Arbitrum Layer 2 อธิบายตั้งแต่พื้นฐาน: Optimistic Rollups และการลดค่าธรรมเนียม

Arbitrum เป็น Layer 2 scaling solution ที่ถูกสร้างบน Ethereum เพื่อแก้ปัญหาค่าธรรมเนียมที่สูงและความเร็วของการทำรายการที่ช้า ด้วยการใช้เทคโนโลยี optimistic rollups Arbitrum สามารถลดค่าธรรมเนียมการทำรายการได้ถึง 90% เทียบกับการทำรายการโดยตรงบน Ethereum mainnet และยังสามารถเพิ่มความเร็วของการทำรายการให้มากขึ้นอีกด้วย บทความนี้จะอธิบายให้เข้าใจถึงวิธีการทำงานของ Arbitrum กลไกของ optimistic rollups ประโยชน์ที่ได้รับจากการใช้ Arbitrum รวมถึงวิธีการใช้เครือข่ายนี้และแอปพลิเคชันต่างๆ ที่สามารถใช้งานบน Arbitrum ได้

Arbitrum และ Layer 2 Scaling Solutions คืออะไร

Arbitrum คือ Layer 2 scaling solution ที่ทำงานอยู่บน Ethereum blockchain ใช้เทคโนโลยี optimistic rollup เพื่อปรับปรุงความสามารถในการขยายตัวของ Ethereum โดยไม่เสียสละความปลอดภัยหรือการกระจายอำนาจ

Layer 2 solutions คือเครือข่าย blockchain ที่ทำงานเป็นอิสระ แต่เชื่อมต่อกับ Ethereum main chain เพื่อรับการรับรองความปลอดภัย แทนที่จะให้ทุกรายการทำงานบน Ethereum mainnet ซึ่งจะมีค่าใช้จ่ายสูง Layer 2 solutions ได้รับการออกแบบให้กระบวนการรายการหลายๆ รายการนอก mainnet ส่วนหลังรายการนอก mainnet ได้ดำเนินการและได้ลดค่าใช้จ่าย ก่อนที่จะถูกบันทึกลงบน Ethereum blockchain โดยใช้รายการบัญชีขนาดเล็ก

สิ่งสำคัญคือ Layer 2 solutions ยังคงอาศัยความปลอดภัยของ Ethereum mainnet ไม่ว่า Arbitrum ดำเนินการรายการเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ ความปลอดภัยของ Arbitrum นั้นมาจากความจริงที่ว่าสามารถตรวจสอบการคำนวณของ Arbitrum ทั้งหมดบน Ethereum mainnet ได้ หากผู้ใดพยายามโกง Arbitrum จะมีระบบการตรวจสอบแบบ dispute resolution ที่จะจับการโกงได้และแก้ไขมัน

วิธีการทำงานของ Optimistic Rollups

Optimistic rollups ทำงานโดยเอาชนะแนวคิดพื้นฐาน: สมมติว่ารายการทั้งหมดนั้นถูกต้องโดยค่าเริ่มต้น และเพียงแต่ตรวจสอบเมื่อมีใครสงสัยว่ามีการสมคบคิด นี่อยู่ในทางตรงข้ามกับวิธีการ zk-rollups ซึ่งพิสูจน์ความถูกต้องของแต่ละรายการทั้งหมด

เมื่อผู้ใช้ส่งรายการ Arbitrum ก่อนอื่นมันจะรับค่าธรรมเนียมถูกเสียบลงในเครือข่าย Arbitrum เครือข่ายประมวลผลรายการนี้ทันทีและได้ผลตอบแทน ผู้ใช้ได้รับความรู้สึกว่ารายการได้ดำเนินการแล้วภายในเวลาไม่กี่วินาที

เบื้องหลังฉากหลัง batch ของรายการ Arbitrum ได้รวมกันเป็นโครงสร้างข้อมูลขนาดใหญ่ที่เรียกว่า rollup block บัตรคณะผู้นำของรายการนี้ได้ส่งไปยัง Ethereum blockchain ในรูปแบบเข้ารหัส เขียนสถานะใหม่ของ Arbitrum บน Ethereum นี้ทำให้แน่นใจว่า Arbitrum สามารถถูกตรวจสอบและทำให้เสถียรบนความปลอดภัยของ Ethereum

