ArbitrumOne已经在主网开放，我们计划推出一系列的文章，讲解Arbitrum的内部构件。本文摘自InsideArbitrum，该原文深入讲解了Arbitrum的工作原理。
围绕optimisticrollups，最主要的设计抉择是，如何解决争议。假设Alice断言Rollup会的运行会产生某个结果，而Bob不同意，那协议该如何定夺，选择谁提交的结果呢？
处理的方法基本可分两类：交互式证明，或者重执行交易。Arbitrum选择了交互式证明，我们认为这种办法效率更高，也更灵活。Arbitrum的其它设计也基本上遵循这个原则。
从2014年以来，我们一直在开发交互式欺诈证明。基本的机制我们写在了2018年出版的论文里，虽然现在我们又做了大量的升级。
观点：美联储加息期间再次证明比特币比股票波动性更小:金色财经报道，美联储上周搅动了市场，其中比特币的反应小于股票。标准普尔500指数的波动幅度甚至超过了比特币，美联储新闻稿发布，大约半小时后，标准普尔500指数的涨幅达到0.7%的峰值，但当天收盘下跌2.3%。与此同时，比特币在美联储新闻稿发布后涨幅达到1.3%时达到顶峰，最终下跌1.5%。（CoinDesk）[2022/11/7 12:23:59]
交互式证明
交互式证明的思路是让Alice和Bob参与一个由L1合约引导的回合制协议，使用任何L1合约所需的最小开销来解决他们之间的分歧。
Arbitrum的方法基于对争议的剖析。如果Alice的断言涉及了N个执行步骤，那就让她曝光出两个各涉及N/2个步骤的断言，然后让Bob选择一个来挑战。这样一来，争议的规模就缩小了一半。这个过程持续进行，每一回合都将争议的规模缩小一半，直到争议的范围变成一个执行步骤。注意，直到此时为止，L1引导合约都不必考虑实际上执行了什么。仅当争议被缩小到单个执行步骤时，L1引导合约才需要理解这一步要执行什么指令，以及Alice对该步的断言是否为真，以此解决争议。
观点：BTC的飙升可能归因于“过去一个月的波动性有限”和“市场正在寻找生命迹象”:金色财经报道，加密数据公司Kaiko的研究分析师Riyad Carey称，BTC的飙升可能归因于“过去一个月的波动性有限”和“市场正在寻找生命迹象”。[2022/10/26 16:39:28]
交互式证明背后的关键原理是，如果Alice和Bob有所争议，Alice和Bob应尽可能做链下的工作来解决争议，而不是让L1合约承担负担。
重执行交易
另一个方案是，让一个Rollup区块在区块内每一笔交易后附带一个状态哈希值断言。然后，在争议情形中，L1引导合约将模拟一整笔交易的执行，看结果是否与Alice的断言一致。
观点：加密矿企股价上涨可能是因为传统投资者在购买比特币时面临限制:随着比特币价格的上涨，涉及加密领域公司的股价也在飙升，尤其是比特币挖矿行业。加密研究公司Arcane的软件开发人员Torkel Rogstad接受采访时表示，进行比特币挖矿的回报可能是“巨大的”，矿业公司股价的上涨可能是因为传统投资者在购买比特币时面临限制。
“如果我必须指出一件事，那就是缺乏公开上市的比特币投资机会。”Rogstad说道，“我个人可以投资任何我想投资的东西，但如果你投资你的养老金投资组合，可能只允许投资于股票。同样的情况也适用于基金；在他们所谓的投资委托中，他们通常对可以投资什么有非常严格的规定。”他补充说：“因此，投资比特币公司可能是传统金融机构资金获得比特币敞口的一种方式，即使它们不被允许直接投资比特币。”（Decrypt）[2020/12/30 16:04:46]
为什么说交互式证明更好？
观点：未来4年中将有125万枚比特币被挖出并流通:比特币支持者、分析师ChartsBTC发推表示，目前在比特币网络中流通的比特币数量超1850万枚，这意味着还没有被挖出的比特币已经不足250万枚，他预测其中的125万枚将会在之后的4年被挖出并进入流通领域。[2020/9/27]
我们坚决认为，交互式证明是个更好的方法，理由如下。
在乐观情形下，交互式证明效率更高。因为交互式证明可以解决大于一笔交易的争议，因此，一个rollup区块可以仅包含一个断言，断言整条链在这一个区块的所有内容执行完之后的结果状态。相反，重执行方法需要区块内的每个交易后面都附带一个状态断言。如果一个rollup区块里面有成百上千笔交易，这两种方法在对L1区块的空间占用上将出现显著的区别——而这种占用正是rollup成本的主要部分。
在悲观情形下，交互式证明的效率也更高：如果出现了争议，L1引导合约只需检查Alice和Bob的操作“在往正确的方向走”，比如Alice确实把N步骤的断言拆成了两个针对一半步骤的断言。只需要重新执行一个指令。相反，在重执行交易模式下，L1引导合约需要模拟一整笔交易的执行。
更高的交易级gaslimit：交互式证明可以摆脱以太坊对单笔交易GasLimit的限制；即使一笔交易gas消耗量太大、无法放进以太坊区块内，也仍有可能可以放进Arbitrum的区块内。Rollup的GasLimit当然也不可能是无限的，但仍可以做到比以太坊主链所容许的大得多。就以太坊而言，大gas容量的Arbitrum交易的唯一缺点是它可能需要运行更多的交互步骤。相反，重执行模式下的rollup交易，gaslimit必须小于以太坊的区块GasLimit，否则就没法在一笔以太坊交易内模拟执行完这笔交易了。
合约大小没有限制：交互式证明无需为每一个L2合约创建一个以太坊合约，所以也不要求合约符合以太坊合约的限制。对于Arbitrum的争议合约来说，在L2上部署一个合约的操作也是一系列计算过程的组合，与别的操作没有区别。相反，重执行模式下，L2合约的大小比以太坊主链上所能容许的还要小，因为要模拟一个合约的执行需要能够仿制这个合约，而仿制的代码必须能够放进一个以太坊合约内。
更大的实现弹性。交互式证明允许实现上的更大灵活性，举个例子，加入EVM中还不存在的指令。必要的功能无非是能在以太坊上验证一个单步执行的证据。而重执行模式就严格受限于EVM。
交互式证明方法是Arbitrum的设计核心
Arbitrum的大部分设计都是由交互式证明方法所开启的机会驱动的。如果你在学习Arbitrum的特性时疑惑于为什么这种它们要存在，这里有两个简单的思考方向：“这个特性是用来支持交互式证明的吗？”以及“这个功能是是如何利用交互式证明得以实现的”？大部分关于Arbitrum的“为什么”都跟交互式证明有关。
想了解更多？看看InsideArbitrum。
原文链接:
https://medium.com/offchainlabs/interactive-fraud-proofs-arbitrums-secret-sauce-debc3b019418
作者:OffchainLabs
翻译:阿剑
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