Arbitrum Nitro

Что такое Arbitrum Nitro?

Arbitrum Nitro — основной технологический стек, на котором работают роллап-сети Arbitrum и многие настраиваемые сети на базе Arbitrum.

В криптовалютной сфере его лучше всего понимать как архитектуру оптимистичного роллапа второго поколения, созданную для масштабирования смарт-контрактов, совместимых с Ethereum, за счет более высокой пропускной способности, низких комиссий, лучшей совместимости и более эффективного разрешения споров.

В официальном техническом документе Arbitrum Nitro Nitro описывается как протокол блокчейна Layer 2 второго поколения, который по сравнению с более ранними архитектурами роллапов повышает пропускную способность, ускоряет подтверждение, улучшает гарантии непрерывной работы и делает разрешение споров эффективнее.

Nitro — программная основа Arbitrum One, Arbitrum Nova и развертываемых сетей Arbitrum.

Он позволяет пользователям взаимодействовать с приложениями почти так же, как в Ethereum, перенося при этом большую часть вычислений из основной сети Ethereum.

Для разработчиков Nitro обеспечивает высокую совместимость с Ethereum, поскольку в основе его модели выполнения используется Geth — широко распространенный клиент исполнения Ethereum.

Для пользователей Nitro может означать более быстрое подтверждение, низкие затраты на транзакции и доступ к приложениям в стиле Ethereum в среде Layer 2.

Для валидаторов Nitro предоставляет детерминированную систему перехода состояния, в рамках которой утверждение о состоянии сети можно оспорить с помощью доказательств мошенничества.

Основная идея проста.

Arbitrum Nitro выполняет транзакции вне Ethereum, передает в Ethereum сжатые данные и обязательства по состоянию, а корректность обеспечивает за счет разрешения споров с помощью доказательств мошенничества.

Почему Arbitrum Nitro важен для крипторынка

Arbitrum Nitro важен, поскольку пропускная способность Ethereum ограничена, а каждый блок в этой сети ценен.

Когда многие пользователи одновременно хотят торговать, выпускать NFT, выдавать и брать займы, переводить активы между сетями или взаимодействовать со смарт-контрактами, комиссии в Ethereum могут резко вырасти.

Nitro помогает решить эту проблему, перенося выполнение транзакций в сеть Arbitrum и сохраняя важную связь с Ethereum для расчетов и безопасности.

В официальном введении в Arbitrum объясняется, что Arbitrum обрабатывает транзакции с более низкими комиссиями и большей пропускной способностью, сохраняя четкую связь с расчетами и безопасностью Ethereum.

Это важно для DeFi, NFT, платежей, игр, социальных приложений, токенизированных активов и специализированных сетей приложений.

Пользователю DeFi может понадобиться быстрое подтверждение транзакции в условиях волатильного рынка.

Игре могут требоваться многочисленные недорогие действия, чтобы игрокам не приходилось каждый раз платить высокие комиссии за газ.

Платежному приложению могут быть нужны предсказуемые комиссии и удобное взаимодействие с кошельком.

Разработчику могут потребоваться совместимые с Ethereum инструменты без развертывания приложения в самом дорогом уровне выполнения.

Nitro делает такие сценарии практичнее, объединяя выполнение в стиле Ethereum с масштабированием за счет роллапа.

Это одна из главных причин, почему Arbitrum стал важной частью экосистемы Layer 2 Ethereum.

Как работает Arbitrum Nitro

Arbitrum Nitro разделяет упорядочивание и выполнение транзакций, публикацию данных, утверждение состояния и разрешение споров между разными компонентами системы.

Пользователи отправляют транзакции секвенсору Arbitrum, через публичные RPC-эндпоинты, сторонних поставщиков RPC, собственные узлы или напрямую через эндпоинты секвенсора.

Секвенсор упорядочивает транзакции и быстро выдает пользователям предварительное подтверждение.

После упорядочивания Nitro выполняет транзакции с помощью детерминированной функции перехода состояния.

В этой функции для выполнения совместимых с Ethereum операций используется Geth, а для логики, специфичной для Arbitrum, — ArbOS.

Сжатые данные транзакций публикуются в Ethereum в рамках обеспечения доступности данных роллапа.

Валидаторы могут вычислить корректное состояние Arbitrum и опубликовать в Ethereum утверждения, обобщающие результаты множества блоков Arbitrum.

Если утверждение неверно, другой валидатор может оспорить его через протокол разрешения споров.

Ethereum выступает окончательной инстанцией в споре, проверяя доказательство одного шага после того, как разногласие сведено к минимуму.

Благодаря этой архитектуре Arbitrum Nitro может обрабатывать множество транзакций вне блокчейна, сохраняя возможность проверить их корректность в Ethereum.

Архитектура оптимистичного роллапа

Arbitrum Nitro использует архитектуру оптимистичного роллапа.

Оптимистичный роллап считает опубликованные результаты состояния сети корректными, если их не оспорили в течение периода разрешения спора.

Это отличается от системы, в которой каждый узел базового уровня сразу повторно выполняет каждую транзакцию Layer 2.

Оптимистичный подход снижает затраты, поскольку при обычной работе Ethereum не нужно повторно выполнять все транзакции Arbitrum.

Вместо этого Ethereum хранит данные и может проверить спор, если кто-либо заявит о мошенничестве.

Именно поэтому архитектура называется оптимистичной.

В обычных условиях система исходит из того, что все работает корректно, но на случай злонамеренных действий в ней предусмотрен механизм доказательств мошенничества.

