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Lark Birdy

Arbitrum Nitro由Offchain Labs开发，是一款第二代Layer 2区块链协议，旨在提升吞吐量、最终性和争议解决能力。它基于原始Arbitrum协议，带来了显著的增强，以满足现代区块链的需求。

Arbitrum Nitro的关键特性​

Arbitrum Nitro作为以太坊上的Layer 2解决方案，支持使用以太坊虚拟机（EVM）代码执行智能合约。这确保了与现有以太坊应用程序和工具的兼容性。该协议保证了安全性和进展，前提是底层以太坊链保持安全和活跃，并且至少有一个Nitro协议参与者表现诚实。

设计思路​

Nitro的架构基于四个核心原则：

  • 顺序执行后确定性执行：交易首先排序，然后按顺序执行。这种两阶段的方法确保了一个一致且可靠的执行环境。
  • Geth为核心：Nitro利用go-ethereum（geth）包进行核心执行和状态维护，确保与以太坊的高度兼容性。
  • 将执行与证明分离：状态转换函数被编译为本地执行和WebAssembly（wasm），以促进高效执行和结构化的、与机器无关的证明。
  • 采用交互式欺诈证明的乐观汇总：基于Arbitrum的原始设计，Nitro采用了改进的乐观汇总协议，并配有复杂的欺诈证明机制。

排序与执行​

Nitro中的交易处理涉及两个关键组件：排序器和状态转换函数（STF）。

Arbitrum Nitro架构

  • 排序器：对传入交易进行排序并对该顺序进行承诺。它确保交易顺序是已知且可靠的，既作为实时数据流发布，也作为压缩数据批次发布到以太坊Layer 1链上。这种双重方法增强了可靠性并防止了审查。
  • 确定性执行：STF处理排序后的交易，更新链状态并生成新块。这个过程是确定性的，意味着结果仅依赖于交易数据和先前状态，确保了网络中的一致性。

软件架构：Geth为核心​

Arbitrum Nitro架构，分层

Nitro的软件架构分为三层：

  • 基础层（Geth核心）：此层处理EVM合约的执行，并维护以太坊状态数据结构。
  • 中间层（ArbOS）：自定义软件，提供Layer 2功能，包括解压排序器批次、管理gas成本和支持跨链功能。
  • 顶层：从geth引入，此层处理连接、传入的RPC请求以及其他顶级节点功能。

跨链交互​

Arbitrum Nitro通过Outbox、Inbox和可重试票据等机制支持安全的跨链交互。

  • Outbox：允许从Layer 2到Layer 1的合约调用，确保消息在以太坊上安全传输和执行。
  • Inbox：管理从以太坊发送到Nitro的交易，确保它们以正确的顺序被包含。
  • 可重试票据：允许重新提交失败的交易，确保可靠性并减少丢失交易的风险。

Gas和费用​

Nitro采用了复杂的gas计量和定价机制来管理交易成本：

  • L2 Gas计量与定价：跟踪gas使用情况并通过算法调整基础费用，以平衡需求和容量。
  • L1数据计量与定价：确保覆盖与Layer 1交互相关的成本，使用自适应定价算法来准确分配这些成本。

结论​

Cuckoo Network对投资Arbitrum的发展充满信心。Arbitrum Nitro的先进Layer 2解决方案提供了无与伦比的可扩展性、更快的最终性和高效的争议解决能力。其与以太坊的兼容性为我们的去中心化应用程序提供了安全、高效的环境，与我们对创新和性能的承诺相一致。