原文標題：一文讀懂以太坊二層項目Arbitrum
原文作者：火必研究院Stefanie
目錄
1. 項目情況介紹
1.1 技術方案及特點
2. Arbitrum 現狀
3. 技術升級
4. 生態合作
5. 熱門項目分析
5.1 Defi 類
5.2 遊戲類
6. Layer2 未來發展
6.1 Rollup 方案瓶頸與展望
6.2 Arbitrum 在2023 年的持續爆發
參考資料
1. 項目情況介紹
1.1技術方案及特點
Arbitrum 方案是由Offchain Labs 提出並創建的，最早是一個純粹的研究型學術項目，後經過不斷優化和改進，逐漸轉入實踐。該方案也是基於Optimistic Rollup 的解決方案，通過經濟激勵的博弈模型維護安全性並通過欺詐證明來維護交易有效性，主要區別在於挑戰機制和實現形式。 Optimism 只需要排序者和驗證者執行一次欺詐證明交互即可判斷出結果，而Arbitrum 認為一次交互可能導致欺詐證明需要包含大量的交易從而超出gas 限制，並且提出欺詐證明是由於單條指令執行異常導致，無需執行全部的指令。因此，Arbitrum 將欺詐證明分為多輪步驟，只需要證明排序者在執行某條指令時出現異常，即可證明排序者作惡，節省成本。
Arbitrum 的方案與Optimism Rollup 的主要特點是一致的，我們不再贅述，主要可以關注欺詐證明機制的變化帶來的改變。
- 1. 多輪欺詐證明交互。
Arbitrum 採用多輪欺詐證明驗證交易的有效性，降低單次挑戰需要消耗的gas，不必擔心gas 費用超出限制。
- 2.對EVM 的兼容性更強。
雖然Optimism 團隊的OVM 對EVM 兼容，但其實不是100% 兼容，已有的項目從一層遷移過來仍然需要修改代碼，Arbitrun 團隊的方案則是幾乎100% 兼容。
多步交易可能存在安全性問題。 Arbitrum 交易的有效性驗證需要多輪交互，內置虛擬機需要支持異步機制，該機制更加複雜，代碼量更大，可能存在安全問題。
2. Arbitrum 現狀
2023 年初表現最亮眼的賽道莫過於Layer2，這也符合大部分機構和影響力人物的預測。在幣價上，Optimism,Polygon 以及Arbitrum 上的生態幣也都表現不錯，比如Token$OP 在2 月最高$3.17，$MATIC 最高也達到$1.32。在Terra 和Solana 這類新公鏈在熊市的暴雷事件影響下，未來還將是以太坊的主場，可以說更多是新公鍊和Layer2 的競爭。隨著加密行情出現的小高潮，在2 月Arbitrum 一馬當先，創造了矚目的成果。
圖1. TVL in all chains
目前，Arbitrum 是以太坊二層擴容方案中TVL 最大的項目，達到3.85B，佔所有網絡的3.63%TVL 份額，在L2 中還擁有55.97% 的TVL 份額，尤其是空投之後，增長了21.29%。 ArbitrumRollup 是一種由鏈上以太坊合約管理的鏈下協議，所以準確地說Arbitrum 並不是一條區塊鏈，而是把鏈下交易通過壓縮算法上傳到以太坊主網。這種方式能夠部分解決以太坊面臨的擁堵問題，以達到快速交易、低gas fee、安全性保證、用戶體驗好等優勢。
圖2. Layer2 項目一覽
2023 年3 月16 日，Arbitrum 宣布了其Token$ARB，這是Arbitrum One 和Arbitrum Nova 網絡的DAO 治理Token。 Arbitrum Token $ARB 初始總供應量100 億枚，每年最多通貨膨脹2%。 Token空投方面，初始總供應量的11.62% 會空投給Arbitrum 用戶，1.13% 將空投給構建在Arbitrum 構建應用的DAO 金庫。具體Token分配如下：
- 42.78%（42.78 億枚）Arbitrum DAO 金庫；
- 26.94%（26.94 億枚）分配給Offchain Labs 團隊/ 未來團隊和顧問；
- 17.53%（17.53 億枚）分配給Offchain Labs 投資者；
- 11.62%（11.62 億枚）通過空投分配給Arbitrum 用戶；
