Что такое Arbitrum: оптимистичные роллапы для решения проблемы масштабирования

Ethereum настолько вырос, что ему стало трудно удовлетворять спрос. Учитывая, что почти 3000 DApp выполняют более 200 000 транзакций в день, а ежедневное число активных пользователей превышает 90 000, стало очевидно, что даже обновление Ethereum 2.0 не решит проблему масштабируемости в долгосрочной перспективе. Вот почему решающую роль в долгосрочном успехе блокчейна Ethereum играют такие решения для масштабируемости, как Arbitrum.  

Блокчейны второго уровня, включая сайдчейны, каналы и роллапы, предоставляют пользователям и разработчикам Ethereum повышенную скорость и безопасность, при этом им не приходится за это платить. Обсудим, как Arbitrum выводит роллапы на новый уровень — как для новичков, так и для опытных криптоэнтузиастов. 

Что такое Arbitrum и для чего он используется? 

Arbitrum — это решение для масштабирования Ethereum, предназначенное для увеличения объёма транзакций и снижения комиссий в блокчейне. В нём используются те же инструменты, что и в Ethereum, поэтому с помощью Arbitrum разработчики DApp могут быстро, легко и безопасно развёртывать приложения на Ethereum. 

Arbitrum используется для увеличения количества транзакций, предотвращения мошенничества и снижения затрат в блокчейне Ethereum. Это решение для масштабирования Ethereum делает разработку DApp простой, быстрой и безопасной, предоставляя разработчикам такую платформу на базе Ethereum, которая снижает объём хранящихся в блокчейне данных. 

Что такое решение для масштабируемости Ethereum?

Решения для масштабируемости Ethereum используются для повышения скорости блокчейна первого уровня и его способности обрабатывать большое количество транзакций. В качестве примера блокчейна первого уровня можно привести блокчейн Ethereum и блокчейн Bitcoin. Решения первого уровня направлены на изменение протокола самого блокчейна, а не на добавление дополнительного уровня обработки. 

Arbitrum — это блокчейн второго уровня, а значит он является продолжением блокчейна первого уровня и использует смарт-контракты на основе Ethereum. Arbitrum создаёт дополнительное пространство для обработки транзакций. Прежде чем передавать транзакции в основной блокчейн, решение обрабатывает их вне блокчейна и повышает тем самым скорость, снижает затраты и осуществляет поддержку DeFi. 

Чтобы лучше понять, что такое Arbitrum и для чего он может использоваться в блокчейнах, поговорим о различных типах решений второго уровня для масштабирования Ethereum и узнаем, какое место в них занимает Arbitrum. 

Сайдчейны

Сайдчейн — это технология масштабирования блокчейна.  Сайдчейн представляет собой параллельную сеть с двусторонней привязкой к сети первого уровня и используется для обработки транзакций вне сети. Хотя сайдчейны, по сути, являются дополнительным пространством для сетей первого уровня, их безопасность не обеспечивается безопасностью сетей первого уровня и они менее децентрализованы. А поскольку все подозрительные транзакции обрабатываются за пределами сети, Arbitrum может обеспечить более высокую пропускную способность, чем Optimism. 

Сайдчейны представляют направление, в котором могут двигаться разработчики в решении вопросов, связанных с выполнением транзакций в блокчейне. Задача сайдчейнов не состоит в поддержании единого реестра — они представляют собой модель блокчейна, состоящую из множества слоёв, интегрированных в основной блокчейн. 

Plasma

Фреймворк Plasma переносит выполнение транзакций в сайдчейны таким образом, чтобы это обеспечивало дополнительную масштабируемость. Благодаря использованию смарт-контрактов и деревьев Меркла Plasma позволяет создавать неограниченное количество сайдчейнов или дочерних цепей, которые могут работать определённым образом в зависимости от конкретных потребностей основного блокчейна. 

Plasma также предоставляет доказательства мошенничества, обеспечивая тем самым безопасный обмен. Это означает, что любой пользователь может отправлять средства другому пользователю быстрее и с меньшей задержкой.

Каналы

Продолжая рассматривать проблемы, связанные с масштабируемостью блокчейнов, мы переходим к каналам состояния и платёжным каналам. Каналы — это смарт-контракты и протоколы с открытым исходным кодом, которые позволяют пользователям выполнять определённое количество транзакций вне сети (офчейн) с использованием только двух транзакций в сети (ончейн). 