В официальной документации Inside Arbitrum Nitro объясняется, что Arbitrum проверяет корректность после выполнения транзакций с помощью систем валидации и разрешения споров.

Эта модель позволяет снизить затраты на выполнение транзакций, сохраняя возможность оспаривания через Ethereum.

Компромисс заключается в том, что для вывода средств из Arbitrum в Ethereum необходимо подождать, пока пройдет период, в течение которого можно оспорить утверждение.

Четыре ключевые идеи архитектуры Nitro

В техническом документе Nitro представлены четыре ключевые идеи, определяющие его архитектуру.

Первая — упорядочивание транзакций с последующим детерминированным выполнением.

Это означает, что сначала Nitro фиксирует порядок транзакций, а затем применяет к ним детерминированную функцию перехода состояния.

Вторая — Geth в основе системы.

Это означает, что Nitro использует программное обеспечение для выполнения транзакций Ethereum, обеспечивая высокую совместимость со смарт-контрактами и инструментами разработки Ethereum.

Третья — разделение выполнения и формирования доказательств.

Это означает, что при обычной работе Nitro может запускать код в нативном формате для повышения скорости, а при необходимости проверки доказательств мошенничества — компилировать его в WebAssembly.

Четвертая — протокол оптимистичного роллапа на основе интерактивных доказательств мошенничества.

Это означает, что спор можно последовательно сузить в ходе игры-вызова, пока Ethereum не останется проверить только небольшое вычисление за один шаг.

Вместе эти идеи объясняют, почему Nitro удобно для разработчиков и ориентировано на безопасность.

Geth в основе системы

Geth в основе системы означает, что Nitro использует открытое программное обеспечение go-ethereum в качестве центральной части функции перехода состояния.

Это важно, поскольку совместимость с Ethereum — одна из ключевых задач дизайна Arbitrum Nitro.

Смарт-контракты, созданные для Ethereum Virtual Machine, обычно могут работать в Arbitrum с минимальными изменениями.

Разработчики часто могут пользоваться привычными инструментами Solidity, библиотеками Ethereum, сценариями работы с кошельками и шаблонами контрактов.

В официальной документации Arbitrum говорится, что Arbitrum использует модифицированную версию Geth, превращенную в решение Layer 2, не требующее доверия.

Такой подход снижает порог входа для разработчиков Ethereum.

Он также уменьшает риск неожиданных различий между выполнением транзакций в Ethereum и Arbitrum.

Однако Arbitrum не полностью идентичен Ethereum: в Nitro также используются ArbOS, особый учет комиссий, межсетевой обмен сообщениями, поведение секвенсора и правила подтверждения, характерные для роллапа.

Разработчикам все равно следует тестировать приложения в Arbitrum, а не считать, что все нестандартные случаи будут вести себя точно так же, как в основной сети Ethereum.

ArbOS

ArbOS — уровень операционной системы Arbitrum, который взаимодействует с Geth в составе Nitro.

В официальной документации ArbOS ArbOS описывается как монитор виртуальной машины дочерней сети, обеспечивающий среду выполнения для сети Arbitrum.

ArbOS обрабатывает специфические для Arbitrum функции, которые не поддерживаются обычным выполнением Ethereum.

К ним относятся управление ресурсами, создание блоков, межсетевой обмен сообщениями, учет комиссий, прекомпиляции, повторно обрабатываемые сообщения и отслеживание состояния.

ArbOS также помогает интегрировать контракты Stylus и выполнение WebAssembly в среду Nitro.

Проще говоря, ArbOS — это системный уровень, который адаптирует выполнение транзакций в стиле Ethereum для роллап-сети.

Geth обеспечивает привычное поведение EVM.

ArbOS добавляет специфические правила роллапа, благодаря которым Arbitrum работает как Layer 2.

Такое сочетание иногда называют «сэндвичем Geth», поскольку Geth окружен системной логикой Arbitrum.

Секвенсор

Секвенсор — это компонент, который получает большинство пользовательских транзакций и упорядочивает их.

В официальной документации о жизненном цикле транзакций Arbitrum объясняется, что транзакции можно отправлять через секвенсор или обходить его, используя отложенный входящий поток в родительской сети.

Секвенсор быстро выдает предварительное подтверждение, сообщая пользователю, что транзакция принята в упорядоченный поток.

Такое предварительное подтверждение удобно для кошельков и приложений: пользователям не приходится ждать много минут, чтобы увидеть результат.

Однако предварительное подтверждение — не то же самое, что окончательное подтверждение в Ethereum.

Окончательное подтверждение достигается позднее, когда данные транзакции опубликованы, а утверждения подтверждены в рамках процесса роллапа.

Секвенсор улучшает пользовательский опыт, но от его работы зависят доверие к системе и ее доступность.

Если секвенсор недоступен или отказывается обрабатывать транзакцию, пользователи могут использовать отложенный входящий поток для защиты от цензуры.

Этот резервный маршрут важен, поскольку снижает полную зависимость от секвенсора.

Отложенный входящий поток

Отложенный входящий поток — это механизм родительской сети, позволяющий пользователям отправлять транзакции, не полагаясь только на секвенсор.

Это важно, поскольку Layer 2 не должна навсегда блокировать пользователям доступ только потому, что секвенсор недоступен или цензурирует транзакции.

В документации о жизненном цикле транзакций объясняется, что пользователи могут отправлять транзакции напрямую в контракт отложенного входящего потока родительской сети.

Если секвенсор не обработает транзакцию в установленный срок, пользователь сможет принудительно включить ее через механизм родительской сети.