- 1.13%（1.13 億枚）分配給在Arbitrum 上構建應用的DAO（通過空投）。
3. 技術升級
2022 年，Arbitrum 動作頻出，除了奧德賽活動之外，其在技術升級上也是不斷推陳出新，其中包括啟動Arbitrum Nova 和Arbitrum One 雙鏈、推出新的編程環境Stylus。下面我們一一介紹這些技術核心和解決的問題。
（1）Arbitrum Nova – AnyTrust 鏈
2022 年7 月12 日，Arbitrum 網絡宣布構建了新鏈「Arbitrum Nova」。這條鏈基於AnyTrust 技術搭建，專為遊戲、社交應用程序和對成本更敏感的用例而設計。 AnyTrust 技術基於通過數據可用性委員會確保的最小信任假設。該委員會將負責管理鏈下交易數據並提供該數據支持批次。因此，AnyTrust 省去了用戶需要等待的7 天提幣期，提高了用戶體驗。主要技術核心有以下幾點：
- 為批量交易簽署數據可用性證書(DACerts) 並發布此DACert；
- 如果委員會無法達成共識，該鏈將恢復為Arbitrum 匯總協議；
- 數據執行將在L2 鏈上執行，經過一段充滿挑戰的時期後，新的匯總狀態將在以太坊上得到確認。
（2）Nitro
2022 年8 月底。 Arbitrum One 成功升級到Nitro 版本。 Nitro 升級大大提高了網絡速度並降低了交易成本。總的來說，Nitro 主要做了以下技術升級：
- 對之前的AVM 架構和ArbOS 進行了一些修改；
- 流行的WebAssembly (WASM) 架構將取代舊的、定制設計的AVM 架構。
- 定制的EVM 模擬器被Geth 取代；
- ArbOS 將縮小尺寸並用Go 重寫，從而為交易提供更優化的批處理和壓縮系統。
Arbitrum Nitro 技術的核心是一個新的證明器（prover），可以在WASM 代碼上進行Arbitrum 的交互式欺詐證明。這樣就可以使用標準的語言和工具來構建和編譯。同時，Gethcore 也直接編譯到Arbitrum 中，使得其更兼容EVM。
（3）Stylus
Arbitrum 開發團隊Offchain Labs 宣布將為ArbitrumOne 和Arbitrum Nova 推出下一代編程環境Stylus，Stylus 通過WebAssembly 智能合約功能，允許用戶使用他們最喜歡的編程語言（包括Rust、C 和C++）部署應用程序，以便與Arbitrum上的EVM 程序一起運行。 Stylus 的速度快了一個數量級，並且能夠降低費用，並且與以太坊虛擬機（EVM）完全互操作。 OffchainLabs 將Stylus 稱之為EVM+，但是，Stylus 不會取代EVM。
4.生態合作
在過去一年，Arbitrum 市場份額大幅增長，這種增長來源於：1.Layer2 的持續看好；2. Arb 的發幣預期；3. 生態應用的增長，尤其是原生應用的增長。自去年9 月主網ArbitrumOne 上線以來，以太坊Layer1 主網上的頭部DeFi 協議Uniswap、Sushiswap、Curve 等應用紛紛在Arbitrum One 上集成部署，還有一些知名的跨鏈協議。例如Synapse 和Stargate。這些應用的湧入也表明了開發者對Arbitrum 擴容方案的看好。
2022 年6 月，奧德賽活動主辦方挑選了Arbitrum 上的14 個最活躍項目，包括跨鏈橋、DeFi、NFT 、遊戲。活動時間原本計劃為期8 週，但實際只進行了第一周就暫停了。奧德賽暫停的根本原因是在第二週的時候，網絡擁堵，導致gas fee 太高。當時已經超過了以太坊主網的gas fee. 其實這已充分說明Arbitrum 當時的狀態沒辦法承載這麼多的用戶。
但是，奧德賽雖然只舉辦了一周，但這次的活動還是吸引了足夠多的關注。 Arbitrum 結合NFT 以活動週的形式，激發了用戶參與的熱情，也有助於用戶了解Arbitrum 的生態，在提高用戶量的同時，也給其生態的項目帶來了流量。同時又保留了未來對發幣的預期，而不是匆匆發幣給空投的方式。