สิ่งสำคัญคือ rollup นี้ไม่ได้มีการพิสูจน์ความถูกต้องของแต่ละรายการแต่อย่างใด มันเพียงแต่ส่งข้อมูลไปยัง Ethereum นี้หมายความว่าคนอื่นสามารถพิสูจน์ได้ว่ารายการนี้ไม่ถูกต้องหรือผิดพลาด หากใครพบว่า rollup นี้มีข้อมูลที่ไม่ถูกต้อง พวกเขาสามารถริง challenge ขึ้นมาบน Ethereum ได้ ซึ่งจะส่งผลให้ Arbitrum ต้องแสดงการคำนวณที่ถูกต้องของการทำรายการสเปซเหล่านั้น

ประหยัดค่าธรรมเนียมที่มหาศาลเมื่อเปรียบเทียบกับ Ethereum Mainnet

หนึ่งในประโยชน์ที่มีนัยสำคัญที่สุดของ Arbitrum คือการลดค่าธรรมเนียนอย่างมหาศาล ค่าธรรมเนียน Arbitrum มักจะต่ำกว่า Ethereum mainnet ถึง 90% ตัวอย่างเช่น ถ้าการแลกเปลี่ยนโทเค็น (swap) บน Ethereum mainnet ใช้ค่าธรรมเนียม $15 รายการเดียวกันบน Arbitrum อาจมีค่าใช้จ่ายเพียง $0.15 เท่านั้น

เหตุผลของการลดค่าธรรมเนียนคือ batching รายการต่างๆ ของ Arbitrum ไปยัง Ethereum นี้หมายความว่าค่าใช้จ่ายในการเขียนข้อมูลไปยัง Ethereum ได้กระจายไปทั่วผู้ใช้หลายๆ ร้อย นอกจากนี้ข้อมูลที่ส่งไปยัง Ethereum นี้ได้รับการบีบอัดเพื่อให้ใช้พื้นที่น้อยที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ ซึ่งจะลดค่าธรรมเนียนได้อีกมากขึ้น

ค่าธรรมเนียน Arbitrum ยังขึ้นอยู่กับความแออัดของเครือข่าย ในช่วงเวลาที่ไม่มีความแออัด ค่าธรรมเนียนอาจต่ำกว่า $0.01 ต่อรายการ ในช่วงเวลาที่มีความแออัด ค่าธรรมเนียนอาจเพิ่มขึ้นเป็น $0.50-$1.00 แม้ว่าจะเป็นเช่นนี้ ค่าธรรมเนียนก็ยังคงต่ำกว่า Ethereum mainnet มากทั้งนี้สอนว่า Arbitrum เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับผู้ใช้ที่ต้องการลดต้นทุนการทำรายการ

วิธีการเชื่อมต่อไปยัง Arbitrum จากเครือข่าย Ethereum

การเริ่มต้นใช้ Arbitrum นั้นค่อนข้างตรงไปตรงมา ผู้ใช้ต้องใช้สะพาน (bridge) ในการโอนโทเค็นจาก Ethereum mainnet ไปยัง Arbitrum เครือข่ายมี bridging solutions หลายตัวที่ผู้ใช้สามารถใช้ได้

สะพานที่เป็นทางการที่สุดคือ Arbitrum Bridge ซึ่งเป็นเครื่องมือที่พัฒนาโดยทีม Arbitrum นั่นเอง การใช้ Arbitrum Bridge นั้นค่อนข้างปลอดภัยและเป็นทางการแต่อย่างไรก็ตามการถ่ายโอนอาจใช้เวลาหลายนาทีถึง 1 ชั่วโมง เนื่องจากสะพานนี้ต้องรอให้ batch ของรายการได้ส่งไปยัง Ethereum

