Arbitrum Nitro

O que é Arbitrum Nitro?

Arbitrum Nitro é a stack de tecnologia central que alimenta as chains Arbitrum Rollup e muitas chains Arbitrum configuráveis.

No universo das criptomoedas, é melhor entendê-la como uma arquitetura optimistic rollup de segunda geração, projetada para escalar smart contracts compatíveis com Ethereum, com maior capacidade de processamento, taxas menores, compatibilidade mais ampla e resolução de disputas mais eficiente.

O white paper oficial da Arbitrum Nitro descreve a Nitro como um protocolo blockchain Layer 2 de segunda geração que melhora a capacidade de processamento, a finalidade, as garantias de continuidade operacional e a eficiência das disputas em comparação com designs de rollup anteriores.

A Nitro é a base de software da Arbitrum One, Arbitrum Nova e das chains Arbitrum que podem ser implantadas.

Ela permite que os usuários interajam com aplicações de maneira semelhante à do Ethereum, transferindo a maior parte do trabalho de execução para fora da mainnet do Ethereum.

Para os desenvolvedores, a Nitro oferece alta compatibilidade com Ethereum, pois usa o Geth, cliente de execução do Ethereum amplamente utilizado, como base de seu modelo de execução.

Para os usuários, a Nitro pode significar confirmações mais rápidas, custos de transação menores e acesso a aplicações no estilo Ethereum em um ambiente Layer 2.

Para os validadores, a Nitro oferece um sistema determinístico de transição de estado cujas declarações podem ser contestadas por meio de provas de fraude caso alguém publique uma afirmação incorreta sobre o estado da chain.

A ideia principal é simples.

A Arbitrum Nitro executa transações fora do Ethereum, publica dados compactados e compromissos de estado de volta no Ethereum e usa a resolução de disputas por provas de fraude para proteger a correção.

Por que Arbitrum Nitro é importante no universo cripto

A Arbitrum Nitro é importante porque o espaço de bloco do Ethereum é valioso e limitado.

Quando muitos usuários querem negociar, emitir tokens, emprestar, tomar empréstimos, usar bridges ou interagir com smart contracts ao mesmo tempo, as taxas no Ethereum podem subir acentuadamente.

A Nitro ajuda a resolver esse problema ao transferir a execução das transações para uma chain Arbitrum, mantendo uma conexão importante com a liquidação e a segurança do Ethereum.

A introdução oficial da Arbitrum explica que a Arbitrum processa transações com taxas menores e maior capacidade de processamento, preservando uma relação clara com a liquidação e a segurança do Ethereum.

Isso é importante para DeFi, NFTs, pagamentos, jogos, aplicações sociais, ativos tokenizados e chains específicas para aplicações.

Um usuário de DeFi pode precisar de uma confirmação rápida de transação durante períodos de volatilidade do mercado.

Um jogo pode precisar de muitas ações de baixo custo sem exigir que os jogadores paguem taxas de gas caras a cada interação.

Um aplicativo de pagamentos pode precisar de taxas previsíveis e de uma interação fluida com a carteira.

Um desenvolvedor pode querer usar ferramentas compatíveis com Ethereum sem implantar diretamente na camada de execução mais cara.

A Nitro torna esses casos de uso mais viáveis ao combinar execução no estilo Ethereum com a escalabilidade dos rollups.

Ela é um dos principais motivos pelos quais a Arbitrum se tornou uma parte importante do ecossistema Layer 2 do Ethereum.

Como funciona a Arbitrum Nitro

A Arbitrum Nitro separa a ordenação de transações, a execução, a publicação de dados, as declarações de estado e a resolução de disputas em diferentes partes do sistema.

Os usuários enviam transações ao sequenciador da Arbitrum, por endpoints RPC públicos, provedores RPC terceirizados, nós próprios ou endpoints diretos do sequenciador.

O sequenciador ordena as transações e oferece aos usuários uma confirmação provisória rápida.

Depois da ordenação, a Nitro executa as transações por meio de uma função determinística de transição de estado.

Essa função usa o Geth para execução compatível com Ethereum e o ArbOS para a lógica específica da Arbitrum.

Os dados compactados das transações são publicados no Ethereum como parte do processo de disponibilidade de dados do rollup.

Os validadores podem calcular o estado correto da Arbitrum e publicar no Ethereum declarações que resumem os resultados de muitos blocos Arbitrum.

Se uma declaração estiver incorreta, outro validador poderá contestá-la pelo protocolo de disputas.

O Ethereum atua como árbitro final da disputa ao verificar uma prova de uma etapa, depois que o desacordo é reduzido.

Esse design permite que a Arbitrum Nitro processe muitas transações off-chain e, ainda assim, ofereça um caminho para verificar a correção no Ethereum.

Design de optimistic rollup

A Arbitrum Nitro usa um design optimistic rollup.

Um optimistic rollup presume que os resultados de estado publicados são válidos, a menos que alguém os conteste durante uma janela de disputa.

Isso é diferente de um sistema em que cada nó da camada base reexecuta imediatamente todas as transações Layer 2.

A abordagem otimista reduz os custos, pois o Ethereum não precisa refazer toda a execução da Arbitrum em condições normais.

Em vez disso, o Ethereum armazena os dados e pode verificar uma disputa se alguém alegar que ocorreu fraude.

É por isso que o design é chamado de otimista.

Ele presume um funcionamento normal, mas ainda inclui um mecanismo de provas de fraude para situações adversas.

A documentação Inside Arbitrum Nitro explica que a Arbitrum verifica a correção por meio de sistemas de validação e disputa após a execução.

Esse modelo é poderoso porque permite uma execução de menor custo e preserva um canal de contestação conectado ao Ethereum.