根據瀏覽器上的數據顯示，自6 月21 日奧德賽活動開始到第一周任務結束時，Arbitrum 的新增地址達20.7 w 個。並在6 月27 日單日新增達到了5.5 萬個，成為單日新增地址最多的一天。可見奧德賽活動之成功。
圖3. Arbitrum 鏈上唯一地址數變化
奧德賽活動之後，Arbitrum 在技術上持續發力，在生態上不斷推出創新機制的項目，使得其在1 月底的小牛市期待值拉滿。目前，Arbitrum 2022 年10 月-2023 月1 月的平均月活躍地址數為608.365k，較9 月上漲了51.2%。 Arbitrum 的交易量與用戶數也有相應的上升。
圖4. Arbitrum 月活躍地址數（dune, @springzhang）
5. 熱門項目分析
近2 個月，Arbitrum 上的原生生態項目獲得了整個加密市場的關注。這裡梳理了部分錶現亮眼的項目，這些項目的市值與其它公鏈的同類型項目比較還有一定的差距，還是處於低估值狀態。隨著Arbitrum 的發幣和未來發展，都會有很大的提升空間。
表2. Arbitrum 生態優質項目信息匯總（來源：Huobi Research 整理）
5.1 Defi類
Arbitrum 上有多鏈部署的知名項目，例如Uniswap 和AAVE。但是，Arbitrum 的原生項目反而展現出驚人的爆發力，例如永續合約交易平台GMX 、衍生的收益聚合器和機槍池項目Jones DAO 等。目前Arbitrum 已經跑通了一個可以持續賺錢的飛輪：衍生品協議類似賭場，有持續的業務收入；各類收益聚合器利用自身策略持續吸引資金，並擴大收益；更多人參與收益聚合器，流動性更充足，收入也越來越多。
圖5. ArbitrumTVL 排名前十的項目（來源：Defillama）
熱點項目一：GMX
GMX 是一個去中心化永續合約交易平台。其允許用戶在一個去中心化的平台上進行高達30 倍槓桿的ETH、BTC、LINK 和UNI 永續合約交易，而不是通過Binance 或FTX 等中心化交易平台使用槓桿來進行做空或做多。
在執行上，它相比中心化交易平台操作要更複雜些，並且需要使用預言機進行餵價。所以，它需要藉助外部力量來執行開倉平倉操作，GMX 正是藉助Keeper（類似於眾包）完成這項工作。
用戶在GMX 進行平倉操作的時候，會分為兩部分：一個是用戶發送交易，另一個是執行操作，而執行操作則是由GMX Keeper 完成的。用戶不但需要交發送交易的Gas 費外，為了能保證交易能正常執行，還需要為Keeper 執行操作交Gas 費。
GMX TVL 達4.96 億美元，佔Arbitrum 所有DeFi 協議TVL 的27.53%（2023 年3 月20 日數據）。該協議在過去一年中產生了3390 萬美元的收入，使GMX Token成為在動蕩的2022 年表現最佳的資產之一，對美元和ETH 的回報率分別為84.0% 和428.5%。
熱點項目二：Camelot
Camelot 作為Arbitrum 的原生DEX，在2022 年12 月已經完成了Token銷售，整體上還是常規的Uniswap V2+Curve 類型的DEX，在此基礎上增加了Launchpad、結合了自定義交易手續費、將LP 與NFT 結合、允許項目方設置激勵措施，它的功能和特點總結如下：
- 和Uniswap V2 一樣的AMM DEX，流動性分散在從零到無窮大的整個區間內；
- 和Curve 類似的穩定幣互換交易對；
- 支持動態定向交易費用。 Camelot 讓項目方可以根據市場條件和協議的具體情況設置交易手續費比例；
- 通過NFT 提供收益和激勵措施。用戶提供流動性獲得代表質押頭寸的spNFT；
- 協議是無需許可的，項目方可以通過激勵池Nitro Pools 設置激勵措施。這是額外的獎勵池。
- 具備Launchpad 功能，項目方可以藉此進行融資並引導流動性。
OP 上的同類型項目TVL 最高的為Velodrome，有7714 萬美元的流動性。這一數字甚至超過了Uniswap V3 的4487 萬美元，但FDV 只有946 萬美元，FDV/TVL 為0.21。相對於Camelot，Velodrome 的TVL 更高，但估值更低。 Camelot 的TVL 也在近期增長了57% 左右，達到9879 萬美元。
