PTI:詳解Layer 2擴展解決方案Optimism是如何工作的_MarsMission

Optimism是一個快速、穩定、可擴展和低成本的以太坊Layer2區塊鏈。這意味著它在以太坊區塊鏈之上運行，以幫助緩解擁塞，進而降低交易成本和處理時間。作為現有以太坊軟件的最小擴展，Optimism的EVM-equivalent架構可以擴展以太坊應用程序。如果它能在以太坊上工作，它也能在Optimism上工作，成本只有以太坊的一小部分。

Optimism采用OptimismRollups技術，可以將大量交易數據“匯總”成以太坊上的一批數據，從而只收取一筆交易費用。這樣，交易的處理速度更快、成本更低，同時依賴于以太坊的安全性。

Optimism設計理念

簡單性

Optimism旨在為其提供的功能集盡可能簡單。理想情況下，Optimism應該由安全、可擴展和靈活的L2系統所需的最少數量的活動部件組成。這種簡單性使Optimism的設計與其他更復雜的L2結構相比具有許多顯著優勢。

簡單性降低了工程開銷，這反過來意味著可以將時間更多的花在新功能上，而不是重新創建現有功能。Optimism更喜歡盡可能使用現有的經過實戰考驗的以太坊代碼和基礎設施。這種理念在實踐中最明顯的例子是選擇使用Geth作為Optimism的客戶端軟件。在處理關鍵基礎設施時，簡單性也是安全性。一個簡單的協議意味著要編寫的代碼更少，因此潛在的錯誤也更少。外部貢獻者和審計員也更容易訪問干凈且最小的代碼庫。所有這些都有助于最大限度地提高Optimism協議的安全性和正確性。

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簡單性對于Optimism的長期愿景也很重要。通過限制在以太坊工具之上編寫的代碼量，能夠將大部分時間直接用于現有代碼庫。Optimism也可以直接使以太坊受益，反之亦然。隨著Optimism協議的鞏固和現有資源可以重新定向到核心以太坊基礎設施，這只會變得更加明顯。

實用性

Optimism背后的設計過程最終是由實用性驅動的。Optimism核心團隊有現實世界的限制，建立在Optimism之上的項目有現實世界的需求，而參與Optimism的用戶有現實世界的問題。Optimism的設計理念優先考慮用戶和開發人員的需求，而不是理論的完美。Optimism是迭代開發的，并努力不斷地從用戶那里獲取反饋。當前許多核心Optimism特性（如EVMEquivalence)都是通過這種迭代的協議開發方法才得以實現的。

可持續性

應用程序開發人員需要確保他們所構建的平臺在很長一段時間內不僅可以運行而且具有競爭力。Optimism的設計過程是圍繞長期可持續性的理念構建的，而不是走捷徑來實現可擴展性。歸根結底，如果沒有維持它的生態系統，可擴展系統就毫無意義。

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樂觀

對以太坊愿景的樂觀態度使這個項目不斷向前發展。盡管Optimism看起來像一個獨立的區塊鏈，但它最終被設計為以太坊的擴展。Optimism盡可能接近以太坊，不僅是出于務實的原因，還因為Optimism的存在使以太坊能夠成功。

OptimisticRollups

Optimism采用optimisticRollups技術，可以將大量交易數據“匯總”成以太坊上的一批數據，從而只收取一筆交易費用。這樣，交易的處理速度更快、成本更低，同時依賴于以太坊的安全性。我們將簡要解釋OptimisticRollups如何在高層次上工作。然后我們將解釋為什么Optimism被構建為OptimisticRollups，以及為什么我們認為它是解決我們所有設計目標的系統的最佳選擇。

Optimism是一種“OptimisticRollup”，它基本上只是描述區塊鏈的一種花哨方式，它依賴于另一個“父”區塊鏈的安全性。具體來說，OptimisticRollups利用其父鏈的共識機制，而不是提供自己的。在Optimism的使用中，這個父區塊鏈是以太坊。

