آربیتروم چیست، ترکیب ارزهای دیجیتالی و قراردادهای هوشمند، یک زوج طبیعی را به وجود آورده است. رمزارزها برای طرفین مبادله این امکان را ایجاد می‌­کند که با استفاده از ویژگی­‌هایی مثل رمزنگاری، پروتکل توزیع دیتا و مشوق­‌های در نظر گرفته شده، مبادلات خود را به صورت مستقیم (بدون واسطه) انجام دهند. با استفاده از قراردادهای هوشمند می­‌توان واسطه­‌های مجازی ایجاد کرد. این برنامه­‌ها بر اساس قواعد مورد توافق طرفین، پروتکل­‌های چند منظوره و پیچیده‌­ای را با ریسک بسیار پائین به وجود می‌­آورند. با راه‌اندازی یک قرارداد هوشمند بر روی بلاکچین یک رمزارز، می­‌توان شرایط مالی را در داخل قرارداد از پیش تعیین کرده و برای متخلفین جریمه در نظر گرفت. ضمانت اجرای این قرارداد به مکانیزم اجماع (مورد استفاده در یک رمزارز/ پروتکل) وابسته خواهد بود.

اتریوم و مسئله مقیاس‌­پذیری

اتریوم اولین سیستم کامل تورینگ برای قراردادهای هوشمند بود. البته، بلاکچین اتریوم با مشکل مقیاس­‌پذیری و حریم خصوصی روبرو است. این سیستم تمام ماینرها را وادار می­‌کند که هر قدمی را در هر قرارداد دنبال کنند. این کار پر هزینه بوده و باعث کاهش شدید مقیاس‌­پذیری می­‌شود. همچنین برای این کار تمام اطلاعات قرارداد باید در معرض عموم (پابلیک) باشد. این مسئله نیز با چالش­‌های حریم خصوصی همراه بوده و هزینه‌­های مربوط به خود را دارد. اتریوم یک پلتفرم محبوب است که نرم‌­افزارهای نامتمرکز را توسعه می‌­دهد. اما استفاده زیاد از این شبکه در سال جاری، باعث شد که کاربران با محدودیت­‌های اتریوم مواجه شوند. هزینه تراکش­‌های اتریوم به بالاترین حد خود رسیده و این موضوع، خود باعث ایجاد ترافیک شدید در مسیر ایجاد بلاک شده است. برخی معتقدند که بهترین راه برای حل مشکل مقیاس‌­پذیری اتروم ارائه آپگریت­‌های آن­چین است؛ در حالی که برخی دیگر برای حل این مشکل به رویکرد لایه دوم روی آورده‌­اند. در بین این رویکردهای متفاوت، راهکار آربیتروم (Arbitrum) به خاطر طرح یک ایده منحصر به فرد و جذاب، با استقبال زیادی روبرو شده است.

آربیتروم (Arbitrum) چیست؟

آربیتروم یک راهکار لایه دوم برای ارتقاء ظرفیت قراردادهای هوشمند در شبکه اتریوم است. استفاده از آربیتروم سرعت و مقیاس تراکنش‌­ها را افزایش داده و ویژگی­‌های حریم خصوصی را بهبود می‌­بخشد. این پلتفرم برای ایجاد قراردادهای تعریف نشده در ماشین مجازی اتریوم طراحی شده است که تراکنش­‌های اتریوم را در لایه دوم پردازش می­‌کند. همچنین آربیتروم از قابلیت امنیت موجود در لایه اول اتریوم برخوردار است. این پلتفرم برای حل نواقصی مثل کارایی ضعیف و هزینه­‌های زیاد در اجرای قراردادهای هوشمند اتریوم به وجود آمده است. آربیتروم از تکنیکی به نام rollup برای ثبت تراکنش‌­ها به صورت گروهی، در شبکه اصلی اتریوم بهره می­‌برد. این تراکنش‌­های ارزان و مقیاس‌­پذیر در لایه دوم شبکه اصلی اتریوم (به عنوان یک زنجیره جانبی) اجرا می‌­شوند و از توان شبکه اتریوم برای کسب اطمینان از نتیجه به دست آمده، استفاده می­‌کند. این پروسه باعث کاهش توان مصرفی و تخلیه فضای ذخیره سازی اتریوم می‌­شود که در حال حاضر به عنوان یک مشکل جدی مطرح است. هم‌چنین با استفاده از ویژگی‌­های لایه دوم، بر قدرت نرم­‌افزارهای نامتمرکز افزوده خواهد شد.