A desvantagem é que os saques da Arbitrum para o Ethereum exigem um período de espera, pois o sistema precisa dar tempo para que as contestações sejam apresentadas.

Quatro ideias centrais de design da Nitro

O white paper da Nitro apresenta quatro ideias principais que definem sua arquitetura.

A primeira é a ordenação seguida de execução determinística.

Isso significa que a Nitro primeiro estabelece a ordem das transações e, em seguida, aplica a essas transações uma função determinística de transição de estado.

A segunda é o Geth como núcleo.

Isso significa que a Nitro usa o software de execução do Ethereum como base para oferecer forte compatibilidade com smart contracts e ferramentas de desenvolvimento do Ethereum.

A terceira é separar execução e geração de provas.

Isso significa que a Nitro pode executar código nativamente para ganhar velocidade em condições normais e compilá-lo para WebAssembly para verificar provas de fraude quando necessário.

A quarta é um protocolo optimistic rollup baseado em provas de fraude interativas.

Isso significa que as disputas podem ser reduzidas por meio de um processo de contestação até que o Ethereum precise verificar apenas uma pequena computação de uma etapa.

Em conjunto, essas ideias explicam por que a Nitro é adequada para desenvolvedores e, ao mesmo tempo, prioriza a segurança.

Geth como núcleo

Ter o Geth como núcleo significa que a Nitro usa o software de execução open source go-ethereum como componente central de sua função de transição de estado.

Isso é importante porque a compatibilidade com Ethereum é um dos principais objetivos de design da Arbitrum Nitro.

Em geral, smart contracts escritos para a Ethereum Virtual Machine podem funcionar na Arbitrum com poucas alterações.

Muitas vezes, os desenvolvedores podem usar ferramentas Solidity, bibliotecas Ethereum, fluxos de carteira e padrões de contrato conhecidos.

A documentação de introdução da Arbitrum informa que a Arbitrum usa uma versão derivada do Geth, com modificações que o transformam em uma Layer 2 trustless.

Essa abordagem reduz a curva de aprendizado para desenvolvedores do Ethereum.

Também reduz o risco de diferenças inesperadas entre a execução no Ethereum e na Arbitrum.

No entanto, a Arbitrum não é idêntica ao Ethereum em todos os detalhes, pois a Nitro também adiciona o ArbOS, outra contabilização de taxas, mensagens cross-chain, comportamentos do sequenciador e regras de finalidade específicas de rollup.

Os desenvolvedores ainda devem testar suas aplicações na Arbitrum, em vez de presumir que todos os casos extremos se comportam exatamente como na mainnet do Ethereum.

ArbOS

ArbOS é a camada operacional da Arbitrum que funciona com o Geth dentro da Nitro.

A documentação oficial do ArbOS o descreve como o monitor de máquina virtual da chain secundária que fornece o ambiente de execução da chain Arbitrum.

O ArbOS gerencia funções específicas da Arbitrum que não são tratadas por si só pela execução normal do Ethereum.

Essas funções incluem gerenciamento de recursos, produção de blocos, mensagens cross-chain, contabilização de taxas, precompiles, mensagens retryable e acompanhamento do estado.

O ArbOS também ajuda a integrar contratos Stylus e a execução WebAssembly ao ambiente Nitro.

Uma maneira simples de entender o ArbOS é vê-lo como a camada de sistema que adapta a execução no estilo Ethereum para uma chain rollup.

O Geth oferece o comportamento familiar da EVM.

O ArbOS acrescenta as regras específicas de rollup que permitem à Arbitrum funcionar como Layer 2.

Essa combinação às vezes é chamada de “sanduíche de Geth”, pois o Geth fica envolvido por uma lógica de sistema específica da Arbitrum.

Sequenciador

O sequenciador é o componente que recebe a maioria das transações dos usuários e as coloca em uma ordem.

A documentação da Arbitrum sobre o ciclo de vida das transações explica que os usuários podem enviar transações pelo sequenciador ou contorná-lo usando a inbox atrasada na chain principal.

O sequenciador oferece confirmações provisórias rápidas, pois pode informar rapidamente aos usuários que a transação foi aceita no fluxo ordenado.

Essa finalidade provisória é útil para carteiras e aplicações, pois os usuários não querem esperar muitos minutos para receber uma resposta.

No entanto, a finalidade provisória não é o mesmo que a finalidade definitiva no Ethereum.

A finalidade definitiva ocorre mais tarde, quando os dados da transação são publicados e as declarações são confirmadas pelo processo do rollup.

O sequenciador melhora a experiência do usuário, mas também cria uma premissa importante de confiança e disponibilidade.

Se o sequenciador ficar indisponível ou se recusar a processar uma transação, os usuários podem recorrer à inbox atrasada para resistir à censura.

Esse canal alternativo é importante porque reduz a dependência total do sequenciador.

Inbox atrasada

A inbox atrasada é um mecanismo da chain principal que permite aos usuários enviar transações sem depender exclusivamente do sequenciador.

Isso é importante porque uma Layer 2 não deve conseguir bloquear os usuários para sempre só porque o sequenciador está indisponível ou censurando transações.

A documentação do ciclo de vida das transações explica que os usuários podem enviar transações diretamente para o contrato da inbox atrasada na chain principal.

Se o sequenciador não processar a transação dentro do prazo exigido, os usuários podem forçar sua inclusão pelo mecanismo da chain principal.

Isso oferece à Arbitrum um caminho resistente à censura que se conecta de volta ao Ethereum.

A inbox atrasada é mais lenta e cara do que o envio normal pelo sequenciador, pois usa diretamente a chain principal.

No entanto, é um importante recurso de segurança.