ทางเลือกอื่นคือการใช้ bridging solutions ของบุคคลที่สาม เช่น Stargate, Across, หรือ Hop Protocol บริดจ์เหล่านี้มักเร็วกว่า เพราะพวกเขาสามารถจ่ายโทเค็นตรงไปยังผู้ใช้โดยใช้กลไก liquidity provisioning แต่อย่างไรก็ตามการใช้บริดจ์บุคคลที่สามนี้อาจมีค่าธรรมเนียมเล็กน้อยเพิ่มเติม

ขั้นตอนการใช้ Arbitrum Bridge นั้นค่อนข้างง่าย ผู้ใช้เพียงแต่ต้องเลือกจำนวนโทเค็นที่พวกเขาต้องการโอน ยืนยันรายการบน Ethereum mainnet ส่วนตัวเอง จากนั้นโทเค็นจะปรากฏบน Arbitrum ได้ในเวลาสั้น ๆ

โครงการและแอปพลิเคชันที่ได้รับความนิยมบน Arbitrum

Arbitrum ได้เติบโตขึ้นมาเป็นจุดหมายปลายทางของการพัฒนาที่ได้รับการสนับสนุนจำนวนมากในวงการ DeFi มีโครงการหลักๆ จำนวนมากที่ทำงานบน Arbitrum ซึ่งรวมถึงบางส่วนของโครงการที่ใหญ่ที่สุดในการเงินแบบกระจายอำนาจ (DeFi)

หนึ่งในโครงการที่สำคัญที่สุดบน Arbitrum คือ Uniswap ซึ่งเป็นการแลกเปลี่ยนที่ถูกกระจายอำนาจที่ใหญ่ที่สุด Uniswap บน Arbitrum ให้บริการอัตราการแลกเปลี่ยนที่ยอดเยี่ยมและต้นทุนต่ำ อีกโครงการที่สำคัญคือ Curve Finance ซึ่งให้บริการแลกเปลี่ยนเสถียร (stablecoin swaps) ที่มีค่าธรรมเนียมต่ำมาก

บน Arbitrum มีโครงการ Aave ซึ่งเป็นหนึ่งในโปรโตคอล lending ที่ใหญ่ที่สุด ผู้ใช้สามารถให้กู้ยืมโทเค็นของพวกเขาและรับผลตอบแทนจากดอกเบี้ยที่พวกเขาได้รับ โครงการ Compound ก็เป็นตัวเลือกอื่นสำหรับการให้กู้ยืมและการยืมโทเค็น

ในด้านการเดิมพันโทเค็น Arbitrum ยังมีโครงการอื่นๆ เช่น Balancer, GMX, และ Camelot ซึ่งให้บริการยิ่งหลากหลาย ในส่วนของ NFT Arbitrum มี OpenSea ซึ่งเป็นตลาด NFT ที่ใหญ่ที่สุด Arbitrum ยังมีเกมบน blockchain เช่น Alchemy ซึ่งเป็นเกมพัฒนาความสัมพันธ์แบบออนไลน์

ความปลอดภัยของ Arbitrum และระบบการตรวจสอบ (Dispute Resolution)

ความปลอดภัยของ Arbitrum ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่ากระบวนการทั้งหมดที่ดำเนินการบน Arbitrum สามารถตรวจสอบได้บน Ethereum blockchain ซึ่งหมายความว่าหากมีใครพยายามโกง ผู้อื่นจะสามารถจับความผิดได้และตรวจสอบความเป็นจริง

ระบบการตรวจสอบของ Arbitrum ใช้สิ่งที่เรียกว่า optimistic rollups หลักการพื้นฐานคือ: ทุกคนสมมติว่า validator ทำหน้าที่อย่างถูกต้อง แต่หากใครพบข้อมูลที่ไม่ถูกต้อง พวกเขาสามารถท้ายวาง challenge ได้ ถ้า challenge นี้ได้รับการพิสูจน์ว่าถูกต้อง validator ที่ผิดพลาดจะสูญเสียเงินค้ำประกัน

