Arbitrum和Optimism是以太坊Layer2扩容的主要项目，因为两者是以Rollup为技术核心实现的二层扩容，符合以太坊未来发展方向。
但面对未来丰富的生态应用预期，需要一个虚拟机来实现可编辑能力。因为Rollp的技术核心，却让这个方向成为一个实现略难的技术需求，目前两者也限于虚拟机并不成熟。使得在这一层的可编辑能力有所限制。
今天本文中，我们将摘录资料来了解Arbitrum网络的虚拟机设计原理。
AVM设计的起点是基于以太坊虚拟机(EVM)，因为Arbitrum目标是高效地执行为EVM编写或编译的程序，所以Arbitrum并未更改EVM设计的绝大部分。例如，AVM采用EVM的数据类型以及对EVM整数进行的操作指令等。
声音 | 工信部：将推动成立全国区块链和分布式记账技术标准化委员会:工信部网站近日发布的《对十三届全国人大二次会议第1394号建议的答复》称，将推动成立全国区块链和分布式记账技术标准化委员会，体系化推进标准制定工作。加快制定关键急需标准，构建标准体系。积极对接ISO、ITU等国际组织，积极参与国际标准化工作。[2019/11/6]
这样看来，AVM和EVM之间的差异源于Arbitrum的layer2需求和Arbitrum的多轮挑战协议。
执行与证明
与EVM架构不同，Arbitrum需要支持本地执行和受信证明。基于EVM的系统通过重新执行有争议的代码来解决争议，而Arbitrum依赖于形成最终证明的挑战协议解决争议。
声音 | IPFS.Fund创始人周欢：分布式存储是赋能实体产业最重要的方向:在“分布式存储的未来机遇与挑战”圆桌论坛，在面对IPFS星鉴网CEO江江发起的“如何看待分布式存储与实体经济结合的现状”的提问时，IPFS.Fund创始人周欢表示，今年是整个区块链行业非常大的热点，区块链峰会已经有上千场了，从过年开始。我已经研究了分布式存储2年了，看到了分布式存储、人工智能、区块链、5G等等这个时代很重要的话题，通过我的研究判断其实是分布式存储是赋能实体产业最重要的方向。喊这么多年离我们还是有那么多距离，是因为分布式存储技术发展其实还没有得到整个发展需求。
只有当分布式存储之后，所有数据能通过分布式存储的方式，每一家企业不管是大企业还是小公司，据能够平等的时候，才能达到低门槛的状态。人工智能、5G这些企业如果没有分布式存储，没有基础设施跟上的话，其实是很难发展起来的。[2019/8/11]
Arbitrum希望在本地可信环境中针对速度做优化执行，因为本地执行是常见情况。系统很少需要证明，但需要一直保持准备证明的状态。
动态 | 奢侈时装品牌Alyx将使用IOTA的分布式账本技术进行供应链跟踪:据cointelegraph报道，奢侈时尚品牌Alyx打算使用IOTA的分布式账本技术（DLT）进行供应链跟踪。通过使用APP扫描QR码，可以跟踪物品从其创建到销售点所经过的路线。[2019/5/16]
操作系统
Arbitrum使用2层操作系统ArbOS。ArbOS控制单独合约的执行，以将它们彼此隔离并跟踪它们的资源使用情况。
此外，上面这些功能是执行在2层的可信软件中，而不是像以太坊那样将可信添加到的1层网络搭建的强制规则中，这样参与者都会从2层较低的计算和存储成本中受益，而不是必须将这些资源成本作为1层EthBridge合约的一部分进行管理，增加成本。
Merkleize
任何依赖断言和争议解决的2层协议都必须定义一个规则，用于对虚拟机的完整状态进行Merkle哈希。该规则必须是架构定义的一部分，因为它依赖于解决争议。
维护的Merkle哈希在需要重新计算时也需要保持有效。这会带来一些构建内存的影响。任何大型且可变的存储结构对于Merkleize来说都是较贵的，并且Merkleize的算法必须是架构规范的一部分。
AVM架构通过只有大小有限、不可变的内存对象来应对这一需求，这些对象可以通过引用包含其他元组。元组不能就地修改，但有一条指令可以复制带有修改的元组。这允许构建树结构，其行为类似于大型平面存储器。通过访问在内部使用元组的库，应用程序可以使用诸如大型平面数组、键值存储等功能。
元组的语义使得创建元组的循环结构变得不可能，因此AVM实现可以通过使用引用计数的、不可变的结构来安全地管理元组。每个元组值的哈希只需要计算一次，因为内容是不可变的。
代码点
代码的常规组织是存储指令的线性阵列，并需要保持指向下一条指令的程序计数器。使用这种传统方法，证明执行指令需要对数时间和空间，因为必须提供Merkle证明来证明当前PC下的指令。
AVM使用这种传统的执行方法，但它增加了一个功能，使证明和证明检查需要恒定的时间和空间。出于证明目的，“程序计数器”被替换为“当前代码点哈希”值，它是机器状态的一部分。
在正常执行中，实现通常只使用传统架构上的PC值。但是，当需要证明时，证明者可以使用查找表来获取与任何相关PC对应的代码点哈希值。
来源：金色财经
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