Para usuários comuns, o caminho do sequenciador costuma ser o mais prático.

Em situações de alto risco, a inbox atrasada ajuda a proteger o acesso dos usuários à chain.

Execução determinística

Execução determinística significa que nós Arbitrum honestos devem produzir o mesmo resultado quando recebem as mesmas entradas ordenadas.

Isso é fundamental para a segurança do rollup.

Se nós honestos diferentes pudessem calcular resultados diferentes a partir das mesmas transações, os validadores não conseguiriam determinar com segurança qual estado está correto.

A função determinística de transição de estado da Nitro possibilita verificar a execução e resolver disputas.

A documentação Inside Arbitrum Nitro explica que a execução determinística é a base para provas de fraude eficientes e para a resolução de disputas.

Na prática, a Nitro recebe mensagens ordenadas, verifica a validade das transações, cobra taxas, executa a lógica da EVM por meio do Geth, aplica as atualizações de estado específicas do ArbOS e produz recibos e logs.

Esse processo determinístico permite que os validadores calculem o estado correto da chain de forma independente.

Se um validador publicar uma declaração incorreta, outro validador poderá contestá-la, pois o resultado correto pode ser reproduzido de forma independente.

Provas de fraude

As provas de fraude são o mecanismo usado para demonstrar que ocorreu uma transição de estado inválida.

Na Arbitrum Nitro, as provas de fraude são interativas; não é necessário que o Ethereum reexecute todas as transações da Arbitrum.

Quando os validadores discordam sobre o resultado de um estado, o processo de disputa reduz gradualmente a divergência.

Por fim, o conflito é reduzido a uma única etapa de computação que o Ethereum pode verificar.

Isso custa muito menos do que pedir ao Ethereum que reexecute todo o histórico do rollup.

A documentação do BoLD explica que o Ethereum pode verificar uma prova de uma etapa depois que um processo interativo reduz a disputa.

Esse modelo de provas de fraude é um dos principais motivos pelos quais os optimistic rollups podem escalar.

Na maior parte do tempo, a execução ocorre off-chain.

Apenas as disputas exigem verificação detalhada no Ethereum.

A premissa de segurança é que pelo menos um validador honesto possa detectar e contestar uma declaração inválida.

WebAssembly e WAVM

WebAssembly, ou WASM, é importante na Nitro porque permite a verificação de provas de fraude independente de máquina.

A Nitro separa execução e geração de provas.

Em condições normais, a Nitro pode executar código nativo compilado para obter velocidade.

Durante disputas, a função de transição de estado pode ser representada em um formato relacionado ao WASM para permitir uma verificação estruturada.

O white paper da Nitro explica que ela compila sua função de transição de estado para execução nativa em condições normais e também para código WebAssembly portátil, usado no protocolo de provas de fraude.

O sistema de disputas da Arbitrum usa um ambiente WASM modificado, geralmente chamado de WAVM, para executar contestações.

Isso é importante porque as provas de fraude exigem um modelo de instruções preciso e portátil.

O Ethereum não pode confiar que o hardware ou a máquina local de um validador produziu o resultado correto.

É necessário um modelo de computação estruturado que possa ser verificado de maneira consistente.

Por isso, a geração de provas baseada em WASM é uma parte técnica central da Nitro.

Protocolo de disputas BoLD

BoLD significa Bounded Liquidity Delay e é a estrutura atual de disputas da Arbitrum para validação permissionless.

O artigo técnico detalhado sobre o BoLD explica que ele permite que qualquer parte deposite uma garantia pelo estado correto e prove sua afirmação por meio de provas de fraude interativas.

O BoLD é importante porque aprimora o processo de disputa e oferece suporte à validação permissionless.

Com o BoLD, os validadores podem publicar declarações e contestar declarações incorretas sem precisar da aprovação de uma lista centralizada de validadores.

O sistema foi projetado para que uma única parte honesta que tenha depositado uma garantia pelo estado correto possa prevalecer contra declarações maliciosas.

O BoLD também limita os atrasos nas disputas, ajudando a impedir que invasores adiem indefinidamente as confirmações por meio de sucessivos processos de contestação.

Para os usuários, o BoLD afeta principalmente o modelo de segurança subjacente e as premissas relativas ao prazo dos saques.

Para os validadores, o BoLD define como declarações, garantias, contestações e provas de uma etapa funcionam em conjunto.

Para o ecossistema Arbitrum, o BoLD é um passo importante rumo a uma descentralização mais ampla e a uma validação mais aberta.

Declarações

Uma declaração é uma afirmação publicada no Ethereum sobre o estado de uma chain Arbitrum.

A documentação oficial da Arbitrum sobre declarações explica que elas são pontos de verificação que resumem vários blocos da chain secundária.

As declarações ajudam a conectar a atividade da Arbitrum de volta ao Ethereum.

Elas contêm informações sobre o estado anterior, o estado posterior, as mensagens de inbox consumidas, o hash de saída e a relação com declarações anteriores.

Uma declaração válida pode ser confirmada após o fim do período de contestação, desde que não haja uma contestação bem-sucedida.

Uma declaração inválida pode ser rejeitada se uma declaração concorrente correta for confirmada ou se ela perder uma disputa.

As declarações não são transações individuais dos usuários.

São resumos do estado do rollup.

Esse design reduz os custos no Ethereum porque muitos blocos Arbitrum podem ser resumidos por meio de um número menor de declarações na chain principal.

Entender as declarações ajuda a compreender por que a Arbitrum pode ser rápida nas transações cotidianas e ainda depender do Ethereum para a resolução final de disputas.

Finalidade provisória vs. finalidade definitiva

A finalidade provisória ocorre quando o sequenciador aceita uma transação e a inclui no fluxo do sequenciador.

