своих говернанс-токенов, чтобы узнать, хотят ли они, чтобы платформа была перенесена на Arbitrum One.
Участники голосования выбрали Arbitrum, а не Optimism, тогда как Uniswap планировала использовать решение второго уровня Optimism. Однако полный запуск Optimism был отложен, что позволило Arbitrum стать лидером. Несмотря на это, Uniswap внедрила Optimism, так как голосование руководства не было окончательным. Для включения Arbitrum в платформу может потребоваться больше времени.
Что такое мост Arbitrum
Пользователи могут использовать Arbitrum Token Bridge для перевода токенов ETH и ERC-20 Ethereum в решение для масштабирования второго уровня под названием Arbitrum One. Если вы хотите отправить транзакцию с помощью Arbitrum, просто отправьте ее одному из контрактов Inbox от EthBridge.
Контракт Outbox принимает данные от Arbitrum и добавляет их в блокчейн Ethereum для обратного взаимодействия. Поскольку все входы и выходы EthBridge являются публично проверяемыми, Ethereum может идентифицировать и проверить любые действия вне цепочки.
Газ в Arbitrum
Arbitrum использует ArbGas для отслеживания стоимости транзакций в блокчейне Arbitrum. Каждая инструкция Arbitrum VM имеет стоимость ArbGas, а стоимость вычисления — это суммарная плата ArbGas за инструкции в нем (аналог лимита газа в Ethereum).
Это означает, что для Arbitrum не существует жесткого лимита ArbGas, и он намного дешевле, чем плата за газ ETH. Эта плата обычно взимается для компенсации расходов валидаторов цепи Arbitrum, хотя по умолчанию она установлена на ноль.
Кроме того, ArbGas взимается за проверку каждой инструкции AVM. Поэтому важно убедиться, что EthBridge никогда не превысит лимит газа L1, оценив, сколько газа L1 потребуется EthBridge. Кроме того, оценка времени эмуляции имеет решающее значение для пропускной способности цепочки, поскольку позволяет нам безопасно установить предельную скорость.
ArbGas отличается от Ethereum gas тем, что пытается оценить эмуляцию на AVM, тогда как Ethereum gas выполняет аналогичную функцию напрямую в Ethereum.
Как запустить свое dApp на Arbitrum
Для запуска вашего DApp на Arbitrum вам понадобятся компилятор Arbitrum, EthBridge и реализация валидатора. Все эти программы имеют открытый исходный код и доступны через Github от Offchain Labs.
Для начала используйте компилятор Arbitrum для компиляции ваших контрактов Solidity. В результате будет создан AVM. Затем выберите группу валидаторов, которые будут следить за выполнением вашей ВМ и убеждаться в ее правильности.
Валидатором может быть кто угодно, и каждый создатель ВМ может выбирать своих валидаторов. Вы также можете назначить несколько наблюдателей, которые будут следить за тем, что делает ваша ВМ, но они не будут отвечать за точность, как в случае с валидаторами.
Arbitrum предлагает гарантию AnyTrust Guarantee, которая утверждает, что ваша ВМ будет работать правильно до тех пор, пока хотя бы один из ее валидаторов находится в сети и работает честно. Когда вы будете готовы, вы вызовете EthBridge и поручите ему запустить вашу ВМ на Arbitrum, а также определить валидаторов ВМ.
Пользователи вашего dApp смогут использовать свои браузеры для доступа к существующему внешнему интерфейсу. Благодаря обмену сообщениями с вашими валидаторами внешний интерфейс будет автоматически взаимодействовать с запущенной ВМ. Внеся средства на кошелек Arbitrum, ваши пользователи смогут совершать вызовы VM, отправлять ETH или другие токены на базе Ethereum на VM.
Arbitrum и Optimism: отличия
Arbitrum и Optimism похожи тем, что они внедряются только при выявлении неисправных блоков, а не при каждой транзакции. Кроссчейн-мосты существуют в обеих сетях, позволяя токенам перемещаться между уровнем 1 и уровнем 2.
Вместо того чтобы проходить через последовательность подтверждений, транзакции подтверждаются после создания блока. Это приводит к созданию сети с низкой задержкой и высокой пропускной способностью. Сети различаются по разным параметрам, указанным в таблице ниже:
Перспективы Arbitrum
В ранних L1, таких как Ethereum, децентрализация и безопасность ценились выше масштабируемости, что видно по высоким ценам за газ. Однако Arbitrum стремится решить эту трилемму блокчейна путем внедрения Optimistic Rollups, которые удовлетворяют всем этим трем элементам.
Однако сообщество Ethereum считает, что более долгосрочное комплексное решение предполагает внедрение zk-Rollup. Будучи самой передовой платформой L2, Arbitrum, будем надеяться, продолжит впитывать современные технологические тенденции, чтобы масштабировать платформу и способствовать ее расширению.