Arbitrum是由Offchain Labs推出的以太坊第二层扩容方案（Layer 2），于2021年5月开始测试，并在8月底正式公开运行，随即成为所有Layer 2方案中总锁仓量（TVL, Total Value Locked ）最大的链。

Layer 2的两种技术方案

“Rollup”一如字面意思，有汇总和打包的意思，Rollup Protocol（汇总协议）是一种利用其它的运算设备，在链下进行大部分交易的运算后，再将结果传送至以太坊链上纪录下来，借此减少链上运算量，进而减少壅塞和手续费。

目前Layer 2的解决方案有两种不同的汇总技术类型，分别是Optimistic以及ZK。两种技术各有优势，但由于目前Optimistic技术能够更快地建置，因此目前Layer 2中TVL前两大的Arbitrum及Optimism都是采用Optimistic Rollup技术。

Optimistic Rollup 技术预设链上所有被提交的交易都是正确且无诈欺的（所以叫Optimistic “乐观”），除非有其他验证者在“挑战期”内提出质疑，若期间内没有人提出挑战，这笔交易就会送到以太坊上链，正式完成交易。一个特别的机制是验证者皆需要遵守“质押以太币（ETH）作为保证金”的制度，让验证者们诚实纪录并且不至于无的放矢乱挑战。

ZK rollup 使用特殊的密码学来为链上的每个区块做加密验证，如此一来就不需”乐观”地相信验证者，也能确认交易的正确性。 ZK rollup 技术虽能够实现更低的手续费且更加去中心化，但技术难度较高，也因此仍然还在发展当中。

Arbitrum的扩容技术运作机制，例如：

图中右下角为以太坊，Arbitrum 建立在以太坊之上，并利用以太坊来确保链上资料的安全性。

以太坊之上是 EthBridge，是一组用来管理 Arbitrum 链的以太坊合约，负责判定 Arbitrum 上的汇总协议是否正确运行。

在 EthBridge 上方的水平线标记为 AVM 结构。 EthBridge 为上方的各层所提供的是一个可以用来读取所有输入资料并产生后续输出的 Arbitrum 虚拟机程式。这是 Arbitrum 中最重要的介面，用来区分下方的L1与上方的Layer 2元件。

再往上一层是 ArbOS。这是一个由 Offchain Labs 编写的软体，角色类似于电脑或手机上的操作系统，在 Arbitrum 虚拟机上运行，并在 Arbitrum 链上执行智能合约，负责记录、控制资讯流和执行程序。

ArbOS 上方的水平线为 EVM 兼容性，因为 ArbOS 为提供了与以太坊虚拟机兼容的执行环境。因此适用于以太坊的EVM合约代码也可以直接发送给ArbOS，ArbOS 将加载合约并使其运作。

左下方是以太坊节点，上方是 Arbitrum 节点，支持与以太坊节点相同的 API，因此可以与现有的以太坊工具配合使用，例如，与以太坊兼容的钱包或工具都可以指向 Arbitrum 节点。如同在以太坊上一样，任何人都可以运行 Arbitrum 节点。

左上角是一般用户。用户可以使用钱包、dApp或其他工具与 Arbitrum 进行交互。由于 Arbitrum 节点支持与以太坊相同的 API，所以用户可以使用原本适用于以太坊的工具，开发人员也不需要重写他们的 dApp。

Arbitrum 二层网路优势

高度相容性

由于Arbitrum具备高度的EVM（以太坊虚拟机）兼容性，因此可以几乎无缝接轨原生于以太坊上的各种DeFi服务，如 Uniswap、Aave、Sushiswap、1inch、Balancer、Curve 等。对开发者来说也不需要多掌握一个程式语言，而是使用EVM上使用的 Solidity 和 Vyper 就可以立刻开始开发。

低廉的手续费

原本需要花费高昂手续费在以太坊上使用DeFi服务的使用者，可以直接改在Arbitrum上使用同样交易所的服务，并以同样的以太坊货币“以太币（ETH）”做为手续费支付单位，且非常低廉。也因为交易手续费比以太坊便宜许多，因此也吸引了许多NFT项目团队转而将专案建构在Arbitrum上，以更快速的交易速度和低廉的手续费吸引收藏者的目光。

两条主链

目前Arbitrum包含了两条独立的链，除了一开始的“Arbitrum One”链，Offchain Labs在2022年8月15日推出了另外一条独立的链“Arbitrum Nova”，使用AnyTrust技术并且专为游戏和社交两种应用情境所设计。

两条链最大的差别在于交易数据的存放区域设计以及手续费成本，理论上Arbitrum Nova的手续费会比Arbitrum One更低。

未来观察

去中心化衍生金融平台

以前如果要进行衍生性金融商品交易，只能到中心化交易所进行，近期在解决了几个关键性问题，如流动性、使用者数量、定价等问题后，开始出现几个热门的去中心化衍生性金融商品交易平台，如dYdX、GMX、Perpetual、Synthetix等，其中GMX即为建置在Arbitrum上的热门交易平台。

GMX除了提供去中心化永续合约交易外，也能够进行现货交易。 GMX前身为建置在币安链（BSC）上的Gambit，目前GMX则部署于 Arbitrum 和 Avalanche 区块链上。交易者可以在GMX上进行杠杆交易多种加密货币，也可以进行这些资产的现货交易。 2021 年9 月，GMX上线一周后，其交易量就突破一亿美元，成为DeFi后的热点去中心化衍生金融的热门平台，未来能否带领DeFi产业以及Arbitrum成为下一波加密货币的进化中心，值得持续观察。

原生代币

目前Arbitrum并没有发行自己的原生代币，而是使用以太币（ETH）作为交易手续支付代币，不过随着另一条同样使用Optimistic Rollup技术的Layer 2链 Optimism 在最近发行了原生代币$OP，让Arbitrum是否也会接着发币的话题再度成为焦点，值得持续密切追踪。

挑战期冗长

在前段中提到Arbitrum使用的Optimistic Rollup 技术预设所有被提交的交易都是正确的，除非有其他验证者在挑战期内提出质疑（挑战），而Arbitrum的挑战期为七天，也就是说所有的交易都需要等待七天后才会执行完成。举例来说：前段提到将某个加密货币从以太坊主网（L1）跨链转移到Arbitrum只需要十分钟，但是若从Arbitrum再转回以太坊主网则需要等七天后才会正式收到。

由于挑战期的设计使得许多需跨链的交易变得不够即时，导致影响使用者意愿，此痛点会是目前Arbitrum发展的最大障碍，目前仍待新的技术补强方案提出后才有办法解决。

结语

Layer 2作为以太坊的扩容解决方案，因为解决了其速度和昂贵的缺点而吸引了大众目光，但是以太坊将从PoW（Proof-of-Work）转型成PoS（Proof-of-Stake）共识机制可能带来的影响，以及ZK Rollup 技术的渐趋成熟，采用Optimistic Rollup技术的Arbitrum 仍需要留意如何持续保持技术优势并且获取开发者与使用者的青睐。