Isso proporciona respostas rápidas aos usuários e faz com que as aplicações pareçam responsivas.

A finalidade definitiva ocorre mais tarde, quando os dados da transação e o estado resultante são ancorados pelo processo do rollup e confirmados no Ethereum.

A documentação Inside Arbitrum Nitro explica que a finalidade provisória oferece uma confirmação imediata da aceitação, enquanto a finalidade definitiva depende da publicação de lotes e da confirmação de declarações no Ethereum.

Essa distinção é importante porque os usuários podem ver uma transação como concluída em uma aplicação antes de ela alcançar o estágio de liquidação mais forte.

Para a maioria dos usos cotidianos, a finalidade provisória pode ser suficiente para uma experiência fluida.

Para transferências grandes, saques por bridge, liquidação institucional ou posições de alto valor, a finalidade definitiva e as regras de saque são mais importantes.

A Arbitrum Nitro equilibra velocidade e segurança ao oferecer confirmações rápidas aos usuários e manter um caminho de verificação respaldado pelo Ethereum.

Gas e taxas na Nitro

A Nitro usa um modelo de taxas que leva em conta tanto a execução na chain secundária quanto a publicação de dados na chain principal.

A documentação oficial da Arbitrum sobre gas e taxas explica que a Arbitrum usa gas para acompanhar o custo de execução e que as instruções da EVM custam a mesma quantidade de gas que custariam no Ethereum.

Os usuários pagam pelos recursos da chain secundária, como computação e armazenamento.

Também pagam um componente referente à chain principal, que ajuda a cobrir o custo de publicar dados de transação compactados no Ethereum.

Essa estrutura de dois componentes é um dos motivos pelos quais as taxas da Arbitrum podem variar tanto com a demanda na Arbitrum quanto com os custos dos dados no Ethereum.

Se publicar dados no Ethereum ficar mais caro, o componente referente à chain principal poderá aumentar.

Se a demanda de execução na Arbitrum aumentar, o componente referente à chain secundária também poderá subir.

A Nitro usa compactação e agrupamento para distribuir os custos da chain principal entre muitas transações.

Por isso, uma única transação Arbitrum costuma ser mais barata do que a mesma ação na mainnet do Ethereum.

No entanto, as transações na Arbitrum não são isentas de taxas, e os usuários ainda devem verificar as estimativas de gas antes de confirmá-las.

Disponibilidade de dados

Disponibilidade de dados significa que os dados das transações necessários para reconstruir e verificar a chain Arbitrum podem ser acessados.

Em uma chain Arbitrum Rollup padrão, a Nitro publica os dados das transações no Ethereum em lotes compactados.

Isso permite que validadores e observadores recuperem os dados necessários para verificar o estado.

O white paper da Nitro explica que o funcionamento correto da Arbitrum exige que os nós possam acessar os dados de todas as transações Layer 2 na inbox da chain.

A disponibilidade de dados é uma das principais fontes de custo dos rollups, pois publicar dados no Ethereum não é gratuito.

No entanto, também é uma das principais fontes de segurança, pois os dados públicos permitem uma verificação independente.

Se os dados das transações não estivessem disponíveis, os validadores poderiam ter dificuldade para verificar a correção de uma declaração de estado.

Por isso, a disponibilidade de dados não é apenas uma questão de custo.

É também uma questão de segurança.

Nitro e AnyTrust

AnyTrust é uma variante da Arbitrum Nitro projetada para reduzir custos usando outro modelo de disponibilidade de dados.

A documentação oficial do protocolo AnyTrust explica que ele reduz custos ao aceitar uma premissa moderada de confiança relacionada a um Comitê de Disponibilidade de Dados.

No modo Rollup padrão, os dados das transações são publicados no Ethereum como blobs ou calldata.

No modo AnyTrust, um Comitê de Disponibilidade de Dados armazena os dados e assina certificados que atestam sua disponibilidade.

Isso pode reduzir custos porque, em condições normais, é necessário publicar menos dados completos no Ethereum.

A desvantagem é a adoção de uma premissa adicional de disponibilidade de dados.

A Arbitrum Nova é um exemplo de chain Arbitrum no estilo AnyTrust.

A Arbitrum One é uma chain Arbitrum Rollup que usa o Ethereum para disponibilizar dados.

O principal é que a Nitro é a stack de tecnologia mais ampla, enquanto Rollup e AnyTrust são configurações diferentes de disponibilidade de dados e segurança criadas com essa stack.

Nitro e Stylus

Stylus é uma atualização que amplia o que os desenvolvedores podem criar na Arbitrum Nitro.

A documentação oficial da Stylus explica que ela adiciona uma segunda máquina virtual equivalente à EVM e oferece suporte a smart contracts escritos em linguagens que compilam para WASM, como Rust, C e C++.

Isso é importante porque Solidity não é a única linguagem que os desenvolvedores podem querer usar em aplicações on-chain.

A Stylus permite que os desenvolvedores escrevam lógica de computação intensiva em linguagens com ferramentas maduras e compilação eficiente.

Contratos Solidity e Stylus podem chamar uns aos outros, o que ajuda a preservar a composabilidade.

A documentação da Stylus explica que programas WASM podem ser mais eficientes do que o bytecode da EVM em tarefas que exigem muita memória e processamento.

A Stylus se baseia na Nitro porque ela já usa conceitos de geração de provas baseados em WASM em sua arquitetura de provas de fraude.

Para os desenvolvedores, a Stylus pode abrir caminho para criptografia mais barata, DeFi com muitos cálculos, jogos, arte generativa e outras aplicações que exigem computação mais eficiente.

