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F: Hallo! Wie lautet die Entscheidung?

Hallo! Arbitrum ist eine Technologiesuite, die zur Skalierung von Ethereum entwickelt wurde. Sie können Arbitrum-Ketten für alles verwenden, was Sie auf Ethereum tun – Web3-Apps verwenden, Smart Contracts bereitstellen usw., aber Ihre Transaktionen werden günstiger und schneller sein. Unser Flaggschiffprodukt – Arbitrum Rollup – ist ein optimistisches Rollup-Protokoll, das Sicherheit auf Ethereum-Niveau erbt.

F: Was, was ist „Ethereum“? Was ist ein „Smart Contract“? Wo bin ich?

Wenn Sie mit dem Ethereum-Ökosystem noch nicht vertraut sind, können Sie sich auf ethereum.org eine Einführung holen. Kommen Sie wieder, wenn Sie bereit sind, es gibt keine Eile.

F: Sie sagten, Arbitrum existiere, um Ethereum zu „skalieren“. Warum braucht Ethereum diese Hilfe? Stimmt etwas mit Ethereum nicht?

Ethereum ist großartig, aber für sich genommen ist es auch sehr begrenzt. Die Ethereum-Blockchain erlaubt nur etwa 20 bis 40 Transaktionen pro Sekunde (TPS) (insgesamt für alle Ethereum-Benutzer). Wenn das Limit erreicht ist, müssen Benutzer miteinander konkurrieren, um ihre Transaktionen aufzunehmen, was zu höheren Gebühren führt.

F: Warum hat Ethereum so niedrige TPS?

Dies war eine bewusste Entscheidung bei der Entwicklung von Ethereum. Ethereum erfordert, dass seine Knoten (Computer, auf denen die Ethereum-Software läuft) eine Möglichkeit haben, einen Konsens über den aktuellen Stand der Dinge zu erzielen. Dies geschieht, indem sie jede Transaktion in der Geschichte von Ethereum verarbeiten. Wenn Sie also jemals Ethereum verwendet haben, hat jeder vollständige Ethereum-Knoten eine Kopie Ihrer Transaktionen in seinem Blockchain-Ledger.

Eines der Prinzipien der Ethereum-Community als offenes, dezentrales Peer-to-Peer-System ist, dass es für jeden einigermaßen zugänglich sein sollte, einen Ethereum-Knoten zu betreiben und die Kette selbst zu validieren. Wenn es also zu teuer wird (hinsichtlich der Hardwareanforderungen/Rechenressourcen), untergräbt dies das grundlegende Ziel der Dezentralisierung. Die Kombination dieser beiden Faktoren – jeder Knoten muss jede Transaktion verarbeiten, und wir möchten, dass es relativ machbar ist, einen Knoten zu betreiben – bedeutet, dass der Transaktionsdurchsatz von Ethereum ziemlich niedrig gedeckelt werden muss.

F: Und Arbitrum Rollup behebt dieses Problem?

Arbitrum Rollup behebt dieses Problem! Die Grundidee ist folgende: Eine Arbitrum Rollup-Kette läuft als eine Art Untermodul innerhalb von Ethereum. Anders als bei regulären Ethereum-Transaktionen auf Ebene 1 („L1“) müssen Ethereum-Knoten nicht jede Arbitrum-Transaktion verarbeiten. Vielmehr vertritt Ethereum gegenüber Arbitrum eine „unschuldig bis die Schuld bewiesen ist“-Haltung. Ebene 1 geht zunächst „optimistisch davon aus“, dass die Aktivitäten auf Arbitrum den richtigen Regeln folgen. Wenn ein Verstoß auftritt (d. h. jemand behauptet „jetzt habe ich Ihr ganzes Geld“), kann dieser Anspruch auf L1 angefochten werden. Der Betrug wird nachgewiesen, der ungültige Anspruch wird ignoriert und die böswillige Partei wird finanziell bestraft.

Diese Fähigkeit, Betrug auf L1 zu beurteilen und nachzuweisen, ist das wichtigste und grundlegende Merkmal von Arbitrum und erklärt, wie und warum das System die Sicherheit von Ethereum erbt.

F: Wir können also Ethereum verwenden, um Betrug bei Arbitrum nachzuweisen; cool! Aber können wir im Falle eines Betrugs absolut sicher sein, dass wir ihn beweisen können?

Ja, das können wir tatsächlich. Hier kommt der „Rollup“-Teil ins Spiel. Die Daten, die in eine Arbitrum-Rollup-Kette eingespeist werden (d. h. die Transaktionsdaten des Benutzers), werden direkt auf Ethereum veröffentlicht. Solange Ethereum selbst sicher läuft, hat jeder Interessierte Einblick in das, was bei Arbitrum vor sich geht, und kann Betrug erkennen und nachweisen.

F: Wer macht diese Arbeit eigentlich (Betrugsprüfung, Betrugsnachweis usw.)?