Так Arbitrum получает защитный от цензуры маршрут, связанный с Ethereum.

Отложенный входящий поток медленнее и дороже обычной отправки через секвенсор, поскольку задействует родительскую сеть напрямую.

Тем не менее это важный механизм безопасности.

Для большинства пользователей обычным и практичным способом остается отправка через секвенсор.

В ситуациях с высокими ставками отложенный входящий поток помогает сохранить доступ к сети.

Детерминированное выполнение

Детерминированное выполнение означает, что честные узлы Arbitrum должны получать одинаковый результат при одинаковом упорядоченном наборе входных данных.

Это крайне важно для безопасности роллапа.

Если разные честные узлы получали бы разные результаты при обработке одних и тех же транзакций, валидаторы не смогли бы надежно определить правильное состояние.

Детерминированная функция перехода состояния Nitro позволяет проверять выполнение и разрешать споры.

В документации Inside Arbitrum Nitro объясняется, что детерминированное выполнение служит основой для эффективных доказательств мошенничества и разрешения споров.

На практике Nitro получает упорядоченные сообщения, проверяет корректность транзакций, списывает комиссии, выполняет логику EVM через Geth, применяет обновления состояния ArbOS и создает квитанции и журналы.

Благодаря детерминированному процессу валидаторы могут независимо вычислить правильное состояние сети.

Если валидатор публикует неверное утверждение, другой валидатор может его оспорить, поскольку правильный результат можно воспроизвести независимо.

Доказательства мошенничества

Доказательства мошенничества используются для подтверждения того, что переход состояния сети был недействительным.

В Arbitrum Nitro доказательства мошенничества интерактивны: Ethereum не нужно повторно выполнять каждую транзакцию Arbitrum.

Если валидаторы не согласны с результатом, процесс разрешения спора последовательно сужает разногласие.

В итоге спор сводится к одному вычислительному шагу, который может проверить Ethereum.

Это гораздо дешевле, чем просить Ethereum повторно выполнить всю историю роллапа.

В документации BoLD объясняется, что после сужения спора в ходе интерактивной игры Ethereum может проверить доказательство одного шага.

Такая модель доказательств мошенничества — одна из главных причин, по которым оптимистичные роллапы могут масштабироваться.

Большую часть времени выполнение транзакций происходит вне блокчейна.

Подробная проверка в Ethereum требуется только при возникновении спора.

Модель безопасности предполагает, что как минимум один честный валидатор способен обнаружить и оспорить неверное утверждение.

WebAssembly и WAVM

WebAssembly (WASM) важен для Nitro, поскольку позволяет проверять доказательства мошенничества независимо от конкретного оборудования.

Nitro разделяет обычное выполнение и формирование доказательств.

При обычной работе Nitro может запускать скомпилированный нативный код для повышения скорости.

Во время спора функцию перехода состояния можно представить в формате на базе WASM для структурированной проверки.

В техническом документе Nitro объясняется, что в обычном режиме функция перехода состояния компилируется для нативного выполнения, а для применения в протоколе доказательств мошенничества — в переносимый код WebAssembly.

В системе разрешения споров Arbitrum для выполнения проверок используется модифицированная среда WASM, часто называемая WAVM.

Это важно, поскольку для доказательств мошенничества нужна точная и переносимая модель инструкций.

Ethereum не может просто доверять тому, что результат на оборудовании или локальном компьютере одного валидатора верен.

Нужна структурированная модель вычислений, которую можно одинаково проверить.

Поэтому формирование доказательств в стиле WASM — ключевой технический элемент Nitro.

Протокол разрешения споров BoLD

BoLD расшифровывается как Bounded Liquidity Delay и представляет собой действующий протокол Arbitrum для разрешения споров и валидации без ограничений на участие.

В официальном подробном техническом обзоре BoLD объясняется, что любой участник может внести залог на корректное состояние и доказать свое утверждение с помощью интерактивных доказательств мошенничества.

BoLD важен, поскольку улучшает процесс разрешения споров и поддерживает валидацию без ограничений на участие.

С BoLD валидаторы могут публиковать утверждения и оспаривать неверные утверждения без разрешения централизованного списка валидаторов.

Система устроена так, чтобы один честный участник, внесший залог на корректное состояние, мог противостоять злонамеренным утверждениям.

BoLD также ограничивает длительность споров, что помогает злоумышленникам не задерживать подтверждение бесконечно с помощью повторяющихся игр-вызовов.

Для пользователей BoLD в основном влияет на базовую модель безопасности и допущения о сроках вывода средств.

Для валидаторов BoLD определяет взаимодействие между утверждениями, залогами, вызовами и доказательствами одного шага.

Для экосистемы Arbitrum BoLD — важный шаг к большей децентрализации и более открытой валидации.

Утверждения

Утверждение — это заявление о состоянии сети Arbitrum, опубликованное в Ethereum.

В официальной документации Arbitrum об утверждениях объясняется, что утверждения — это контрольные точки, обобщающие несколько блоков дочерней сети.

Утверждения помогают связывать активность Arbitrum с Ethereum.

Они содержат сведения о состоянии до и после выполнения, обработанных сообщениях входящего потока, хеше результата и связи с предыдущими утверждениями.

Корректное утверждение может быть подтверждено после окончания периода оспаривания, если его не оспорили успешно.

Неверное утверждение может быть отклонено, если будет подтверждено конкурирующее корректное утверждение или если оно проиграет спор.

Утверждения — не отдельные пользовательские транзакции.

Это сводные данные о состоянии роллапа.