Para os usuários, a Stylus pode tornar algumas aplicações mais rápidas ou baratas, mas não elimina os riscos de smart contracts.

Nitro e as chains Arbitrum

A Arbitrum Nitro não é usada apenas pela Arbitrum One.

Ela também é a stack de tecnologia básica das chains Arbitrum configuráveis.

A documentação oficial das chains Arbitrum as descreve como instâncias implantáveis e configuráveis da stack de tecnologia Arbitrum Nitro.

As equipes podem configurar a execução, os tokens de gas, a disponibilidade de dados, a governança, a validação, a capacidade de processamento e outros parâmetros da chain.

Isso permite que os desenvolvedores criem chains específicas para aplicações, ecossistemas, empresas ou outros ambientes blockchain de finalidade especial.

Uma equipe pode escolher uma configuração no estilo Rollup para adotar premissas mais fortes de disponibilidade de dados do Ethereum.

Uma equipe pode escolher uma configuração no estilo AnyTrust para obter custos menores e atender a necessidades de maior capacidade de processamento.

Uma equipe pode personalizar os tokens de gas ou as regras de governança para seu produto.

Isso faz da Nitro uma plataforma de infraestrutura, e não apenas a implementação de uma única chain pública.

Ela oferece suporte tanto a chains Arbitrum públicas e compartilhadas quanto a ambientes dedicados e personalizados baseados em Arbitrum.

Nitro e compatibilidade com Ethereum

A compatibilidade com Ethereum é um dos benefícios mais importantes da Nitro.

Muitas vezes, os desenvolvedores podem implantar contratos Solidity, usar endereços no padrão Ethereum, conectar carteiras compatíveis com Ethereum e usar APIs conhecidas.

Isso reduz a dificuldade de migração para aplicações existentes.

Também ajuda os usuários, pois os fluxos da carteira, as interações com contratos e os exploradores de blocos podem parecer familiares.

O white paper da Nitro afirma que ela executa aplicações de smart contracts EVM e oferece suporte à mesma API usada por nós Ethereum comuns.

No entanto, compatibilidade não significa que tudo seja exatamente igual.

A Arbitrum tem diferentes estágios de finalidade, outra contabilização de taxas, outro comportamento de bridge, IDs de chain diferentes e precompiles específicos de rollup.

Os desenvolvedores devem testar a estimativa de gas, os tickets retryable, as mensagens cross-chain, os fluxos de saque e as premissas relativas ao sequenciador.

Os usuários devem entender que usar a Arbitrum pode parecer semelhante a usar o Ethereum, mas ainda há regras e riscos específicos da Layer 2.

A compatibilidade da Nitro é poderosa porque preserva a experiência de desenvolvimento do Ethereum e melhora a escalabilidade prática.

Nitro e bridges

As bridges são uma parte central do ecossistema Nitro, pois os usuários precisam movimentar ETH, tokens e mensagens entre o Ethereum e as chains Arbitrum.

A documentação Inside Arbitrum Nitro explica que a comunicação cross-chain inclui depósitos da chain principal para a secundária, saques da secundária para a principal, tickets retryable e a arquitetura da bridge canônica.

Quando os usuários fazem bridge do Ethereum para a Arbitrum, os ativos são bloqueados ou mantidos em custódia no Ethereum e representados na Arbitrum.

Ao sacar de volta para o Ethereum, é preciso aguardar o período de contestação antes de concluir o resgate na chain principal.

Esse atraso nos saques é uma parte normal da segurança de optimistic rollups.

Os tickets retryable ajudam a executar as mensagens da chain principal para a secundária no lado da Arbitrum.

A execução da outbox ajuda a concluir as mensagens da chain secundária para a principal após a finalização.

Antes de usar bridges, os usuários devem sempre verificar as URLs, os endereços dos tokens, a rede selecionada e os prazos de saque.

As bridges são poderosas, mas também são pontos de alto risco, onde podem ocorrer phishing, erros com tokens incorretos e erros de aprovação.

Benefícios da Arbitrum Nitro

O primeiro benefício da Arbitrum Nitro é o custo de transação menor em comparação com a execução da mesma atividade diretamente na mainnet do Ethereum durante períodos de congestionamento.

O segundo benefício são as respostas mais rápidas aos usuários por meio da finalidade provisória do sequenciador.

O terceiro benefício é a forte compatibilidade com Ethereum por meio da execução baseada no Geth.

O quarto benefício é a segurança do rollup por meio da publicação de dados no Ethereum, de declarações, validadores e provas de fraude.

O quinto benefício é a familiaridade para os desenvolvedores, pois muitas ferramentas e smart contracts do Ethereum podem ser usados com poucas alterações.

O sexto benefício é a flexibilidade de implantação, pois a Nitro pode alimentar chains públicas e chains Arbitrum configuráveis.

O sétimo benefício é a possibilidade de expansão por meio de recursos como Stylus e configurações personalizadas de chain.

O oitavo benefício é o suporte à resistência à censura por meio da inbox atrasada e dos canais de inclusão forçada.

Esses benefícios tornam a Nitro importante para usuários, desenvolvedores, validadores e equipes de aplicações.

Eles também explicam por que a Nitro é central para o papel da Arbitrum na escalabilidade do Ethereum.

Limitações da Arbitrum Nitro

A primeira limitação da Arbitrum Nitro é o atraso nos saques da Arbitrum para o Ethereum.

Esse atraso existe porque os optimistic rollups precisam de um período de contestação antes da liquidação dos saques na chain principal.

A segunda limitação é a dependência do sequenciador para o fluxo rápido normal.

A inbox atrasada oferece um canal alternativo, mas o sequenciador continua sendo importante para a experiência cotidiana do usuário.

A terceira limitação é o risco associado às bridges.