Когда участники открывают новый канал, они должны создать и оплатить транзакцию в сети Ethereum. Пока канал открыт, могут происходить офчейн-транзакции. Когда пользователи будут готовы закрыть канал, с них снова будет списана плата за обработку транзакций. 

Механизм канала уменьшает количество транзакций, обрабатываемых в сети Ethereum, и снижает комиссию за газ при открытии и закрытии канала. 

Точнее говоря, платёжные каналы предназначены для перевода средств между пользователями, а каналы состояния предназначены для создания бесплатного канала между двумя сторонами путём блокировки части блокчейна. Поскольку сделки между двумя участниками происходят внутри канала сайдчейна, это решение имеет высокую степень безопасности. Но оно не может быть масштабировано при больших объёмах. 

Роллапы

Роллапы стали одним из самых популярных решений масштабирования для приложений блокчейна, в которых используются контракты. Роллапы масштабируют основную цепь, по сути, «свёртывая» транзакции в пакет и проверяя их вне сети. Объединение и сжатие данных обеспечивает более высокую пропускную способность, скорость и снижение транзакционных издержек. 

Существует два основных типа роллапов: роллапы с нулевыми разглашением (ZK-роллапы) и оптимистичные роллапы.

ZK-роллапы

Для проверки данных и выполнения вычислений вне сети ZK-роллапы используют протокол ZK-STARK, или «краткий прозрачный аргумент знаний с нулевым разглашением».  Доказательство достоверности прилагается к каждому пакету данных, но при этом сохраняется возможность выполнять большее количество транзакций. Доказательство с нулевым разглашением представляет собой мощную систему безопасности, поскольку оно является публично проверяемым доказательством истинности утверждения без раскрытия дополнительной информации (что это такое и в каком количестве). 

Оптимистичные роллапы

Оптимистичные роллапы снижают объём вычислений внутри сети, выполняя подтверждение только в том случае, если нода подозревает, что происходит мошенническая транзакция. Выполняя проверку достоверности только при подозрении на мошенничество, оптимистичные роллапы ещё больше увеличивают скорость и пропускную способность сети. 

Роллап Arbitrum

Arbitrum — это передовой оптимистичный роллап, который нацелен на оптимальную масштабируемость и поэтому хранит очень мало данных в сети.  Он построен на сети Ethereum и позволяет выполнять до 4500 транзакций в секунду (TPS). Это быстрее, чем ожидалось в результате обновления Ethereum 2.0 (около 3000 TPS). Arbitrum работает со всеми инструментами разработчика Ethereum, включая виртуальную машину Ethereum. Многочисленные варианты интеграции обеспечивают стандартные инструменты для фронтенд-разработки и упрощают создание и развёртывание DApp. 

Как работает Arbitrum? 

Arbitrum использует концепцию оптимистичного роллапа офчейн, управляемого контрактом в сети Ethereum. Если вкратце, он работает путём проверки транзакций вне сети перед отправкой подтверждения обратно в блокчейн. Разработчики могут создавать смарт-контракты с помощью Solidity, а затем компилировать их в код, который используется в виртуальной машине Arbitrum.

Но как это работает?

Виртуальная машина Arbitrum

Древо Меркла организует состояние виртуальной машины Arbitrum таким образом, чтобы можно было рассчитать криптографические хеши. Затем хеш хранится в сети, чтобы состояние можно было полностью подтвердить и завершить. В сети сохраняются только хеш-значения конечного состояния. 

Состояние виртуальной машины меняется, когда участники соглашения предлагают спорное утверждение. Утверждение говорит о том, что виртуальная машина выполнит определённую сумму при расчёте. Каждому участнику соглашения необходимо внести депозит, чтобы обеспечить обоснованность утверждения. 

Если спорное утверждение действительно, система перейдёт в новое состояние. Если спорное утверждение является недействительным, Arbitrum его отклоняет и состояние не изменяется. 

Для обработки нескольких спорных утверждений виртуальная машина Arbitrum использует конвейерную обработку данных (pipelining), в то время как нода определяет, насколько быстро их можно обработать. Кроме того, злоумышленники не могут затормозить работу системы, как в случае с другими протоколами. 