تفاوت آربیتروم و اتریوم

آربیتروم یک سیستم رمزارزی­ست که از قراردادهای هوشمند، پشتیبانی می­‌کند. برخلاف اتریوم، سیستم Arbitrum با مشکلاتی مثل مقیاس‌­پذیری و فاش شدن دیتای حریم خصوصی روبرو نیست. آربیتروم هم مثل اتریوم امکان ایجاد قراردادهای هوشمند را با استفاده از کد به وجود می‌­آورد. این کدها رفتار ماشین مجازی (VM) را تعیین می‌­کنند که در واقع پیاده‌­سازی قراردادها است. آربیتروم از مکانیزمی برخوردار است که جهت استفاده از ویژگی آف­چین (off-chain) طراحی شده و از این بابت برای طرفین قرارداد مشوق در نظر گرفته شده است. بنابراین ماینرهای آربیتروم برای پذیرفتن توافقات آف­چین، تنها می­‌بایست امضاهای دیجیتالی را تایید کنند. در صورتی که امکان اجرای توافق آف­چین به شکل ناشناس ممکن نباشد، Arbitrum شرایط استفاده از ماشین مجازی به صورت آن­چین را برای طرفین مورد اعتماد، فراهم می­‌کند. اگر یکی از طرفین صادقانه رفتار نکند (مثلا گزارش نادرستی از رفتار ماشین مجازی ارسال کند)، ماینرها این عملکرد را تشخیص داده و آن را گزارش می­‌کنند. سپس با استفاده از یک پروتکل چالش‌­برانگیز(که توسط ماشین مجازی آربیتروم مورد استفاده قرار می­‌گیرد)، برای فرد خاطی جریمه در نظر گرفته خواهد شد. استفاده از چنین رویکردی در یک سیستم آف­چین، ویژگی­‌های مقیاس‌­پذیری و حریم خصوصی را تا حد زیادی بهبود خواهد بخشید.

لایه دوم چیست؟

همانطور که پیداست، پروتکل­ لایه دوم، نوعی زیرساخت است که بر روی پلتفرم یک بلاکچین دیگر (لایه اول) به وجود می‌­آید. پلتفرم­‌های ایجاد شده در لایه دوم، عملکردهای لایه اول (مثل ارتقاء مقیاس‌­پذیری و افزایش ظرفیت در قراردادهای هوشمند) را بهبود می‌­بخشند.

تیم آربیتروم و شرکای استراتژیک

در حال حاضر یک کمپانی نیویورکی به نام Offchain Labs، محصول آربیتروم را به همراه برنامه­‌های کاملی (پکیجی) از راهکارهای ارائه شده برای حل مشکل مقیاس‌­پذیری، به وجود آورده است. ایده Offchain Labs با همکاری Ed Felten، Steven Goldfeder و Harry Kalodner شکل گرفت. هر سه نفر از دانشگاه پرینستون و از کارشناسان علاقه‌­مند به حوزه رمزارزها هستند. برای تسهیل استفاده از شبکه جدید توسط توسعه دهندگان، Offchain Labs همکاری خود را با Alchemy و Dapper Labs آغاز کرد. بر اساس اطلاعات کوین­‌مارکت­‌کپ، تراکنش‌­های آن­چین در شبکه Alchemy به بیش از ۳۰ میلیارد دلار رسید. این شبکه همچنین با Dapper، OpenSea، Aave و بسیاری از پلتفرم‌­های دیگر همکاری می­‌کند.

نحوه کار آربیتروم

آربیتروم از یک تکنولوژی به نام optimistic rollup برخوردار است. این تکنولوژی با تبادل پیام بین قراردادهای هوشمند اتریوم (در لایه اول) و آربیتروم (در لایه دوم)، باعث افزایش مقیاس‌­پذیری در شبکه اصلی اتریوم می‌­شود. اغلب تراکنش‌­ها در لایه دوم تکمیل شده و نتیجه نهایی، در شبکه اصلی ثبت می­‌شود. با استفاده از این روش، کارایی و سرعت تا حد زیادی افزایش می‌­یابد. واژه optimistic در اینجا به معنای امکان ارسال بلاک و تایید آن توسط ماینرها است و واژه rollup به نحوه استفاده از اطلاعات انتشار یافته برای تکمیل تاریخچه ثبت شده در شبکه اشاره دارد. کدهای موجود در پروتکل آربیتروم، تا زمانی که ماینرها صادقانه رفتار کنند، به درستی عمل خواهد کرد. این موضوع باعث کاهش خطر حملات احتمالی خواهد شد.