การท้ายวาง challenge ของ Arbitrum ใช้กลไกที่เรียกว่า interactive proving ซึ่งหมายความว่าเมื่อมี challenge ผู้ท้ายวางและ validator จะเล่นเกมตรรมวินัยแบบโต้ตอบบน Ethereum ในเกมนี้พวกเขาจะบีบอัดความไม่สอบตรวจผ่านการสอบถามหนึ่งข่อไปข่อเดียว จนกว่าจะเหลือเพียงการคำนวณเพียงขั้นตอนเดียว ซึ่งสามารถตรวจสอบได้โดยใช้โปรแกรมจำลองรหัสเดียว

กลไกนี้ยุ่งซับซ้อนแต่มีประสิทธิภาพสูง สิ่งนี้หมายความว่าแม้ว่า Arbitrum จะไม่ได้พิสูจน์แต่ละการคำนวณล่วงหน้า มันก็ยังมีการรับประกันความปลอดภัยที่เทียบเท่ากับ Ethereum หรือแม้แต่เชือก proofs

เปรียบเทียบ Arbitrum กับ Layer 2 Solutions อื่นๆ

มีหลากหลาย Layer 2 solutions บน Ethereum แต่ละตัวมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง

Optimism เป็น Layer 2 อื่นที่ใช้เทคโนโลยี optimistic rollup คล้ายกับ Arbitrum มากเพียงแต่แตกต่างกันในรายละเอียดการใช้งาน Optimism มักจะถูกมองว่าเป็นคำขอบธรรมชาติของ Arbitrum ในด้านบางอย่างเช่นในปัจจุบัน Optimism มีต้นทุนคำนวณต่ำกว่า Arbitrum เล็กน้อยโครงการที่ได้รับความนิยมบน Optimism ได้แก่ Uniswap, Aave, และอื่นๆ

Starknet และ zkSync เป็น Layer 2 solutions ที่ใช้เทคโนโลยี zero-knowledge rollups (zk-rollups) แทน optimistic rollups มีข้อดีคือสามารถตรวจสอบการคำนวณได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องไปตรวจสอบบน Ethereum อย่างเต็มที่ ข้อเสียก็คือการสร้าง zero-knowledge proofs นั้นต้องใช้การคำนวณที่ซับซ้อนมากขึ้น

Polygon (หรือ Matic) เป็น sidechain ที่ทำงานโดยเป็นอิสระจาก Ethereum แต่ยังคงโอเคเชื่อมต่ออยู่กับ Ethereum Polygon มี throughput ที่สูงมากแต่ข้อเสียคือขาดความปลอดภัยบางอย่างเมื่อเทียบกับ optimistic rollups

โดยรวมแล้ว Arbitrum มีข้อดีตรงที่รวมความ throughput สูง ค่าธรรมเนียมต่ำ และความปลอดภัยจาก Ethereum ร่วมกัน ทำให้มันเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับผู้ใช้ส่วนใหญ่

โครงการและแผนอนาคตของ Arbitrum

ทีม Arbitrum มีแผนการพัฒนาที่มหาศาลสำหรับอนาคต หนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุดคือการพัฒนา Arbitrum Nitro ซึ่งเป็นการอัปเกรดของสถาปัตยกรรม Arbitrum ที่อนุญาตให้ความสามารถในการคำนวณสูงขึ้น

อีกแผนหนึ่งคือการพัฒนา Stylus ซึ่งเป็นระบบที่ให้ผู้พัฒนาสามารถเขียน smart contracts โดยใช้ภาษาโปรแกรมต่างๆ ได้ เช่น Rust และ C++ นอกเหนือจาก Solidity เดิม สิ่งนี้จะทำให้ประสิทธิภาพของ smart contracts บน Arbitrum เพิ่มขึ้นได้มากมาย

Arbitra ยังมีแผน L3 solutions ซึ่งเป็นการสร้าง Layer 3 ขึ้นมาบน Arbitrum เอง เรื่องนี้จะให้ประสิทธิภาพที่มีมากขึ้นสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการ throughput สูงสุด

