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- 创建日期 2025 年 4 月 18 日
- 最后更新 2025 年 4 月 18 日
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该白皮书描述一种名为Arbitrum Nitro的协议，这是由Offchain Labs开发的第二代乐观汇总（Optimistic Rollup）协议，旨在提升以太坊的可扩展性、吞吐量和效率，同时保持与以太坊的兼容性。以下是其核心要点：
1. 核心设计原则
- 交易排序与执行分离：先由排序器（Sequencer）确定交易顺序并提交至以太坊，再通过确定性状态转换函数（STF）执行交易，确保全网一致。
- Geth为核心：集成以太坊主流节点软件go-ethereum（Geth），确保EVM兼容性和执行效率。
- 执行与证明分离：原生代码用于快速执行，WAVM（WebAssembly变体）用于生成可验证的机器无关证明。
- 优化欺诈证明：基于交互式分治法（interactive fraud proofs）的争议解决协议，缩短挑战周期并降低成本。
2. 关键组件
- Sequencer：负责交易排序，中心化运行但未来计划去中心化。通过主收件箱（Inbox）和延迟收件箱（Delayed Inbox）防止审查，确保交易最终性。
- ArbOS：中间层，管理跨链交互（如资产桥接）、Gas定价、数据压缩及费用分配。状态存储采用以太坊Merkle Patricia树，兼容EVM。
- 跨链通信：
- Outbox：支持L2到L1的异步消息传递（如提现），需等待争议期结束后在以太坊执行。
- Retryable Tickets：允许L1合约发起L2交易，失败后自动重试，避免资金滞留。
3. 性能优化
- Gas机制：动态调整L2 Gas价格（类似EIP-1559），平衡网络负载；L1数据成本通过近似压缩算法分摊至交易。
- WAVM虚拟机：将状态转换函数编译为WASM，支持高效欺诈证明。通过模块化设计整合Go、C代码，并引入
ReadPreImage指令实现状态树的按需验证。
4. 安全与挑战协议
- 乐观汇总模型：默认假设交易有效，仅在争议时启动挑战。通过多轮分治法将争议缩小至单条指令，最终通过一步证明（One-Step Proof）在以太坊链上验证。
- AnyTrust变体：引入数据可用性委员会（DACert），减少L1数据存储成本，假设至少2/N成员诚实。若委员会失效，可回退至传统Rollup模式。
5. 实际部署
- Nitro已部署于Arbitrum One主网（2022年8月），代码开源，支持开发者生态。
- 未来计划包括去中心化排序器、进一步优化证明效率及扩展跨链功能。
总结
Arbitrum Nitro通过技术创新在兼容以太坊的同时显著提升性能，其模块化设计、高效证明机制及灵活的信任模型（如AnyTrust）为Layer 2提供了可扩展且安全的解决方案，成为优化区块链吞吐量和成本的重要实践。
| 文件 | 动作 |
|---|---|
| 【BlockWeeks】Arbitrum Nitro Whitepaper.pdf | 下载 |