Такая архитектура снижает затраты в Ethereum, поскольку множество блоков Arbitrum можно обобщить меньшим числом утверждений в родительской сети.

Понимание принципа утверждений помогает разобраться, как Arbitrum обеспечивает быстрое выполнение повседневных транзакций, продолжая полагаться на Ethereum для окончательного разрешения споров.

Предварительное и окончательное подтверждение

Предварительное подтверждение происходит, когда секвенсор принимает транзакцию и включает ее в свой поток.

Это позволяет быстро получить обратную связь и делает приложения отзывчивыми.

Окончательное подтверждение достигается позднее, когда данные транзакции и результирующее состояние закреплены в рамках процесса роллапа и подтверждены в Ethereum.

В документации Inside Arbitrum Nitro объясняется, что предварительное подтверждение обеспечивает немедленную обратную связь о принятии транзакции, а окончательное подтверждение зависит от публикации пакета и подтверждения утверждений в Ethereum.

Это различие важно: пользователь может увидеть, что транзакция завершена в приложении, хотя она еще не достигла наиболее надежного этапа расчетов.

Для большинства повседневных операций предварительного подтверждения может быть достаточно для удобной работы.

При крупных переводах, выводе через мост, институциональных расчетах и операциях с крупными суммами важнее учитывать окончательное подтверждение и правила вывода.

Arbitrum Nitro сочетает скорость и безопасность: быстро подтверждает транзакции для пользователей и одновременно сохраняет возможность проверки через Ethereum.

Газ и комиссии в Nitro

Модель комиссий Nitro учитывает выполнение транзакций в дочерней сети и публикацию данных в родительской.

В официальной документации Arbitrum о газе и комиссиях объясняется, что газ используется для учета затрат на выполнение транзакций, а инструкции EVM потребляют столько же газа, сколько и в Ethereum.

Пользователи оплачивают ресурсы дочерней сети, например вычисления и хранение данных.

Кроме того, в комиссию входит составляющая для родительской сети, покрывающая публикацию сжатых данных транзакций в Ethereum.

Такое устройство — одна из причин, почему комиссии Arbitrum могут меняться в зависимости как от спроса в Arbitrum, так и от стоимости данных в Ethereum.

Если публикация данных в Ethereum дорожает, может вырасти составляющая комиссии, относящаяся к родительской сети.

При увеличении спроса на выполнение транзакций в Arbitrum может вырасти составляющая дочерней сети.

Nitro использует сжатие и пакетирование, чтобы распределить затраты на публикацию данных в родительской сети между множеством транзакций.

Поэтому одна транзакция в Arbitrum часто обходится дешевле, чем такое же действие в основной сети Ethereum.

Однако транзакции в Arbitrum не бесплатны, поэтому перед подтверждением следует проверять оценку газа.

Доступность данных

Доступность данных означает, что данные транзакций, необходимые для восстановления и проверки сети Arbitrum, доступны.

В стандартном режиме роллапа Arbitrum Nitro публикует сжатые пакеты данных транзакций в Ethereum.

Благодаря этому валидаторы и наблюдатели могут получить данные, необходимые для проверки состояния сети.

В техническом документе Nitro объясняется, что для корректной работы Arbitrum узлам необходим доступ к данным всех транзакций Layer 2 во входящем потоке сети.

Доступность данных — одна из основных статей затрат роллапов, поскольку публикация данных в Ethereum требует комиссии.

Однако доступность данных также является важнейшим фактором безопасности, поскольку общедоступные данные позволяют независимо проверять сеть.

Если данные транзакций недоступны, валидаторам может быть сложно проверить корректность утверждения о состоянии.

Поэтому доступность данных — не только вопрос затрат.

Это вопрос безопасности.

Nitro и AnyTrust

AnyTrust — вариант Arbitrum Nitro, предназначенный для снижения затрат за счет другой модели доступности данных.

В официальной документации по протоколу AnyTrust объясняется, что он снижает затраты, предполагая ограниченное доверие к комитету по доступности данных.

В стандартном режиме Rollup данные транзакций публикуются в Ethereum в виде blobs или calldata.

В режиме AnyTrust данные хранит комитет по доступности данных, а его участники подписывают сертификаты, подтверждающие их доступность.

В обычном режиме это может снизить затраты, поскольку не все данные нужно публиковать в Ethereum.

Компромисс заключается в том, что пользователи принимают дополнительное допущение о доступности данных.

Arbitrum Nova — пример сети Arbitrum на основе AnyTrust.

Arbitrum One — роллап-сеть Arbitrum, которая использует Ethereum для обеспечения доступности данных.

Важно понимать, что Nitro — это более широкий технологический стек, а Rollup и AnyTrust — разные конфигурации доступности данных и безопасности, созданные на этом стеке.

Nitro и Stylus

Stylus — это обновление, расширяющее возможности разработки на Arbitrum Nitro.

В официальной документации Stylus объясняется, что технология добавляет к EVM вторую равноправную виртуальную машину и поддерживает смарт-контракты на языках, компилируемых в WASM, таких как Rust, C и C++.

Это важно, поскольку Solidity — не единственный язык, который разработчики могут захотеть использовать для ончейн-приложений.

Stylus позволяет создавать ресурсоемкую логику на языках с развитой экосистемой инструментов и эффективной компиляцией.

Контракты Solidity и Stylus могут взаимодействовать друг с другом, сохраняя компонуемость.

В документации Stylus объясняется, что программы WASM могут быть эффективнее байт-кода EVM для задач с интенсивным использованием памяти и вычислений.