Нет необходимости в доверии

Одним из самых важных моментов, которые необходимо понять в работе Arbitrum, является отсутствие необходимости в доверии. Пока в соглашении есть один честный участник, виртуальная машина Arbitrum будет выполнять правильные действия, независимо от того, на какую ветку сделана ставка — на правильную или неправильную. Путь доверия создаётся с течением времени, когда участники выполняют действительные транзакции. 

Как Arbitrum помогает преодолевать трудности, с которыми сталкивается сеть Ethereum

Ethereum приобрёл большую популярность с момента его первого запуска в 2015 году. Но масштабируемость всегда была проблемой, которая мешала сети полностью раскрыть свой потенциал. Без масштабируемости разработчики также оказываются ограничены в том, что может выполнять сеть и сколько транзакций она может обрабатывать. По сути, блокчейн упёрся в проблему масштабируемости, и именно в этом Arbitrum может продвинуть Ethereum вперёд. 

Трилемма блокчейна

Что такое трилемма блокчейна? Проще говоря, это означает масштабирование, децентрализацию и безопасность. Было доказано, что блокчейн-проектам бывает сложно достичь баланса между всеми тремя аспектами. Если решение трилеммы блокчейна будет найдено, это может изменить наше представление о криптовалютах и блокчейнах. 

Прямо сейчас при создании безопасного, масштабируемого и децентрализованного блокчейна, разработчики полагаются на такие роллапы, как Arbitrum. Поговорим о некоторых способах преодоления трудностей, с которыми столкнулась сеть Ethereum. 

Скорость обработки транзакций

Ethereum может выполнять только около 10 транзакций в секунду, а Arbitrum может обрабатывать до 40 000 транзакций в секунду. Это в 4000 раз быстрее, чем у сети Ethereum, самой широко используемой платформы первого уровня в мире. 

Низкие комиссии

У популярных сетей первого уровня, таких как Ethereum и Bitcoin, есть одна общая проблема — высокие комиссии за газ. Комиссии за операции на криптовалютных биржах могут составлять от 1,5% до 2,3%. Arbitrum может обрабатывать большее количество транзакций с гораздо меньшими комиссиями за газ — и они продолжают работать над дальнейшим снижением размеров комиссий. 

Совместимость с виртуальной машиной Ethereum 

Из всех решений второго уровня Arbitrum отличается наибольшей совместимостью с виртуальной машиной Ethereum. Это простое, понятное для разработчиков и достаточно мощное решение для масштабирования блокчейна Ethereum. 

Разработчики

Arbitrum особенно полезен для разработчиков. Он совместим с виртуальной машиной Ethereum и использует код Solidity без ограничений на компилятор или версию. Ограничений на газ также нет, поэтому разработчики смарт-контрактов могут вывести свои проекты на новый уровень. 

Несмотря на то, что сторонники обновления Ethereum 2.0 убеждены, что после её полного развёртывания роллапы устареют, нет сомнений в том, что роллапы Arbitrum ориентированы на достижение беспрецедентной масштабируемости. Некоторые блокчейны второго уровня планируют выпускать собственные монеты, но Arbitrum подчеркнула в своё время, что это организация, ориентированная на транзакции. 

Arbitrum в сравнении с Optimism

Решения Arbitrum и Optimism должны выполнить то, чего не удалось добиться решению Polygon. Несмотря на то, что Polygon является бесплатным, у Arbitrum и Optimism есть функции, с которыми другие роллапы сравниться не могут. Они оба встроены непосредственно в основной блокчейн Ethereum и обеспечивают оптимальную видимость и безопасность. 

Хотя Arbitrum и Optimism имеют некоторые сходства, выделяют их именно различия. Обсудим некоторые из этих сходств и различий более подробно, чтобы вы могли решить, какой роллап лучше всего подходит. 

Сходства между Arbitrum и Optimism

Важно понимать, что и Arbitrum, и Optimism считаются оптимистичными роллапами. Мы кратко рассмотрели их в предыдущем разделе о решениях второго уровня, но теперь посмотрим, как это отражается на их отношениях. 

Как Arbitrum, так и Optimism могут объединять несколько транзакций в одну. Затем они обрабатывают транзакции за пределами блокчейна Ethereum перед передачей данных обратно в блокчейн. 

Обрабатывая транзакции за пределами основного блокчейна Ethereum, оптимистичные роллапы, такие как Optimism и Arbitrum, могут значительно сократить время, необходимое для завершения транзакций в блокчейне. Кроме того, оба решения могут быть реализованы с использованием существующих смарт-контрактов. 