ข้อควรระวังและความเสี่ยงเมื่อใช้ Arbitrum

แม้ว่า Arbitrum เป็น Layer 2 solution ที่ปลอดภัยอย่างมาก แต่ก็ยังมีความเสี่ยงบางอย่างที่ผู้ใช้ควรตระหนัก

ประเด็นแรกคือความเสี่ยงของสัญญา (contract risk) สัญญาที่ใช้บน Arbitrum ยังเป็นรหัสที่เขียนโดยมนุษย์ หากมีข้อบกพร่องในรหัสนี้ ผู้ใช้อาจสูญเสียเงินทั้งหมดของพวกเขา ความเสี่ยงนี้มีอยู่เสมอบน Layer 1 ด้วยแต่อย่างไรก็ตาม ประวัติศาสตร์แสดงว่าโครงการบน Arbitrum ส่วนใหญ่ได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดแล้ว

ความเสี่ยงที่สองคือความเสี่ยงของเครือข่าย (network risk) หากมีข้อบกพร่องพื้นฐานในเครือข่าย Arbitrum เองผู้ใช้อาจสูญเสียเงินทั้งหมด อย่างไรก็ตาม Arbitrum มีการตรวจสอบอย่างหนักแน่นและการทดสอบก่อนการสถาปนา

ความเสี่ยงที่สามคือความเสี่ยง bridge (bridge risk) เมื่อโอนเงินจาก Ethereum ไปยัง Arbitrum มีข้อบกพร่องเล็กน้อยในการสะพาน หากเกิดข้อบกพร่องในการสะพาน เงินของผู้ใช้อาจติดอยู่ที่ Ethereum หรือ Arbitrum และเรียกคืนไม่ได้

ทำงานและสร้าง Applications บน Arbitrum

สำหรับผู้พัฒนา Arbitrum มีข้อมูลมากมายและเครื่องมือสำหรับการสร้างแอปพลิเคชนบน Arbitrum

อย่างแรกสุด ผู้พัฒนาจำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับ Solidity ซึ่งเป็นภาษาการเขียนโปรแกรม smart contract ทั่วไป Arbitrum ยังสนับสนุน Vyper และภาษาอื่นๆ แต่ Solidity เป็นที่นิยมสูงสุด

เครื่องมือสำหรับการพัฒนาบน Arbitrum ได้แก่ Hardhat, Truffle, และ Foundry ที่ผู้พัฒนาสามารถใช้เพื่อสร้าง test และ deploy smart contracts

หนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุดคือว่า Arbitrum ใช้ Ethereum Virtual Machine (EVM) สิ่งนี้หมายความว่ารหัส Solidity ที่เขียนบน Ethereum นั้นสามารถนำมาใช้บน Arbitrum ได้โดยไม่มีการแก้ไขมากนักหรือไม่มีการแก้ไขเลย

สำหรับผู้พัฒนาที่ต้องการความสามารถในการคำนวณที่มากขึ้น Arbitrum ใหม่ล่าสุด (Arbitrum Nitro) ให้ความสามารถในการใช้ WASM (WebAssembly) ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของ smart contracts

คำถามที่พบบ่อย

สรุป

Arbitrum เป็นตัวแปรสำคัญในการสร้างโลก Ethereum ที่ปรับขนาดได้และใช้งานได้จริง ด้วยการลดค่าธรรมเนียนถึง 90% เพิ่มความเร็วของการทำรายการ และรักษาความปลอดภัยจาก Ethereum ไว้อย่างเต็มที่ Arbitrum ได้เปลี่ยนแปลงผู้ใช้ DeFi ที่เพียงแต่ไม่สามารถจ่ายค่าธรรมเนียน mainnet ได้ การเข้าใจ Arbitrum นั้นสำคัญสำหรับการทำงานกับ blockchain บนปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นการซื้อขาย lending หรือการพัฒนา applications Arbitrum มีอนาคตที่สดใส พร้อมกับ upgrades เช่น Stylus และ Arbitrum Chains ที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพและสามารถในการใช้งานได้อีกเพิ่มมากขึ้น

บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อการศึกษาเท่านั้น ไม่ถือเป็นคำแนะนำทางการเงิน