Die Parteien, die den Zustand der Arbitrum-Kette auf L1 voranbringen – d. h. Behauptungen über den Zustand der Kette aufstellen, die Behauptungen anderer bestreiten usw. – werden Validatoren genannt. In der Praxis erwarten wir nicht, dass der durchschnittliche Arbitrum-Benutzer daran interessiert ist, einen Validator zu betreiben, genauso wie der durchschnittliche Ethereum-Benutzer normalerweise keinen eigenen Layer-1-Staking-Knoten betreibt. Die entscheidende Eigenschaft ist jedoch, dass dies jeder kann; um ein Arbitrum-Validator zu werden, ist keine besondere Erlaubnis erforderlich (sobald die Whitelist aufgehoben ist), sondern nur, dass ein Benutzer die Open-Source-Validator-Software ausführt (und Ether einsetzt, wenn/falls er Maßnahmen ergreifen muss).

Darüber hinaus bleibt die Kette sicher, solange es auch nur einen ehrlichen Prüfer gibt. Das heißt, es braucht nur einen nicht böswilligen Betrugsprüfer, um eine beliebige Anzahl böswilliger Unruhestifter zu fassen. Diese Eigenschaften zusammen machen das System „vertrauenswürdig“; Benutzer verlassen sich nicht auf eine speziell benannte Partei, um die Sicherheit ihrer Gelder zu gewährleisten.

F: Und wie genau wird „Betrug“ „nachgewiesen“? Klingt kompliziert.

Oh, so schlimm ist es nicht. Im Wesentlichen gilt: Wenn zwei Validierer unterschiedlicher Meinung sind, kann (höchstens) nur einer von ihnen die Wahrheit sagen. Bei einem Streit spielen die beiden Validierer ein interaktives Frage-und-Antwort-Spiel, bei dem sie ihren Streit auf einen einzigen Rechenschritt reduzieren (denken Sie an etwas Kleines und Einfaches, wie das Multiplizieren zweier Zahlen). Dieser eine Schritt wird auf L1 ausgeführt und wird zwangsläufig beweisen, dass die ehrliche Partei die Wahrheit gesagt hat. Eine ausführlichere Übersicht finden Sie hier.

F: Dieses Streitspiel dauert offensichtlich einige Zeit. Kommt es dadurch zu Verzögerungen bei den Transaktionen der Arbitrum-Benutzer?

Die einzige Verzögerung, die ein Benutzer spürt, ist das „Abheben“ – das Überweisen seiner Gelder von Arbitrum zurück zu Ethereum; wenn Benutzer direkt von Arbitrum zu Ethereum abheben, müssen sie normalerweise 1 Woche warten, bevor sie ihre Gelder auf L1 erhalten. Wenn Benutzer jedoch eine Fast-Bridge-Anwendung verwenden, können sie diese Verzögerungszeit vollständig umgehen (wahrscheinlich gegen eine geringe Gebühr). Alles andere, was ein Benutzer tut – d. h. das Einzahlen von Geldern von Ethereum auf Arbitrum oder die Verwendung einer auf einer Arbitrum-Kette bereitgestellten Dapp – verursacht diese Verzögerungszeit nicht.

F: Okay, also zurück zur Übersicht: Der Teil mit der „optimistischen Ausführung“ zeigt, wie und warum Arbitrum niedrige Gebühren anbieten kann, ja?

In erster Linie ist dies der Kernpunkt, aus dem die Einsparungen resultieren. Es gibt jedoch eine Reihe anderer Möglichkeiten, mit denen Arbitrum die Belastung von L1 verringert, was sich alles in niedrigeren Transaktionskosten für Endbenutzer niederschlägt. Zum einen werden Arbitrum-Transaktionen in Stapeln auf L1 übermittelt; normalerweise enthält ein einzelner Stapel (übermittelt in einer einzelnen L1-Transaktion) mehrere hundert L2-Transaktionen. Durch die Stapelverarbeitung werden die Gemeinkosten für die Interaktion mit L1 amortisiert und somit erhebliche Einsparungen gegenüber der gleichzeitigen Übermittlung einzelner Transaktionen erzielt. Darüber hinaus werden die Transaktionsdaten in komprimierter Form auf L1 übermittelt (und nur innerhalb der L2-Umgebung dekomprimiert), wodurch der L1-Fußabdruck der Transaktion weiter minimiert wird.

F: Was die Erfahrungen mit der Nutzung von Arbitrum betrifft: Sie sagten, dass es der Nutzung von Ethereum sehr ähnlich ist …

Ja, das haben wir ernst gemeint. Verschiedene Layer-2-Protokolle legen Wert auf unterschiedliche Dinge und optimieren diese. Bei Arbitrum stand die Kompatibilität mit Ethereum an erster Stelle. Das bedeutet, dass Benutzer Arbitrum mit all ihren bevorzugten Ethereum-Wallets verwenden können. Entwickler können Verträge mit all ihren bevorzugten Ethereum-Bibliotheken und -Tools erstellen und bereitstellen. Tatsächlich wird sich die Nutzung von Arbitrum die meiste Zeit identisch anfühlen wie die Nutzung von Ethereum (mit der wichtigen Ausnahme, dass es viel billiger und schneller ist).