مانند بسیاری از بلاکچین­‌های دیگر، نودها قادر به انتخاب زنجیره آربیتروم خواهند بود. نودهای ماینر، می­‌توانند جزئیات زنجیره را مشاهده کنند و فول نودها در فرآیند جمع­‌آوری تراکنش­‌های لایه اول مشارکت می‌­کنند. در نهایت پاداش ETH، به aggregator هایی می‌­رسد که تراکنش‌­ها را در زنجیره لایه اول ثبت می‌­کنند. باقیمانده هزینه‌­ای که کاربران بابت تراکنش پرداخت کرده‌­اند، بین سایر مشارکت­‌کننده­‌ها (مثل validator ها) تقسیم می­‌شود.

آربیتروم یک چالش برای بلاک‌­های rollup معرفی کرده است که بر اساس آن صحت عملکرد validator ها بررسی می­‌شود. در صورتی که validator ها اطلاعات یک بلاک را اشتباه ارزیابی کنند، چالش مذکور کار خود را آغاز می­‌کند. اگر مشخص شود که اطلاعات بلاک تایید شده اشتباه است و یا اینکه چالش با موفقیت انجام نشود، دارایی استیک شده در حساب validator از بین می­‌رود. به این ترتیب می­‌توان از صحت عملکرد validator و عواقب ناشی از عدم عملکرد منصفانه، اطمینان حاصل کرد.

این پلتفرم از ماشین مجازی اختصاصی خود با نام  Arbitrum Virtual Machine (AVM) بهره­‌مند است. اما ماشین مجازی اختصاصی آربیتروم چیست؟ این بخش، مکانی برای اجرای قراردادهای هوشمند بر روی EthBridge (مجموعه­‌ای از قراردادهای هوشمند که در زنجیره آربیتروم وجود دارد) است. قراردادهای هوشمند اتریوم به صورت اتوماتیک با AVM ارتباط برقرار کرده و توسط این ماشین مجازی ترجمه می­‌شود.

تکنولوژی rollup

تکنولوژی rollup در آربیتروم چیست؟ همانطور که گفته شد، آربیتروم یک optimistic rollup است که این رویکرد خوش‌بینانه به معنای کمترین میزان ممکن از بررسی دیتا، در مراحل اولیه انتشار دیتا است. این قابلیت باعث افزایش سرعت می­‌شود. هرچند هر کاربری می‌­تواند آپدیت­‌های ارائه شده را به عنوان یک دیتای نامعتبر و تقلبی اعلام و افشا کند. زمانی که آپدیت­‌ها بازبینی می­‌شود افراد متخلف بر اساس پروتکل جریمه خواهند شد. تکنولوژی Rollup یک راهکار کلیدی برای اپلیکیشن­‌های اتریوم است. یک Rollup در واقع یک زنجیره جانبی متشکل از تراکنش‌­ها­ست که به شکل قرارداد هوشمند در زمان معینی در شبکه اصلی قرار داده خواهد شد. واژه Rollup به نحوه قرار گرفتن تراکنش‌­ها در زنجیره اصلی اطلاق می­‌شود.

آربیتروم از سال ۲۰۱۸ تاکنون، اولین قرارداد هوشمندی­ست که از راهکار لایه دوم در شبکه اتریوم به نام Rollup استفاده کرده است. این پروژه برای کسب موفقیت و پذیرش توسط پروژه‌­های زیرساخت و اپلیکیشن‌­های نامتمرکز، همکاری خود را با توسعه دهندگان Alchemy آغاز کرد. این پروژه تنها پلتفرمی­ست که قراردادهای اتریوم را در سطح bytecode  (بدون نیاز به کد نویسی) ارائه می‌­کند.

ویژگی­‌های آربیتروم چیست؟

این پروژه یک بستر آسان و کاربردی برای توسعه دهندگان قراردادهای هوشمندی­ست که برای مقیاس‌­پذیری اتریوم طراحی شده‌­اند. البته این تنها پلتفرمی نیست که برای حل مشکلات موجود در بلاکچین اتریوم به وجود آمده­ است. دلیل استفاده از این پلتفرم داشتن ویژگی­‌هایی­ست که تنها مخصوص Arbitrum است. این ویژگی‌­ها شامل موارد زیر می­‌شوند.