熱點項目三：RDNT
Arbitrum 上的借貸協議RDNT 有兩個創新：利用LayerZero 進行多鏈借貸；可以循環貸（暫不能使用）。目前在Arbitrum 上是龍頭，TVL 超過了aave V3 的Arb 版本，但是長期來看競爭依然非常非常大。
由於是全鏈借貸協議，用戶可以在任何主要鏈上存入任何主要資產，並跨鏈借入各種受支持的資產。 lender 存入資產，borrower 可以藉貸，產生的手續費（平台收益）50% 給到lender，剩下50% 給到鎖倉RNDT 作為獎勵。目前該協議是V1 版本，而V2 版本將做出以下升級：
- 將允許對BTC、ETH 和USDC 進行完全跨鏈借貸，隨後由Radiant DAO 投票選出的更多資產。
- 將會把協議費用向LP 傾斜，從而提高流動性和降低滑點；
- 引入「Dynamic Liquidity」機制，獎勵長期投資者；
- 退出流動性池將觸發懲罰機制。
5.2 遊戲類
Arbitrum 擁有一個快速發展的GameFi 生態系統，尤其是三個爆火的項目：Treasure DAO，The beacon，Trident DAO。目前Arbitrum 上的GameFi 生態並不像其衍生品賽道擁有和其他鏈比的絕對優勢，只是相對領先，一切都需要看後續的發展。
Treasure DAO
Treasure 想要構建一個「去中心化任天堂」，這是一系列鏈上游戲，這些遊戲通過遊戲內資產的互操作性和Treasure 的原生Token MAGIC 作為共享貨幣相互連接。這些遊戲中最受歡迎的包括戰略遊戲Bridgeworld、The Beacon 和Smolverse 等角色扮演遊戲，以及資源管理和戰略遊戲Realm。
這些遊戲可以通過Trove 訪問。 Trove 是寶藏生態系統的中心，是遊戲內資產和寶藏NFT 收藏品的市場。這些系列中最受歡迎的是Smol Brains（Smolverse 的基礎）和另一個NFT 系列The LostDonkeys，它有自己的同名遊戲。
Trident DAO
Arbitrum 上一個項目「Trident」提出了「Risk To Earn」的可持續GameFi經濟模型，引起了玩家和社群的關注，並在其Token 公售後飆升為Arbitrum 生態熱度最高的項目。
PSI 是Trident 的官方實用Token，將使用於其未來版本中的各種遊戲，可用於購買物品、兌換NFT，玩家之間的投注等，並且Trident 將從每次成功的下注中收取費用然後將其永久銷毀，一旦Risk To Earn 集成完成，PSI 的供應就會通貨緊縮。
6. Layer2 未來發展
6.1 Rollup 方案瓶頸與展望
Rollup 是被寄予厚望的擴容解決方案，其交易消耗的gas 相比於以太坊主網大大減少。根據實際統計，Optimism和Arbitrum 的費用只有以太坊主網的10%-30%，而ZK rollups 的費用還不到以太坊的5%。一方面減少了鏈上資源的消耗，一方面又能保持數據的可用性，也就是以太坊主網能夠查看並保證任何人都不能篡改鏈下的交易，Rollup 可以繼承以太坊的去中心化和安全性，成為了Layer 2 的主流技術方案[1]。
目前Rollup 技術方案還存在一些短板，使其沒有大規模發展，這些短板包括以下幾點：
1.用戶體驗不佳
表現在（1）OP 提款存在挑戰期，目前4 大OP 的官方跨鏈橋的提款等待期都是7 天；（2）Rollup 之間的互操作性低，部分跨鏈橋支持的資產種類非常有限；（3）OP 缺乏費用優勢，根據l2fees 數據，OP 的ETH 轉賬、Token轉賬和Token兌換費用都高於1$；（4）充值步驟繁瑣。
圖6. 各主流Rollup 和公鏈轉移原生Token的手續費。資料來源：l2fees，各區塊鏈瀏覽器，Huobi研究院整理
2.資本效率低
表現在（1）流動性碎片化問題降低資本效率，不同的Rollup 平台和建立在其上的應用會讓流動性進一步碎片化。 （2）OP 的挑戰期降低資本效率。