Es wurde viel Entwicklungsarbeit geleistet, um dieses Maß an Ethereum-Kompatibilität zu erreichen. Aber im Kern: Arbitrum selbst verwendet einen Fork von Geth – der am weitesten verbreiteten Ethereum-Implementierung – mit Modifikationen, um es in eine vertrauenslose Schicht 2 umzuwandeln. Das bedeutet, dass der Großteil des in Arbitrum ausgeführten Codes mit dem in Ethereum ausgeführten Code identisch ist. Wir nennen diesen innovativen Ansatz Nitro (Entwickler können die Codebasis hier sehen).

F: Entwickler können also alles, was sie auf Ethereum tun, auf Arbitrum tun, schön! Aber können sie noch mehr tun?

Das können sie; die neueste Version des Arbitrum-Technologie-Stacks, Stylus genannt, behält Nitros Ethereum-Kompatibilität bei und fügt gleichzeitig leistungsstarke neue Funktionen hinzu, nämlich die Möglichkeit, hochleistungsfähige Smart Contracts in Programmiersprachen wie Rust, C++ und anderen zu schreiben. Stylus befindet sich derzeit im öffentlichen Testnetz; mehr darüber können Sie hier lesen.

F: Es klingt also, als wäre Arbitrum Rollup eine ideale Lösung, die sämtliche Skalierungsprobleme löst …?

Arbitrum Rollup ist wirklich großartig und cool; sein Design ist stark darauf ausgerichtet, jegliche Zentralisierung oder Vertrauensannahmen zu vermeiden, und es ist daher ein klarer, strikter Nettogewinn für das Ethereum-Ökosystem. Dezentralisierung hat jedoch ihren (buchstäblichen) Preis, und nicht alle Anwendungen und Benutzer wollen oder müssen diesen Preis unbedingt zahlen. Für Dapp-Anwendungsfälle mit unterschiedlichen Sicherheitsüberlegungen sind verschiedene Tools in der Arbitrum-Suite geeignet; d. h. Arbitrum AnyTrust-Ketten!

F: Was ist eine AnyTrust-Kette?

Eine Arbitrum AnyTrust-Kette hat nicht die gleichen Dezentralisierungs-/Vertrauenslosigkeits-/erlaubnisfreien Sicherheitsgarantien wie eine Rollup-Kette und kann daher niedrigere Gebühren anbieten. Rollup und AnyTrust sind sich in vielerlei Hinsicht ähnlich, haben jedoch einen wesentlichen Unterschied: Während bei Rollup alle Daten auf L1 gepostet werden (was es jedem ermöglicht, ohne Erlaubnis als Validierer beizutreten), werden die Daten bei AnyTrust außerhalb der Kette verwaltet. Im Falle einer Anfechtung kehrt eine AnyTrust-Kette in den „Rollup-Modus“ zurück; die Sicherheitsannahme hier ist, dass mindestens 2 der Ausschussmitglieder ehrlich sind (d. h. sie werden die Daten bereitstellen, wenn es nötig ist). Wenn die Daten im Happy/Common-Fall außerhalb der Kette gehalten werden, kann das System dem Benutzer deutlich niedrigere Gebühren in Rechnung stellen. Für Anwendungen, die einen hohen Transaktionsdurchsatz erfordern und nicht die vollständige Dezentralisierung benötigen, die Rollups bieten, könnte AnyTrust ein sinnvoller Kompromiss sein.

F: Es gibt also mehr als eine Arbitrum-Kette?

Ja! Die Tatsache, dass mehrere Ketten parallel laufen können, ist ein entscheidender Vorteil der Off-Chain-Skalierungstechnologie. Derzeit gibt es im Ethereum-Mainnet zwei Arbitrum-Ketten: eine Arbitrum-Rollup-Kette namens „Arbitrum One“ und eine AnyTrust-Kette namens „Nova“. Benutzer und Entwickler können auswählen, was ihren Sicherheits-/Transaktionskostenanforderungen entspricht.

Entwickler haben außerdem die Möglichkeit, ihre eigenen Arbitrum-Ketten zu starten, die auf einer Arbitrum-Schicht 2 laufen. Diese werden Orbit-Ketten genannt und Sie können hier mehr über sie lesen.

F: Wer trifft Entscheidungen über die Zukunft von Arbitrum One und Arbitrum Nova?

Die Ketten Arbitrum One und Nova sind Eigentum des Governance-Systems. Weitere Informationen finden Sie in den Arbitrum Governance-Dokumenten.