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區塊存儲

所有Optimism區塊都存儲在以太坊上的一個特殊智能合約中，稱為CanonicalTransactionChain。Optimism區塊保存在CTC內的一個僅附加列表中。這個僅附加列表形成了Optimism區塊鏈。

CanonicalTransactionChain包含了一些代碼，用于保證現有的區塊列表不能被新的以太坊交易修改。但是，如果以太坊區塊鏈本身進行了重組，并且改變了過去以太坊交易的順序，這一保證就會被打破。Optimism主網被配置為能夠抵抗多達50個以太坊區塊的區塊重組。如果以太坊經歷了比這更大的重組，Optimism也會重組。

當然，不經歷這種重大的區塊重組是以太坊的一個關鍵安全目標。因此，只要以太坊的共識機制是安全的，就可以避免大規模的區塊重組。正是通過這種關系，Optimism從以太坊中獲得了它的安全性。

區塊生產

加拿大安大略省證券委員會對交易所Bybit和KuCoin采取執法行動:金色財經報道，加拿大安大略省證券委員會 (OSC) 周三宣布，對加密貨幣交易所Bybit和KuCoin采取了執法行動，因為它們未能遵守加拿大安大略省的證券法。Bybit與監管機構達成和解協議，向OSC支付了近250萬加元（190萬美元）的罰款，并同意與該機構合作以正確注冊。與此同時，Bybit不再接受安大略省客戶的新賬戶或在該省推廣其服務。

而KuCoin被指控不配合OSC的調查，這家總部位于塞舌爾的交易所被永久禁止參與安大略省資本市場。OSC還對該交易所處以200萬加元（150萬美元）的罰款，以及近100,000 加元（77,000 美元）的調查相關費用。OSC執法官員Jeff Kehoe表示，想要在安大略省運營的外國加密資產交易平臺必須遵守規則，否則將面臨執法行動。今天宣布的結果應該清楚地表明我們拒絕容忍不遵守安大略省證券法的行為。[2022/6/23 1:25:40]

Optimism區塊生產主要由單方管理，稱為sequencer，它通過提供以下服務來幫助網絡：

提供即時交易確認和狀態更新。

構建和執行L2區塊。

向L1提交用戶交易。

sequencer沒有內存池，交易會按照收到的順序立即被接受或拒絕。當用戶將他們的交易發送給sequencer時，它會檢查交易是否有效，然后將交易作為待處理區塊應用到其本地狀態。這些待處理的區塊會定期大批量提交給以太坊進行最終確定。這種分批處理過程通過將固定成本分攤到給定批次內的所有交易中來顯著降低整體交易費用。sequencer還應用了一些基本的壓縮技術，以盡量減少發布到以太坊的數據量。

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因為sequencer被賦予了對L2鏈的優先寫入訪問權限，所以當它決定了一個新的待處理區塊，sequencer可以提供一個強有力的保證來確定什么狀態將被最終確定。換句話說，確切地知道交易的影響是什么。結果，L2狀態可以非常迅速地可靠地更新。這樣做的好處包括快速、即時的用戶體驗，例如近乎實時的Uniswap價格更新。

或者，用戶可以完全跳過sequencer，通過以太坊交易直接將他們的交易提交到

CanonicalTransactionChain。這通常更昂貴，因為提交此交易的固定成本完全由用戶支付，并且不會分攤到許多不同的交易中。但是，這種可選的提交方法的優點是可以抵抗序列器的審查。即使sequencer正在積極審查用戶，用戶也始終可以繼續在Optimism上發送交易。

為了讓用戶能夠以抗審查的方式執行提款，匯總必須允許參與者以去信任的方式將交易結果發布到以太坊。目前，Optimism基金會是唯一能夠在分散“結果提案”角色時發布交易結果的實體。雖然不是Optimism獨有的，但在使用系統時了解這些安全屬性是值得的。未經許可的結果發布應與Cannon的生產版本一起引入故障證明系統。

