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一份Arbitrum浏览器的使用指南
2022.11.17
撰文：Mabrary
本文希望通过填补一些L2到L1之间的知识空缺，在使用Arbitrum浏览器的过程中，以链上数据的角度帮助大家了解Arbitrum网络。
我们假设读者具有一定对以太坊主网的认知（可参考成为链上数据分析师之路）
Intro
L1 → L2 → Rollup → Optimistic Rollup
为了解决网络拥堵问题，同时降低交易Gas费，出现了一系列以太坊二层网络（Layer2）方案：状态通道、侧链、Plasma和Rollup。其中，Rollups目前占据了绝对的市场份额，它将原始交易数据汇总（Rollup）并存放在以太坊Layer 1(L1)上，而成本高昂的执行和存储移至Layer 2(L2)。同时，为该批次交易生成“证明”，然后将这个证明发布在主网上。因此，Rollup的安全性由Layer 1保证，比侧链之类的其他解决方案更安全。
Rollups 主要分为 ZK-Rollups 和 Optimistic Rollups，二者的主要区别在于验证交易的方法，一个证明而另一个证伪。前者不依赖对任何网络参与者的信任，利用零知识证明的密码学方法证明交易的合法性（证明）。但由于其复杂的证明机制，仅限于简单的交易，且生成有效证明复杂且耗时长，市场份额较低。后者（Optimistic Rollups）顾名思义，假设所有新添加的Rollup都是真实的，除非在7天内网络用户提出异议（证伪）。拥有较高的交易处理效率，同时保证较高的安全性，是一种目前被市场认可的权衡方案。
我们这次的主角是占据市场份额超过50%的Arbitrum One。
Arbitrum工作机制
Arbitrum 的目的是解决交互式争议。因此 Arbitrum 命名指的是法律术语中的“仲裁员”，意为裁决争议的人。
Arbitrum L2与Ethereum L1之间有一套名为 EthBridge 的智能合约。EthBridge 一方面裁决 L2 链上的纠纷，另一方面监听L2链的收件箱和发件箱。以太坊L1上的 Arbitrum 收件箱合约（Inbox）是 Arbitrum 架构的重要组成部分，分为 Sequencer Inbox 和 Delayed Inbox。收件箱收集所有交易，并按照先到先得的原则进行排序。
Arbitrum虚拟机（AVM）读取L1链上的收件箱合约，并以即定的方式执行计算。ArbOS（Arbitrum Layer2的操作系统）则在AVM上运行，并执行Arbitrum L2链上的智能合约。
除了上述的重要组成部分，验证者是Arbitrum生态系统中的主要参与者。验证者是节点，观察Arbitrum Layer2上的活动并推进rollup链状态。注意，不是所有的节点都是验证者。验证Arbitrum链是完全无权需许可的。
为了方便阅读浏览器中的链上数据，我们需要了解Arbitrum交易的生命周期：
- 用户将交易发送至收件箱
- 对于L2上的原生DApp，用户可以通过钱包直接在L2提交交易
- 对于从L1向L2存款这样的操作，用户需要向Arbitrum在L1中的Delayed Inbox合约发送交易
- 验证者在收件箱中读取这些交易，并在L2执行
这些交易由AVM以先到先得的方式执行，输入排序器收件箱中的交易，进入Arbitrum L2执行过程。Arbitrum L2 上的验证者在收件箱中读取这些交易，并以确定性的方式一起执行它们。
- 排序器在L1提交用户的交易
Arbitrum 上的验证者将提出一个包含用户交易执行的Rollup块。一旦产生 rollup 块，将会有一个为期一周的争议挑战，直到交易在 Ethereum L1 上得到确认。
- 争议期后交易得到L1的最终确认
在一周的争议窗口之后，如果没有人对区块内交易的正确性提出异议，则该区块将由以太坊 Layer1 确认。
典型交易分析
了解Arbitrum的运行机制后，再来阅读浏览器中的数据将会无比通畅。
想要参与Arbitrum，享受到更低的手续费和更快的交易速度，第一步往往需要从以太坊主网向Arbitrum二层网络发送一定的资产（跨链）。可以是$ETH也可以是其他ERC-20或ERC-721等资产。
下面，我们会以Arbitrum中常见的两类操作——$ETH 和 $ERC-20 在L1/L2之间的存取款为例，为大家展示如何在浏览器中查询自己的交易信息。
$ETH在Arbitrum上的存款和取回
从以太坊主网向Arbitrum存入 $ETH 实际是一种跨链操作——在L1存入$ETH、L2负责记账，在链上主要分为三步：
1）L1：用户在L1向 Arbitrum 的 Delayed Inbox 合约发送一笔交易，来调用 depositEth(address destAddr) 函数。
2）L1：Inbox合约会将用户的 $ETH 存入Arbitrum的Bridge合约(0x831)保管
——对应生命周期中的第一步
在这笔交易的MessageDelivered事件存有用户在L2的“别名”地址（sender），稍后在L2中会由这个别名地址给用户(0xd13)的转移这笔$ETH.
L2别名 = L1_Contract_ Address + 0x1111000000000000000000000000000000001111
3）L2：大约十几分钟后，Arbitrum会将这笔 $ETH 发送到用户在L2的地址(0xd13)。用户可以稍后通过上述“L2别名地址”在OKLink Arbitrum浏览器中查询这笔跨链交易在L2中的情况。
——对交易应生命周期中的第二步
相反地，从L2取回 $ETH 到以太坊主网的操作，则是用户在L2向ArbSys（0x64）发送 $ETH 并调用 withdrawEth(address to) 方法，销毁L2上的 $ETH。
经过7天的挑战期后，用户地址通过调用 Arbitrum 在L1上 Outbox 合约的 executeTransaction 函数，将 Arbitrum Bridge 合约中的 $ETH 发送回用户地址。
——对交易应生命周期中的第四步
需要强调的一个重点是，从 Layer1 到 Layer2 的交易很快就会得到确认，类似于正常的以太坊 Layer1上的 交易。但是，对于从 Layer2 到 Layer1 的交易，在 Layer1 确认交易之前有 1 周的争议期。尽管以太坊链仅在 1 周争议期后才知道 rollup 块的正确性，但由于 Arbitrum 虚拟机的确定性，一旦交易进入收件箱合约，每个观察第 2 层的人都已经知道结果。
$USDC在Arbitrum上的存款和取回
要将ERC-20代币从以太坊主网跨到L2，主要由三类合约完成跨链操作：
- 资产合约：L1和L2上的ERC-20代币合约
- 网关合约：L1和L2上的真正负责跨链操作的合约
- 路由合约：L1和L2上负责接收用户请求，并提交到对应的网关合约
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将 $USDC 存入Arbitrum网络主要分为三步：
1）L1：向以太坊主网的Arbitrum L1GatewayRouter合约发送一笔交易，调用outboundTransfer 函数
2）L1：Router合约继而将需要发送的 ERC-20 代币（这里是$USDC）存至Arbitrum在L1中的Custom Gateway合约地址
3）L2：用户在L2上的别名地址会负责向Arbitrum L2中的 Custom Gateway 合约发送交易，调用 finalizeInboundTransfer 方法，在L2铸造代币发送给用户地址
从Arbitrum取回$USDC的流程和存入基本类似：用户先向L2GatewayRouter合约发起提款交易，经过过网关合约在L2->L1的通信（Retryable Tickets）后，由网关合约将L1上的代币发送给用户。
小结
本文从基本的Arbitrum运行机制入手，站在链上数据的角度分析了两类最常见的Ethereum-Arbitrum交易。希望可以为大家入门Arbitrum提供帮助～