Os usuários podem perder fundos por causa de phishing, versões incorretas de tokens, aprovações maliciosas ou rotas de bridge não compatíveis.

A quarta limitação é a variação das taxas.

As taxas da Arbitrum geralmente são menores do que as da mainnet do Ethereum, mas ainda dependem, em parte, dos custos de dados na chain principal e da demanda na Arbitrum.

A quinta limitação é o risco de smart contracts.

A Nitro fornece infraestrutura, mas as aplicações individuais ainda podem ter bugs, governança insegura, problemas com oráculos ou problemas de liquidez.

A sexta limitação é o risco de configuração nas chains Arbitrum personalizadas.

Uma chain dedicada pode usar configurações diferentes de disponibilidade de dados, validação, governança ou token de gas. Por isso, os usuários precisam entender que nem todas as chains Arbitrum têm as mesmas premissas de confiança.

Modelo de segurança da Arbitrum Nitro

O modelo de segurança da Arbitrum Nitro combina liquidação no Ethereum, disponibilidade de dados, execução determinística, declarações, garantias econômicas, validadores e provas de fraude.

Em condições normais, o rollup não exige que o Ethereum reexecute todas as transações da Arbitrum.

Em vez disso, a Nitro depende de validadores para calcular o estado e contestar possíveis fraudes caso uma declaração inválida seja publicada.

A documentação do BoLD explica que uma única parte honesta que tenha depositado uma garantia pelo estado correto pode proteger o sistema pelo processo de contestação.

Essa premissa de um validador honesto é central para a segurança de optimistic rollups.

Os usuários ainda devem entender que esse modelo de segurança não é igual ao uso direto do Ethereum.

Os usuários da Layer 2 enfrentam riscos adicionais relacionados a contratos de bridge, disponibilidade do sequenciador, atrasos nos saques, smart contracts das aplicações e mudanças de governança.

No entanto, a Nitro foi projetada para que declarações incorretas sobre o estado possam ser contestadas e resolvidas por meio do Ethereum.

Sua segurança vem de um sistema em camadas, e não de um único componente.

Esse design em camadas permite que a Nitro combine escalabilidade e verificação que minimiza a necessidade de confiança.

Nitro para usuários

Para os usuários, a Arbitrum Nitro geralmente se traduz em interações mais rápidas e baratas com aplicações no estilo Ethereum.

Um usuário pode transferir ETH por bridge para a Arbitrum, conectar uma carteira e usar aplicações DeFi ou de NFT sem precisar conhecer profundamente os detalhes internos da Nitro.

A experiência da carteira muitas vezes parece semelhante à do Ethereum, pois os endereços e contratos no estilo EVM são familiares.

No entanto, os usuários devem entender alguns aspectos específicos da Nitro.

Devem saber que os saques para o Ethereum demoram mais do que os depósitos na Arbitrum.

Devem saber que as transações recebem primeiro a finalidade provisória do sequenciador.

Devem saber que as transações de bridge exigem atenção à seleção do token e da rede.

Devem saber que as taxas da Arbitrum incluem componentes de execução na chain secundária e de custo de dados na chain principal.

Devem saber que aplicações individuais ainda podem falhar mesmo que a camada base Nitro funcione corretamente.

A Nitro melhora a escalabilidade, mas os usuários ainda precisam proteger suas carteiras e entender os riscos.

Nitro para desenvolvedores

Para os desenvolvedores, a Arbitrum Nitro oferece um ambiente compatível com Ethereum e recursos adicionais da Layer 2.

Os desenvolvedores podem implantar contratos Solidity, usar APIs no estilo Ethereum, operar nós, integrar bridges e criar aplicações que se beneficiem de custos menores.

Também podem usar a Stylus para smart contracts baseados em WASM quando a lógica com uso intensivo de computação se beneficiar das ferramentas de Rust, C ou C++.

Os desenvolvedores devem entender os precompiles do ArbOS, a estimativa de gas, os tickets retryable, o alias de endereços, a finalidade, o funcionamento da inbox atrasada e os fluxos de bridge.

Também devem avaliar se a aplicação depende da finalidade imediata na chain principal ou se a finalidade provisória da Arbitrum é suficiente.

Em aplicações que envolvem depósitos e saques, os desenvolvedores devem comunicar claramente os prazos das bridges.

Em aplicações que envolvem transações de alto valor, os desenvolvedores devem entender a finalidade das declarações e as premissas das disputas.

Em aplicações implantadas em chains Arbitrum personalizadas, os desenvolvedores devem informar as configurações de disponibilidade de dados e governança.

A Nitro facilita o desenvolvimento no estilo Ethereum em escala, mas não elimina a necessidade de uma engenharia cuidadosa para Layer 2.

Nitro para validadores e operadores de nós

Os validadores e operadores de nós são importantes para o modelo de segurança da Nitro.

Os nós completos ajudam a ler e verificar o estado da chain Arbitrum.

Os validadores calculam o estado correto e podem participar dos processos de declaração e contestação.

Com o BoLD, a validação pode ser permissionless, pois os participantes podem depositar uma garantia e interagir com os contratos do rollup de acordo com as regras do protocolo.

Os validadores precisam de uma infraestrutura confiável, acesso aos dados da chain, software Nitro correto e capacidade de responder a disputas.

Alguns validadores podem publicar declarações ativamente.

Outros podem monitorar e contestar declarações incorretas.

Alguns podem atuar mais como sentinelas, alertando outros quando algo parece estar errado.

Essa diversidade de funções dos validadores ajuda a fortalecer o sistema.

O principal é que a segurança da Nitro depende da capacidade de participantes honestos verificarem e defenderem de forma independente o estado correto da chain.