– مطابقت با ماشین مجازی اتریوم (EVM)
– ارتقاء ابزارهای توسعه
– هزینه­‌های اندک
– راه‌­اندازی منصفانه
– برخورداری از اکوسیستم پیشرفته

مطابقت با ماشین مجازی اتریوم (EVM)

آربیتروم یکی از تطبیق‌­پذیرترین پلتفرم‌­های موجود، با ماشین مجازی اتریوم است. میزان مطابقت‌­پذیری آربیتروم با EVM در سطح bytecode (پردازنده‌­های سخت‌­افزاری) و سایر زبان­‌ها مثل Solidity و Vyper است. این مسئله کار با آربیتروم را بسیار ساده کرده است. زیرا توسعه دهندگان نیازی به یادگیری زبان جدید و کد نویسی برای ایجاد یک برنامه در آربیتروم نخواهند داشت.

ارتقاء ابزارهای توسعه

موانع ورود و استفاده از لایه دوم در این پلتفرم، توسط تیم آربیتروم (Arbitrum) به حداقل رسیده است. به همین دلیل ابزارهای کاملی از این سیستم در اختیار توسعه­‌دهنده قرار می‌­گیرد. همچنین امکان استفاده از این ابزار در اتریوم نیز وجود داشته و به دانلود برنامه­‌های خاصی  مثل پلاگین یا کامپایلر و … در این پلتفرم نیازی نیست.

هزینه­‌های اندک

آربیتروم (Arbitrum) به عنوان یک پروتکل لایه ۲، نه تنها پردازش تعداد زیادی از تراکنش­‌ها را ممکن می­‌سازد بلکه هم­زمان هزینه‌­های مربوط به تراکنش را کاهش می‌دهد. به لطف برخورداری از تکنولوژی rollup، هزینه­ تراکنش‌­های آربیتروم معادل با کسری از هزینه­‌های مربوط به اتریوم خواهد بود. با این حال، مشوق کافی برای فعالیت validator ها وجود خواهد داشت.

راه‌­اندازی منصفانه

آربیتروم از اکتبر تا کنون، چندین بار در تست­نت مورد بررسی قرار گرفته و در حال حاضر شبکه اصلی آن در اختیار توسعه­‌دهندگان قرار گرفته است. برخلاف بسیاری از پلتفرم‌­های لایه دوم، Arbitrum تا کنون هیچ توکنی ارائه نکرده است. در همین حال، قبل از ارائه پلتفرم آربیتروم به عموم، توسعه‌­دهندگان زمان کافی برای بررسی این برنامه در اختیار خواهند داشت. قبل از راه­‌اندازی Arbitrum One، این پلتفرم به مدت دو هفته در اختیار ۲۵۰ توسعه­‌دهنده قرار داده شده است.

برخورداری از اکوسیستم پیشرفته

اگر می‌پرسید منظور از اکوسیستم‌های پیشرفته در آربیتروم چیست باید بگوییم آربیتروم در حال حاضر با پروژه­‌های زیرساختی (نرم­‌افزارهای نامتمرکز اتریوم) زیادی همکاری می­‌کند. از آن جمله می‌­توان به Uniswap، DODO، Sushi و بسیاری از برنامه­‌های دیگر اشاره کرد.

بیشتر بخوانید

اتریوم چیست؟ چگونه اتریوم بخریم؟

هزینه زیاد و سرعت کم در تراکنش­‌ها، از اساسی­‌ترین مشکلات توسعه­‌دهندگان و کاربران بلاکچین اتریوم است. تکنولوژی لایه دوم Arbitrum، راهکار مناسبی برای حل این مسائل ارائه داده است.

حالا متوجه شدید آربیتروم چیست و می‌دانید که آربیتروم (Arbitrum) از سطح بالایی از قابلیت همکاری داخلی با اتریوم برخوردار است به همین دلیل توسعه‌دهندگان به راحتی می­‌توانند از ویژگی کراس‌­کامپایل برای راه‌­اندازی قراردادهای خود در Arbitrum استفاده نمایند. این سطح از امکانات با ترکیبی از ویژگی­‌های منحصر به فرد مثل مشوق‌­ها، طراحی پروتکل شبکه و ساختار ماشین مجازی میسر شده است. پلتفرم آربیتروم از سه بخش channels، sidechains و rollup تشکیل شده است. این یک پلتفرم رمزارزی در لایه دوم است که استفاده از آن باعث افزایش سرعت، مقیاس‌­پذیری و سطح حریم خصوصی در قراردادهای هوشمند می­‌شود. هدف نهایی آربیتروم این است که به عنوان پلتفرم پیش­فرض لایه دوم در شبکه اتریوم، شناخته شده و مورد استفاده قرار گیرد.

منابع

https://arbitrum.io/

https://github.com/OffchainLabs/arbitrum

https://coinmarketcap.com/alexandria/article/what-is-arbitrum

https://www.usenix.org/conference/usenixsecurity18/presentation/kalodner