Недостатком, который должны преодолеть и Optimism, и Arbitrum, является то, что любые оспариваемые сделки могут задерживаться в сети в течение одной недели. Это один из способов, с помощью которых роллапы пытаются предотвратить мошеннические транзакции, и если вы хотите перенести цифровые активы обратно в основной блокчейн, на это потребуется время. 

Различия между Arbitrum и Optimism

На первый взгляд, Arbitrum и Optimism — это идентичные роллапы. Однако у них есть одно ключевое различие, и оно связано с тем, как они предотвращают мошеннические транзакции. 

Когда Optimism обрабатывает мошенническую транзакцию вне сети, этот роллап отправляет всю транзакцию обратно через виртуальную машину Ethereum. Когда Arbitrum обрабатывает подозрительную транзакцию за пределами сети, он отправляет обратно через виртуальную машину Ethereum только подозрительную часть транзакции. 

Именно этим Arbitrum отличается от Optimism. А поскольку все подозрительные транзакции обрабатываются за пределами сети, Arbitrum может обеспечить более высокую пропускную способность, чем Optimism. 

Таблица 1. Сравнение характеристик Arbitrum и Optimism

Что лучше, Arbitrum или Optimism?

На данный момент трудно сказать, что лучше, Arbitrum или Optimism. Учитывая стремительные темпы развития блокчейнов, можно попытаться найти ещё более быстрые и безопасные решения второго уровня.

В настоящее время Arbitrum предлагает пользователям максимум возможностей в области безопасности и предотвращения мошенничества. С другой стороны, более высокая скорость транзакций Optimism хорошо подходит для пользователей, которым нужны более ликвидные цифровые активы. 

Если бы нам пришлось выбирать (а нам уже пришлось), мы бы выбрали Arbitrum. Arbitrum поддерживает DeFi и DApp в сети Ethereum и повышает масштабируемость и скорость без ущерба для безопасности, сохраняя при этом низкие эксплуатационные расходы и комиссии. На момент написания этой статьи операции с Arbitrum составили более 60% суммы всех заблокированных средств на втором уровне (с момента запуска мейннета в прошлом году). 

В будущем Arbitrum может предложить сообществу DeFi и блокчейну больше, чем любое другое решение второго уровня. 

Простые депозиты и вывод средств на Bybit с помощью Arbitrum

Готовы лично испытать Arbitrum? Используя сеть Arbitrum на Bybit, можно легко вносить и выводить ETH, USDT и USDC. Платформа позволяет пользователям использовать скорость, безопасность и экономичность торговли на Arbitrum. 

Что можно сделать с криптовалютой на Bybit?

Платформе Bybit доверяют миллионы пользователей по всему миру. Это одна из самых быстрорастущих криптовалютных бирж. С помощью оптимизированного процесса и удобной панели управления можно легко купить биткоин, Ethereum и USDT. Благодаря более чем 80 способам оплаты и девяти вариантам использования фиатных валют на платформе Bybit, можно совершать обмен на P2P-платформе и торговать криптовалютами, невзаимозаменяемыми токенами, деривативами и многими другими продуктами. 

Депозиты и вывод средств выполняются максимально эффективно как на компьютере, так и через мобильное приложение Bybit. 

Как внести депозит на Bybit

1. Перейдите во вкладку «Активы» и нажмите «Депозит».

2. Затем выберите тип монеты, которую будете вносить.

3. На следующем экране скопируйте адрес назначения. (Примечание: для некоторых монет необходимо указывать тег/мемо, который является вашим Bybit ID.) Депозит уже в пути!

Внести депозит

Как вывести средства с Bybit

1. Во вкладке «Активы» нажмите «Вывод».

2. Выберите тип сети, из которой хотите выполнить вывод средств. 

3. Выберите адрес кошелька получателя, введите сумму и выведите средства.

Вывести средства

Заключение

В экосистеме блокчейнов, которая расширяется и ищет способы взаимодействия между блокчейнами, решения по масштабированию Arbitrum позволяют нам взглянуть на то, каким может быть будущее криптовалют и блокчейнов. Благодаря непревзойдённой скорости, встроенным протоколам безопасности и низким эксплуатационным расходам Arbitrum, варианты использования этого решения в DeFi всё больше становятся предметом нашего внимания.