金色觀察｜簡析Arbitrum Rollup虛擬機的設計原理_RUM

Arbitrum和Optimism是以太坊Layer2擴容的主要項目，因為兩者是以Rollup為技術核心實現的二層擴容，符合以太坊未來發展方向。

但面對未來豐富的生態應用預期，需要一個虛擬機來實現可編輯能力。因為Rollp的技術核心，卻讓這個方向成為一個實現略難的技術需求，目前兩者也限于虛擬機并不成熟。使得在這一層的可編輯能力有所限制。

今天本文中，我們將摘錄資料來了解Arbitrum網絡的虛擬機設計原理。

AVM設計的起點是基于以太坊虛擬機(EVM)，因為Arbitrum目標是高效地執行為EVM編寫或編譯的程序，所以Arbitrum并未更改EVM設計的絕大部分。例如，AVM采用EVM的數據類型以及對EVM整數進行的操作指令等。

英國FCA執行董事：財政部未來可能決定對海外加密公司引入對等的注冊制度:金色財經報道，英國金融行為監管局（FCA）執行董事 Sarah Pritchard 在倫敦城市周會議上表示，計劃加強對加密營銷的監管，規則將在立法提出后公布，一旦政府立法公司將有 4 個月的時間整改。此外，FCA 一直與政府密切合作，制定監管可用于支付的穩定幣的提案，并就更廣泛的加密資產制度的監管進行磋商，公眾可于 4 月 30 日前發表意見。未來，財政部也可能決定對海外加密公司引入對等的注冊制度。Sarah Pritchard 稱，希望獲得行業的意見，以確保為加密資產制定正確的未管制度。[2023/4/26 14:26:56]

這樣看來，AVM和EVM之間的差異源于Arbitrum的layer2需求和Arbitrum的多輪挑戰協議。

聯想將與百度合作推出元宇宙網際展示空間“想世界”:金色財經報道，2022年聯想創新科技大會于今日舉辦。在本次大會上，聯想集團董事長兼CEO楊元慶表示，聯想正將虛擬現實技術在行業場景落地。在教育教研方面，聯想打造新一代混合增強學習空間，模糊物理教學環境與數字教學內容的邊界，開創新型教學模式。在設備運維方面，聯想將AR遠程運維專家方案引入到海南航空的飛機維修工作中。此外，聯想正在與酒店行業客戶展開聯合創新，探索數字虛擬人在酒店接待場景中的應用。在圍繞虛實空間的創新中，楊元慶宣布重要合作伙伴“百度”，同時將推出全新的元宇宙網際展示空間“想世界”，聯想官網、聯想未來中心等關鍵客戶交互平臺將率先“元宇宙化”，并入駐百度希壤。[2022/11/9 12:37:42]

執行與證明

Coinbase Cloud支持以太坊上的客戶端多樣性:6月1日消息，Coinbase Cloud宣布正致力于支持以太坊上的客戶端多樣性，完成了Lighthouse遠程簽名者的工作，通過高水印軟件提供雙重簽名保護。目前，Coinbase Cloud驗證器大致均勻地分布在Lighthouse和Prysm中。Coinbase零售現在有65%的驗證者來自非Prysm客戶，短期內將探索對其他共識和執行客戶端、驗證器評級和分布式驗證器技術的支持。[2022/6/1 3:55:10]

與EVM架構不同，Arbitrum需要支持本地執行和受信證明。基于EVM的系統通過重新執行有爭議的代碼來解決爭議，而Arbitrum依賴于形成最終證明的挑戰協議解決爭議。

Arbitrum希望在本地可信環境中針對速度做優化執行，因為本地執行是常見情況。系統很少需要證明，但需要一直保持準備證明的狀態。

操作系統

Arbitrum使用2層操作系統ArbOS。ArbOS控制單獨合約的執行，以將它們彼此隔離并跟蹤它們的資源使用情況。

此外，上面這些功能是執行在2層的可信軟件中，而不是像以太坊那樣將可信添加到的1層網絡搭建的強制規則中，這樣參與者都會從2層較低的計算和存儲成本中受益，而不是必須將這些資源成本作為1層EthBridge合約的一部分進行管理，增加成本。

Merkleize

任何依賴斷言和爭議解決的2層協議都必須定義一個規則，用于對虛擬機的完整狀態進行Merkle哈希。該規則必須是架構定義的一部分，因為它依賴于解決爭議。

維護的Merkle哈希在需要重新計算時也需要保持有效。這會帶來一些構建內存的影響。任何大型且可變的存儲結構對于Merkleize來說都是較貴的，并且Merkleize的算法必須是架構規范的一部分。

AVM架構通過只有大小有限、不可變的內存對象來應對這一需求，這些對象可以通過引用包含其他元組。元組不能就地修改，但有一條指令可以復制帶有修改的元組。這允許構建樹結構，其行為類似于大型平面存儲器。通過訪問在內部使用元組的庫，應用程序可以使用諸如大型平面數組、鍵值存儲等功能。

元組的語義使得創建元組的循環結構變得不可能，因此AVM實現可以通過使用引用計數的、不可變的結構來安全地管理元組。每個元組值的哈希只需要計算一次，因為內容是不可變的。

代碼點

代碼的常規組織是存儲指令的線性陣列，并需要保持指向下一條指令的程序計數器。使用這種傳統方法，證明執行指令需要對數時間和空間，因為必須提供Merkle證明來證明當前PC下的指令。

AVM使用這種傳統的執行方法，但它增加了一個功能，使證明和證明檢查需要恒定的時間和空間。出于證明目的，“程序計數器”被替換為“當前代碼點哈希”值，它是機器狀態的一部分。

在正常執行中，實現通常只使用傳統架構上的PC值。但是，當需要證明時，證明者可以使用查找表來獲取與任何相關PC對應的代碼點哈希值。

來源：金色財經

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