區塊執行

以太坊節點從以太坊的p2p網絡下載區塊。Optimism節點直接從CanonicalTransactionChain合約中僅附加的區塊列表中下載區塊。

Optimism節點由兩個主要組件組成，即以太坊數據索引器和Optimism客戶端軟件。以太坊數據索引器，也稱為“數據傳輸層”，從發布到CanonicalTransactionChain合約的區塊中重構Optimism區塊鏈。

DTL搜索由CanonicalTransactionChain表明新的Optimism塊已發布的信號發出的事件。然后它檢查發出這些事件的交易，以標準以太坊塊格式重建已發布的區塊。

Optimism節點的第二部分，Optimism客戶端軟件，是一個幾乎完全是原版的Geth。這意味著Optimism在本質上與以太坊幾乎相同。特別是Optimism共享同一個以太坊虛擬機，相同的賬戶和狀態結構，以及相同的gas計量機制和收費表。我們將此架構稱為“EVM等效”，這意味著大多數以太坊工具“只適用于”Optimism。

Optimism客戶端軟件持續監控新索引塊的DTL。當一個新塊被索引時，客戶端軟件將下載它并執行其中包含的交易。在Optimism上執行交易的過程與在以太坊上相同：我們加載Optimism狀態，針對該狀態應用交易，然后記錄由此產生的狀態變化。然后對DTL索引的每個新塊重復此過程。

ETH）從以太坊存入Optimism，并允許將相同的資產從Optimism提取回以太坊。

標準橋由兩個主要合約組成L1StandardBridge和L2StandardBridge。

Deposits

存入ERC20

ERC20存款到L2可以通過L1StandardBridge上的depositERC20和depositERC20To函數觸發，必須批準標準代幣橋才能使用您想要存入的代幣數量，否則存款將失敗。

存入ETH

ETH存入L2可以通過L1StandardBridge上的depositETH和depositETHTo函數觸發。也可以通過將ETH直接發送到L1StandardBridge。一旦用戶的存款在Optimism上被檢測到并最終確定，用戶的賬戶將在L2上獲得相應數量的ETH。

Withdrawals

提取ERC20

ERC20提款可以通過L2StandardBridge上的withdraw或withdrawTo函數觸發。

提取ETH

與L1不同，我們在L2上沒有單獨的功能來提取ETH。相反，用戶可以在L2StandardBridge上使用withdraw或withdrawto函數，并使用地址

0xdeaddeaddeaddeaddeaddeaddead0000作為L2代幣地址。

故障證明

在OptimisticRollup中，狀態承諾會在沒有任何直接證明這些承諾有效性的情況下發布到以太坊。相反，這些承諾在一段時間內被視為待處理。如果提議的狀態承諾在挑戰窗口期間未受到挑戰，則將其視為最終承諾。一旦一個承諾被認為是最終的，以太坊上的智能合約可以安全地接受基于該承諾的Optimism狀態的證明。

當狀態承諾受到質疑時，可以通過“故障證明”過程使其無效。如果該承諾被成功挑戰，則將其從StateCommitmentChain中刪除，最終被另一個提議的承諾取代。重要的是要注意，成功的挑戰不會回滾Optimism本身，只會回滾有關鏈狀態的已發布承諾。交易的順序和Optimism狀態不會因故障證明挑戰而改變。

本期我們詳細介紹了Optimism是如何工作的。Optimism采用Rollup技術，在依賴于Layer1區塊鏈的安全性同時，提高交易的速度和降低時間成本。就鎖定的總價值而言，Optimism目前是第二大Layer2鏈，僅次于Arbitrum。Optimism的理念建立在簡單、實用主義可持續性和樂觀主義這四個核心價值觀之上，希望有一天，能夠實現擁有一個真正去中心化的網絡。

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