Stylus опирается на Nitro, поскольку в архитектуре доказательств мошенничества Nitro уже используются идеи формирования доказательств на основе WASM.

Для разработчиков Stylus может открыть возможности для более дешевой криптографии, сложных вычислений в DeFi, игр, генеративного искусства и других приложений, которым нужны эффективные вычисления.

Для пользователей Stylus может сделать некоторые приложения быстрее или дешевле, но не устраняет риски смарт-контрактов.

Nitro и сети Arbitrum

Arbitrum Nitro используется не только в Arbitrum One.

Это также базовый технологический стек настраиваемых сетей Arbitrum.

В официальной документации о сетях Arbitrum они описываются как развертываемые и настраиваемые экземпляры технологического стека Arbitrum Nitro.

Команды могут настраивать выполнение транзакций, токены для газа, доступность данных, управление, валидацию, пропускную способность и другие параметры сети.

Это позволяет создавать специализированные сети приложений, экосистем, компаний или других блокчейн-сред специального назначения.

Команда может выбрать конфигурацию в стиле Rollup, если ей нужны более строгие предпосылки доступности данных в Ethereum.

Если важнее низкие комиссии и высокая пропускная способность, команда может выбрать конфигурацию в стиле AnyTrust.

Команда также может настроить токены для газа или правила управления под свой продукт.

Поэтому Nitro — инфраструктурная платформа, а не просто одна публичная сеть.

Она поддерживает как общедоступные сети Arbitrum, так и отдельные пользовательские среды на базе Arbitrum.

Nitro и совместимость с Ethereum

Совместимость с Ethereum — одно из важнейших преимуществ Nitro.

Разработчики часто могут развертывать контракты Solidity, использовать адреса Ethereum, подключать совместимые с Ethereum кошельки и работать со знакомыми API.

Это упрощает перенос существующих приложений.

Пользователям также проще работать с кошельками, смарт-контрактами и обозревателями блокчейна, поскольку они выглядят привычно.

В техническом документе Nitro говорится, что Nitro запускает приложения со смарт-контрактами EVM и поддерживает тот же API, что и распространенные узлы Ethereum.

Однако совместимость не означает полного совпадения.

В Arbitrum другие этапы подтверждения, иной учет комиссий и правила работы моста, собственные ID сети и прекомпиляции роллапа.

Разработчикам следует тестировать оценку газа, retryable tickets, межсетевой обмен сообщениями, сценарии вывода средств и предположения, связанные с секвенсором.

Пользователям следует понимать, что Arbitrum похожа на Ethereum, но в ней сохраняются специфические риски и правила Layer 2.

Совместимость Nitro важна, поскольку она сохраняет удобство разработки для Ethereum и повышает практическую масштабируемость.

Nitro и межсетевые переводы

Межсетевые переводы — важная часть экосистемы Nitro, поскольку пользователям нужно перемещать ETH, токены и сообщения между Ethereum и сетями Arbitrum.

В документации Inside Arbitrum Nitro объясняется, что межсетевая связь включает пополнения из родительской сети в дочернюю, выводы из дочерней сети в родительскую, retryable tickets и архитектуру канонического моста.

При переводе активов из Ethereum в Arbitrum они блокируются или помещаются в эскроу в Ethereum, а в Arbitrum создается их представление.

При выводе средств обратно в Ethereum нужно дождаться окончания периода оспаривания, прежде чем завершить получение средств в родительской сети.

Такая задержка вывода — стандартная часть безопасности оптимистичного роллапа.

Retryable tickets помогают выполнять на стороне Arbitrum сообщения из родительской сети в дочернюю.

Выполнение outbox позволяет завершить сообщения из дочерней сети в родительскую после окончательного подтверждения.

Перед переводом активов всегда проверяйте URL моста, адреса токенов, выбранную сеть и сроки вывода.

Мосты полезны, но это также зоны повышенного риска, где возможны фишинг, ошибки при выборе токена и неверные разрешения.

Преимущества Arbitrum Nitro

Первое преимущество Arbitrum Nitro — более низкая стоимость транзакций по сравнению с выполнением тех же действий непосредственно в основной сети Ethereum в периоды высокой нагрузки.

Второе — быстрая обратная связь благодаря предварительному подтверждению секвенсора.

Третье — высокая совместимость с Ethereum благодаря выполнению на основе Geth.

Четвертое — безопасность роллапа благодаря публикации данных в Ethereum, утверждениям валидаторов и доказательствам мошенничества.

Пятое — привычная для разработчиков среда: многие инструменты Ethereum и смарт-контракты можно использовать с небольшими изменениями.

Шестое — гибкое развертывание: Nitro может обеспечивать работу публичных и настраиваемых сетей Arbitrum.

Седьмое — расширяемость благодаря таким функциям, как Stylus, и настраиваемым параметрам сети.

Восьмое — поддержка защиты от цензуры через отложенный входящий поток и принудительное включение.

Эти преимущества делают Nitro важной технологией для пользователей, разработчиков, валидаторов и команд приложений.

Они также объясняют, почему Nitro играет центральную роль в масштабировании Ethereum с помощью Arbitrum.

Ограничения Arbitrum Nitro

Первое ограничение Arbitrum Nitro — задержка вывода средств из Arbitrum обратно в Ethereum.

Она связана с тем, что перед расчетами при выводе средств в родительской сети оптимистичным роллапам необходим период оспаривания.

Второе ограничение — зависимость от секвенсора при обычной быстрой отправке транзакций.

Отложенный входящий поток служит резервным способом, но в повседневной работе секвенсор по-прежнему важен.