Arbitrum Nitro vs. Arbitrum Classic

A Arbitrum Nitro substituiu o design anterior da Arbitrum por uma arquitetura mais eficiente e compatível com Ethereum.

O white paper da Nitro a descreve como um design significativamente aprimorado em relação ao sistema original.

O design anterior usava uma arquitetura de máquina virtual personalizada.

A Nitro adotou um núcleo de execução baseado no Geth e uma estrutura de geração de provas baseada em WASM.

Essa mudança melhorou a compatibilidade, pois o ambiente de execução ficou mais próximo da stack de software do próprio Ethereum.

Também aprimorou a experiência dos desenvolvedores, pois contratos e ferramentas passaram a poder se comportar de maneira mais semelhante à do Ethereum.

O design da Nitro também separou a execução normal da execução voltada à geração de provas, permitindo execução nativa rápida e mantendo a verificação portátil de provas de fraude.

Para a maioria dos usuários atuais, Arbitrum Nitro é simplesmente a tecnologia da Arbitrum com a qual interagem.

Essa diferença é importante principalmente para entender por que as chains Arbitrum modernas são mais compatíveis, eficientes e flexíveis do que a arquitetura original da Arbitrum.

Arbitrum Nitro vs. AnyTrust

A Arbitrum Nitro é a stack de tecnologia, enquanto AnyTrust é uma configuração de disponibilidade de dados que pode ser criada com a Nitro.

Uma Arbitrum Rollup padrão publica os dados das transações no Ethereum para disponibilizá-los.

Uma chain AnyTrust usa um Comitê de Disponibilidade de Dados em condições normais para reduzir os custos.

A documentação do AnyTrust explica que o modelo do comitê pressupõe que pelo menos dois membros do comitê sejam honestos.

Isso envolve uma concessão.

O modo Rollup oferece premissas mais fortes de disponibilidade de dados por meio da publicação no Ethereum.

O modo AnyTrust pode reduzir as taxas ao armazenar dados fora do Ethereum em condições normais.

Os usuários não devem tratar todas as chains baseadas em Arbitrum como se tivessem as mesmas premissas.

A Arbitrum One e a Arbitrum Nova são alimentadas pela tecnologia Arbitrum, mas fazem escolhas diferentes quanto à disponibilidade de dados.

A Nitro é a base comum, enquanto o perfil de segurança e custo depende da configuração da chain.

Equívocos comuns sobre a Arbitrum Nitro

Um equívoco comum é achar que a Arbitrum Nitro torna o próprio Ethereum mais rápido.

A Nitro não altera a capacidade de execução da mainnet do Ethereum; ela transfere a execução para uma Layer 2 e usa o Ethereum para liquidação e disponibilidade de dados.

Outro equívoco é achar que todas as transações da Arbitrum levam sete dias.

As transações normais da Arbitrum recebem confirmações rápidas do sequenciador, enquanto o longo atraso se aplica principalmente aos saques de volta para o Ethereum pelo canal canônico de saque otimista.

Um terceiro equívoco é achar que taxas menores significam que não há concessões de segurança.

A Nitro reduz os custos por meio de agrupamento, compactação, execução off-chain e do design do rollup, mas os usuários ainda enfrentam riscos relacionados a bridges, sequenciador, aplicações e saques.

Um quarto equívoco é achar que a Nitro é usada por apenas uma chain.

A Nitro alimenta a Arbitrum One e também pode alimentar chains Arbitrum configuráveis.

Um quinto equívoco é achar que compatibilidade com Ethereum significa que tudo é exatamente igual.

A Arbitrum é altamente compatível com a EVM, mas ainda apresenta comportamentos específicos da Layer 2 para taxas, finalidade, mensagens e bridges.

Boas práticas para usar chains baseadas em Arbitrum Nitro

Antes de enviar fundos ou assinar transações, os usuários devem verificar se estão conectados à chain Arbitrum correta.

Os usuários devem usar links oficiais de bridges ou links confiáveis de aplicações para evitar phishing.

Os usuários devem manter ETH suficiente, ou a quantidade necessária do token de gas, na chain de destino para pagar as taxas de transação.

Os usuários devem entender que os saques canônicos para o Ethereum exigem aguardar o período de contestação.

Os usuários devem verificar os endereços dos tokens, pois as versões nativas e transferidas por bridge podem ser diferentes.

Os desenvolvedores devem testar contratos em ambientes de teste específicos da Arbitrum antes de implantá-los na mainnet.

Os desenvolvedores devem entender os tickets retryable antes de criar fluxos de mensagens da chain principal para a secundária.

Os desenvolvedores devem entender a execução da outbox antes de criar fluxos da chain secundária para a principal.

Os desenvolvedores devem explicar claramente aos usuários as premissas de finalidade e de saque.

Validadores e provedores de infraestrutura devem operar nós confiáveis, monitorar atualizações e entender os mecanismos de contestação do BoLD.

Termos cripto relacionados

Layer 2 é um ambiente de escalabilidade que processa transações fora de uma blockchain base e mantém uma conexão com essa chain.

Optimistic rollup é um rollup que presume que as declarações de estado são válidas, a menos que sejam contestadas durante um período de disputa.

Sequenciador é o componente que ordena transações em muitos sistemas de rollup.

Prova de fraude é uma prova usada para demonstrar que ocorreu uma transição de estado inválida.

BoLD significa Bounded Liquidity Delay, a estrutura de disputas da Arbitrum para validação permissionless.

ArbOS é a camada de sistema da Arbitrum que gerencia a execução, as mensagens, as taxas e os precompiles específicos da chain.

Geth é o software de execução go-ethereum, usado como parte central do modelo de execução compatível com Ethereum da Nitro.