3.存在安全隱患
Layer 2 和Rollup 都還是比較前沿的技術，很多用戶對它的安全性懷有疑慮，主要體現在以下方面：（1）Rollup 本身的智能合約存在漏洞，導致用戶資金被盜；（2）Rollup 的運營者出現故障或者故意作惡，導致用戶資金被凍結；（3）跨鏈橋被攻擊或者運營者作惡，導致用戶鎖定的資金被盜。
從上述3 個方面我們可以展望Rollup 解決方案在未來的發展重點方向：
提升用戶體驗，更廣泛地採用快速跨鏈橋和更方便的交易平台充提可以降低OP 提款等待期的影響，減少上傳數據量和提高鏈下處理效率來降低費用。
提升資本效率，可以通過聚集流動性來提升資本效率。
提升安全性，通過推進Rollup 的去中心化運營和設置強制提款機制保障安全性。
6.2 Arbitrum 在2023 年的持續爆發
Arbitrum 的成功預示著Layer2 賽道將會成為下個牛市的起點。但在此之前，無論是Optimistic Rollup 路線還是zk Rollup 路線，在技術上仍然存在一些問題需要解決。在未來，Arbitrum 項目將會在三個方面進行發展：（1）繼續技術升級；（2）不斷支持生態項目；（3）借助發幣預期吸引用戶入場。
首先技術上，Optimistic Rollup 技術仍然被略為中心化的排序器所詬病。 Arbitrum 目前擁有中心化的排序器和白名單證明驗證，同時擁有可升級的合約。雖然這些在目前並沒有出現安全問題，也足以保護用戶資產。但仍然增加了審查和損失用戶資金的風險。所以，去中心化排序器和無需許可的證明驗證都是必然之路。 offchain labs 在這些問題上也給出了相應的技術路線：
- 繼續降低費用，提升tps
- 去中心化
- 將管理和授權軟件升級去中心化
- 驗證者去中心化
- sequencer 去中心化
在生態方面，目前Defi、跨鍊和遊戲類是Arbitrum 主打應用。但未來隨著開發者和用戶的不斷增長，會有更多的新應用部署在該平台，而最值得期待的是社交類和NFT 類的項目。同時，鑑於Treasure 的成功和ArbitrumNova 的增長潛力，ArbitrumNova 鏈將會真正用起來，讓Arbitrum在遊戲領域處於有利地位。
在經濟模型上，其實這是最為期待的一個部分。 Token的推出對於Arbitrum 的長期成功至關重要，包括：
- Token分配方案；
- 空投和激勵生態方案；
治理方案。好的經濟模型將會讓Arbitrum 朝著更加正向的方向發展，吸引用戶和開發者。 Token分配也將在決定L2 的治理和生態系統內的長期權力集中方面發揮重要作用。此外，Token還可以用於分散關鍵網絡功能，例如排序器——排序、批處理和向L1 提交交易的實體。
從以上分析可以看出，2023 年將會是Arbitrum 持續爆發的一年。它可能繼續奧德賽項目，並強化目前的DeFi 和遊戲類項目，也會推出有特色的原生社交類項目和NFT 類項目。同時，隨著推出期待已久的Token經濟模型，用於獎勵用戶和協議，後期真正啟用Nova 鏈，並開始部署協議，這些都是Arbitrum 的利好消息。
[1]關於Rollup 技術的發展可進一步閱讀Huobi Research 研報：https://research.huobi.com/#/ArticleDetails?id=265
參考資料
1.https://candydao.notion.site/Arbitrum-Odyssey-17634b06aa084a3a8407d212927e5f162.
https://www.bitance.net/category/jingzhengbizixun/18081.html3 .
https://newsletter.banklesshq.com/p/arbitrum-is-mooning5.Optimism Bedrock VS ArbitrumNitro - PANews (panewslab.com)
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