Третье ограничение — риск моста.

Пользователи могут потерять средства из-за фишинга, неверных версий токенов, вредоносных разрешений или неподдерживаемых маршрутов через мост.

Четвертое ограничение — изменчивость комиссий.

Обычно комиссии Arbitrum ниже, чем в основной сети Ethereum, но частично они зависят от стоимости данных в родительской сети и спроса в Arbitrum.

Пятое ограничение — риск смарт-контрактов.

Nitro обеспечивает инфраструктуру, но отдельные приложения все равно могут содержать ошибки, иметь небезопасное управление, проблемы с оракулами или ликвидностью.

Шестое ограничение — риск конфигурации пользовательских сетей Arbitrum.

В отдельной сети могут использоваться другие настройки доступности данных, валидации, управления или токена для газа, поэтому пользователям следует понимать, что предпосылки доверия у разных сетей Arbitrum могут отличаться.

Модель безопасности Arbitrum Nitro

Модель безопасности Arbitrum Nitro сочетает расчеты в Ethereum, доступность данных, детерминированное выполнение, утверждения, экономические залоги, валидацию и доказательства мошенничества.

В обычном режиме роллапу не нужно заставлять Ethereum повторно выполнять каждую транзакцию Arbitrum.

Вместо этого валидаторы вычисляют состояние и оспаривают его, если опубликовано неверное утверждение.

В документации BoLD объясняется, что один участник, честно внесший залог на правильное состояние, может защитить систему в ходе оспаривания.

Это допущение об одном честном валидаторе лежит в основе безопасности оптимистичного роллапа.

Тем не менее пользователям следует помнить, что эта модель безопасности отличается от непосредственного использования Ethereum.

Пользователи Layer 2 дополнительно сталкиваются с рисками мостовых контрактов, доступности секвенсора, задержки вывода, смарт-контрактов приложений и изменений в управлении.

При этом Nitro спроектирован так, чтобы неверные утверждения о состоянии можно было оспаривать и разрешать с помощью Ethereum.

Безопасность обеспечивается многоуровневой системой, а не одним компонентом.

Именно такая архитектура позволяет Nitro масштабировать работу и одновременно проверять сеть с минимальной необходимостью доверия.

Nitro для пользователей

Для пользователя Arbitrum Nitro обычно означает более быстрое и дешевое взаимодействие с приложениями в стиле Ethereum.

Пользователь может перевести ETH в Arbitrum, подключить кошелек и пользоваться DeFi- или NFT-приложениями, не вникая в детали работы Nitro.

Работа с кошельком часто похожа на Ethereum, поскольку адреса и контракты в стиле EVM знакомы пользователям.

Однако пользователям следует учитывать несколько особенностей Nitro.

Вывод средств в Ethereum занимает больше времени, чем пополнение Arbitrum.

Сначала транзакция получает предварительное подтверждение через секвенсор.

При переводах через мост важно правильно выбрать токен и сеть.

Комиссии Arbitrum включают затраты на выполнение транзакций в дочерней сети и передачу данных в родительскую.

Отдельные приложения могут давать сбои, даже если базовый уровень Nitro работает корректно.

Nitro повышает масштабируемость, но пользователям по-прежнему необходимы защищенный кошелек и понимание рисков.

Nitro для разработчиков

Arbitrum Nitro предоставляет разработчикам совместимую с Ethereum среду и дополнительные функции Layer 2.

Разработчики могут развертывать контракты Solidity, использовать API в стиле Ethereum, запускать узлы, интегрировать мосты и создавать приложения с более низкими затратами.

Если для ресурсоемкой логики полезны инструменты Rust, C или C++, можно также использовать Stylus для разработки смарт-контрактов на основе WASM.

Разработчикам следует разобраться в прекомпиляциях ArbOS, оценке газа, retryable tickets, подмене адресов, окончательном подтверждении, работе отложенного входящего потока и сценариях с мостами.

Также следует учитывать, требует ли приложение окончательного подтверждения в родительской сети или достаточно предварительного подтверждения Arbitrum.

В приложениях, где используются пополнение и вывод средств, следует ясно сообщать сроки работы моста.

В приложениях с операциями на крупные суммы важно учитывать окончательное подтверждение утверждений и предпосылки разрешения споров.

Для приложений в пользовательских сетях Arbitrum нужно раскрывать настройки доступности данных и управления.

Nitro упрощает разработку приложений в стиле Ethereum с расчетом на масштабирование, но не отменяет необходимости учитывать особенности Layer 2.

Nitro для валидаторов и операторов узлов

Валидаторы и операторы узлов играют важную роль в модели безопасности Nitro.

Полные узлы помогают получать и проверять состояние сети Arbitrum.

Валидаторы вычисляют правильное состояние и могут участвовать в публикации утверждений и разрешении споров.

В рамках BoLD валидация может проводиться без ограничений на участие: участники могут вносить залог и взаимодействовать со смарт-контрактами роллапа по правилам протокола.

Валидаторам нужны надежная инфраструктура, доступ к данным сети, корректное программное обеспечение Nitro и возможность реагировать на споры.

Некоторые валидаторы могут активно публиковать утверждения.

Другие могут отслеживать неверные утверждения и оспаривать их.

Еще некоторые могут выполнять роль наблюдателей, оповещающих других участников о подозрительных действиях.

Разнообразие ролей валидаторов укрепляет систему.

Главное — безопасность Nitro зависит от того, могут ли честные участники независимо проверять и защищать корректное состояние сети.