WASM significa WebAssembly, um formato de instruções portátil usado na arquitetura de geração de provas da Nitro e na execução da Stylus.

Stylus é uma atualização da Arbitrum que permite aos desenvolvedores escrever smart contracts baseados em WASM em linguagens como Rust, C e C++.

Disponibilidade de dados significa que os dados das transações necessários para verificar o estado de uma chain podem ser acessados.

FAQ

O que é Arbitrum Nitro?

Arbitrum Nitro é a stack de tecnologia central que alimenta as chains Arbitrum Rollup e as chains baseadas em Arbitrum configuráveis.

A Arbitrum Nitro é uma blockchain?

A Arbitrum Nitro não é uma blockchain única por si só; é a stack de tecnologia de rollup usada para operar chains como a Arbitrum One e outras chains Arbitrum.

Que problema a Arbitrum Nitro resolve?

A Arbitrum Nitro ajuda a escalar aplicações compatíveis com Ethereum ao transferir a execução para um ambiente Layer 2 e ancorar novamente no Ethereum os dados e compromissos de estado.

Por que a Nitro é chamada de optimistic rollup?

Ela é chamada de optimistic porque as declarações de estado são presumidas válidas, a menos que um validador as conteste durante o período de disputa.

Qual é a função do Geth na Arbitrum Nitro?

O Geth fornece o núcleo de execução compatível com Ethereum que permite à Arbitrum Nitro oferecer suporte a smart contracts e ferramentas de desenvolvimento no estilo Ethereum.

O que é o ArbOS na Nitro?

O ArbOS é a camada de sistema da Arbitrum que gerencia a execução específica de rollup, as taxas, as mensagens, a produção de blocos e os precompiles.

O que é BoLD na Arbitrum Nitro?

BoLD é o protocolo de disputas da Arbitrum, que oferece suporte à validação permissionless e limita os atrasos nas disputas por meio de provas de fraude interativas.

Por que os saques da Arbitrum levam dias?

Os saques canônicos da Arbitrum de volta para o Ethereum exigem um período de contestação, pois os optimistic rollups precisam dar tempo para contestações por fraude.

A Arbitrum Nitro usa a segurança do Ethereum?

A Arbitrum Nitro usa o Ethereum para liquidação, disponibilidade de dados no modo Rollup e arbitragem de disputas, mas os usuários ainda enfrentam riscos específicos da Layer 2.

Qual é a diferença entre Nitro e AnyTrust?

A Nitro é a stack de tecnologia, enquanto AnyTrust é um modelo de disponibilidade de dados de menor custo que usa um Comitê de Disponibilidade de Dados, em vez de publicar todos os dados no Ethereum em condições normais.

Qual é a relação entre Stylus e Nitro?

Stylus é uma atualização da Arbitrum Nitro que adiciona uma máquina virtual WASM, permitindo que os desenvolvedores escrevam smart contracts em linguagens como Rust, C e C++.

A Arbitrum Nitro é isenta de riscos?

Não. A Arbitrum Nitro reduz custos e melhora a escalabilidade, mas os usuários ainda enfrentam riscos de bridge, premissas relativas ao sequenciador, riscos de smart contracts, atrasos nos saques e diferenças entre configurações de chains.

Conclusão

A Arbitrum Nitro é a stack central de tecnologia de rollup por trás do ecossistema moderno de Layer 2 e de chains configuráveis da Arbitrum.

Ela combina execução compatível com Ethereum, infraestrutura baseada no Geth, lógica de sistema do ArbOS, ordenação pelo sequenciador, publicação de dados compactados, declarações de estado e provas de fraude interativas.

Seu principal objetivo é tornar as aplicações no estilo Ethereum mais rápidas e baratas sem abandonar as garantias de liquidação e verificação do Ethereum.

A Nitro é importante porque mantém a experiência dos desenvolvedores e usuários próxima à do Ethereum, enquanto transfere a execução para um ambiente mais escalável.

Ela também fornece a base para as chains Arbitrum, configurações AnyTrust, smart contracts Stylus e infraestrutura Layer 2 avançada.

A ideia técnica mais importante por trás da Nitro é a separação de funções.

O sequenciador ordena as transações, a função de transição de estado as executa de forma determinística, os validadores verificam o estado, o Ethereum armazena os dados e arbitra as disputas, e o BoLD gerencia a resolução das contestações.

Esse design em camadas permite que a Arbitrum ofereça rapidez no uso cotidiano e mantenha um caminho que minimiza a necessidade de confiança para comprovar fraudes.

Os usuários devem entender que a Nitro melhora a escalabilidade, mas não elimina todos os riscos.

A segurança das bridges, a seleção de tokens, a segurança das carteiras, a disponibilidade do sequenciador, a qualidade das aplicações e o prazo dos saques continuam sendo importantes.

Os desenvolvedores devem entender o comportamento específico da Nitro relacionado ao ArbOS, à estimativa de gas, aos tickets retryable, à inbox atrasada, à execução da outbox e à finalidade.

Os validadores devem entender as declarações, as garantias, o BoLD e a premissa de segurança de que há pelo menos um validador honesto.

Para quem está aprendendo sobre cripto, a Arbitrum Nitro é um dos exemplos mais claros de como a arquitetura de rollup pode escalar a atividade blockchain sem exigir que cada nó da camada base reexecute todas as transações.

Ela mostra como execução, disponibilidade de dados, provas de fraude e liquidação podem ser separadas em um sistema modular.

A principal lição é que a Arbitrum Nitro não é apenas uma versão mais rápida do Ethereum.

É uma arquitetura de rollup que usa o Ethereum como base de segurança e liquidação, oferecendo às aplicações um ambiente de execução mais prático.