Arbitrum Nitro и Arbitrum Classic

Arbitrum Nitro заменил более раннюю архитектуру Arbitrum, предложив более эффективную систему с высокой совместимостью с Ethereum.

В техническом документе Nitro описан как существенно улучшенная версия первоначальной системы.

В ранней архитектуре использовалась специальная виртуальная машина.

Nitro перешел к ядру выполнения на базе Geth и формированию доказательств на основе WASM.

Это повысило совместимость, поскольку среда выполнения стала ближе к программному стеку Ethereum.

Это также улучшило опыт разработчиков: поведение контрактов и инструментов стало больше похоже на Ethereum.

Архитектура Nitro также разделила обычное выполнение и выполнение для формирования доказательств: нативное выполнение обеспечивает скорость, а переносимые доказательства мошенничества — возможность проверки.

Сегодня для большинства пользователей Arbitrum Nitro — это просто технология Arbitrum, с которой они взаимодействуют.

Это различие важно главным образом для понимания того, почему современные сети Arbitrum совместимее, эффективнее и гибче, чем первоначальная архитектура Arbitrum.

Arbitrum Nitro и AnyTrust

Arbitrum Nitro — технологический стек, а AnyTrust — конфигурация доступности данных, которую можно реализовать на базе Nitro.

Стандартная сеть Arbitrum Rollup публикует данные транзакций в Ethereum для обеспечения их доступности.

В обычном режиме сеть AnyTrust использует комитет по доступности данных для снижения затрат.

В документации AnyTrust объясняется, что модель комитета предполагает наличие как минимум двух честных участников в составе комитета.

Это создает компромисс.

Режим Rollup обеспечивает более строгие предпосылки доступности данных за счет публикации данных в Ethereum.

Режим AnyTrust может снизить комиссии, храня данные вне Ethereum в обычных условиях.

Не следует считать, что у всех сетей на базе Arbitrum одинаковые предпосылки безопасности.

Arbitrum One и Arbitrum Nova работают на технологии Arbitrum, но используют разные модели доступности данных.

В основе обеих сетей лежит Nitro, однако профиль безопасности и затрат зависит от конфигурации сети.

Распространенные заблуждения об Arbitrum Nitro

Одно из распространенных заблуждений — считать, что Arbitrum Nitro ускоряет сам Ethereum.

Nitro не меняет пропускную способность основной сети Ethereum. Он переносит выполнение в Layer 2, используя Ethereum для расчетов и обеспечения доступности данных.

Еще одно заблуждение — считать, что каждая транзакция Arbitrum занимает семь дней.

Обычные транзакции Arbitrum быстро получают подтверждение от секвенсора, а длительная задержка в основном относится к каноническому выводу средств обратно в Ethereum.

Третье заблуждение — считать, что низкие комиссии не предполагают компромиссов в отношении безопасности.

Nitro снижает затраты за счет пакетирования, сжатия, выполнения транзакций вне базовой сети и архитектуры роллапа, но сохраняются риски мостов, секвенсора, приложений и вывода средств.

Четвертое заблуждение — считать, что Nitro работает только в одной сети.

Nitro обеспечивает работу Arbitrum One, а также может использоваться в настраиваемых сетях Arbitrum.

Пятое заблуждение — считать, что совместимость с Ethereum означает полное совпадение.

Arbitrum в высокой степени совместима с EVM, но в ней сохраняются особенности Layer 2, связанные с комиссиями, окончательным подтверждением, обменом сообщениями и мостами.

Рекомендации по использованию сетей на базе Arbitrum Nitro

Перед переводом средств или подписанием транзакций проверьте, что подключены к нужной сети Arbitrum.

Для защиты от фишинга используйте официальные ссылки на мосты или надежные ссылки на приложения.

Оставляйте в сети назначения достаточно ETH или другого требуемого токена для оплаты газа.

Учитывайте, что канонический вывод средств в Ethereum предполагает ожидание в течение периода оспаривания.

Проверяйте адреса токенов, поскольку переведенные через мост и нативные версии токена могут отличаться.

Разработчикам следует тестировать контракты в специальных средах Arbitrum перед развертыванием в основной сети.

Перед разработкой сценариев обмена сообщениями из родительской сети в дочернюю следует изучить retryable tickets.

Перед разработкой сценариев обмена сообщениями из дочерней сети в родительскую следует разобраться в выполнении outbox.

Ясно сообщайте пользователям об окончательном подтверждении и сроках вывода.

Валидаторам и поставщикам инфраструктуры следует запускать надежные узлы, отслеживать обновления и разбираться в механике оспаривания BoLD.

Связанные термины из мира криптовалют

Layer 2 — среда масштабирования, которая обрабатывает транзакции вне базового блокчейна, сохраняя связь с ним.

Оптимистичный роллап считает утверждения о состоянии сети корректными, если их не оспорили в течение периода разрешения спора.

Секвенсор — компонент, упорядочивающий транзакции во многих системах на основе роллапов.

Доказательство мошенничества — доказательство того, что переход состояния сети был недействительным.

BoLD — Bounded Liquidity Delay, протокол Arbitrum для разрешения споров и валидации без ограничений на участие.

ArbOS — системный уровень Arbitrum, который управляет специфическими для сети выполнением транзакций, сообщениями, комиссиями и прекомпиляциями.

Geth — программное обеспечение go-ethereum для выполнения транзакций, используемое в основе совместимой с Ethereum модели Nitro.

WASM — WebAssembly, переносимый формат инструкций, используемый в архитектуре Nitro для формирования доказательств и выполнения Stylus.

Stylus — обновление Arbitrum, которое позволяет разработчикам создавать смарт-контракты на основе WASM на таких языках, как Rust, C и C++.

Доступность данных означает, что данные транзакций, необходимые для проверки состояния сети, доступны.

Часто задаваемые вопросы

Что такое Arbitrum Nitro?

Arbitrum Nitro — основной технологический стек, на котором работают роллап-сети Arbitrum и настраиваемые сети на базе Arbitrum.

Является ли Arbitrum Nitro блокчейном?

Arbitrum Nitro сам по себе не является отдельным блокчейном: это технологический стек роллапа, на котором работают такие сети, как Arbitrum One, и другие сети Arbitrum.

Какую проблему решает Arbitrum Nitro?

Arbitrum Nitro помогает масштабировать приложения, совместимые с Ethereum, перенося выполнение транзакций в среду Layer 2 и закрепляя данные и обязательства по состоянию в Ethereum.

Почему Nitro называют оптимистичным роллапом?

Роллап называют оптимистичным, поскольку утверждения о состоянии сети считаются действительными, если валидатор не оспорит их в течение периода разрешения спора.

Какую роль выполняет Geth в Arbitrum Nitro?

Geth обеспечивает совместимое с Ethereum ядро выполнения, благодаря которому Arbitrum Nitro поддерживает смарт-контракты и инструменты разработки в стиле Ethereum.

Что такое ArbOS в Nitro?

ArbOS — системный уровень Arbitrum, который управляет выполнением транзакций роллапа, комиссиями, обменом сообщениями, созданием блоков и прекомпиляциями.

Что такое BoLD в Arbitrum Nitro?

BoLD — протокол разрешения споров Arbitrum, который поддерживает валидацию без ограничений на участие и ограничивает задержки разбирательства за счет интерактивных доказательств мошенничества.

Почему вывод средств из Arbitrum занимает несколько дней?

Для канонического вывода средств из Arbitrum в Ethereum требуется период оспаривания, поскольку оптимистичным роллапам нужно время для оспаривания мошеннических действий.

Использует ли Arbitrum Nitro безопасность Ethereum?

В режиме Rollup Arbitrum Nitro использует Ethereum для расчетов, обеспечения доступности данных и разрешения споров, однако пользователи по-прежнему сталкиваются с рисками, характерными для Layer 2.

Чем Nitro отличается от AnyTrust?

Nitro — технологический стек, а AnyTrust — более дешевая модель доступности данных, которая в обычном режиме использует комитет по доступности данных вместо публикации всех данных в Ethereum.

Как Stylus связан с Nitro?

Stylus — обновление Arbitrum Nitro, добавляющее виртуальную машину WASM, чтобы разработчики могли создавать смарт-контракты на таких языках, как Rust, C и C++.

Не несет ли Arbitrum Nitro никаких рисков?

Нет. Arbitrum Nitro снижает затраты и повышает масштабируемость, но пользователи по-прежнему сталкиваются с рисками мостов, зависимостью от секвенсора, уязвимостями смарт-контрактов, задержками вывода средств и различиями конфигураций сетей.

Заключение

Arbitrum Nitro — основной технологический стек роллапа, лежащий в основе современных сетей Layer 2 Arbitrum и экосистемы настраиваемых сетей.

Он объединяет совместимое с Ethereum выполнение транзакций, инфраструктуру на базе Geth, системную логику ArbOS, упорядочивание секвенсором, публикацию сжатых данных, утверждения о состоянии и интерактивные доказательства мошенничества.

Главная цель Nitro — сделать приложения в стиле Ethereum быстрее и дешевле, не отказываясь от расчетов и гарантий проверки в Ethereum.

Nitro важен, поскольку сохраняет близкий к Ethereum пользовательский опыт и процесс разработки, перенося выполнение транзакций в более масштабируемую среду.

Он также служит основой для сетей Arbitrum, конфигураций AnyTrust, смарт-контрактов Stylus и продвинутой инфраструктуры Layer 2.

Ключевая техническая идея Nitro — разделение функций.

Секвенсор упорядочивает транзакции, функция перехода состояния выполняет их детерминированно, валидаторы проверяют состояние, Ethereum хранит данные и разрешает споры, а BoLD управляет процессом оспаривания.

Такая многоуровневая архитектура обеспечивает быструю повседневную работу и одновременно сохраняет возможность доказывать мошенничество без необходимости полностью доверять одному участнику.

Пользователям следует помнить, что Nitro повышает масштабируемость, но не устраняет все риски.

По-прежнему важны безопасность мостов, выбор токенов, защита кошелька, доступность секвенсора, качество приложений и сроки вывода средств.

Разработчикам следует изучить особенности Nitro, связанные с ArbOS, оценкой газа, retryable tickets, отложенным входящим потоком, выполнением outbox и окончательным подтверждением.

Валидаторам важно понимать утверждения, залоги, BoLD и предположение об одном честном валидаторе.

Для тех, кто изучает криптовалюты, Arbitrum Nitro — один из наглядных примеров того, как архитектура роллапа масштабирует активность блокчейна, не заставляя каждый узел базового уровня повторно выполнять все транзакции.

Этот пример показывает, как выполнение транзакций, доступность данных, доказательства мошенничества и расчеты можно разделить между модулями системы.

Главный вывод: Arbitrum Nitro — не просто более быстрая версия Ethereum.

Это архитектура роллапа, которая использует Ethereum как базовый уровень безопасности и расчетов, предоставляя приложениям более практичную среду выполнения.