自于將L2重新定義為以太坊之上的“樂觀”分叉選擇規(guī)則。形式化大量借鑒了CBC Casper的研究，并將2層描述為1層共識(shí)的直接延伸。這意味著在單一理論和虛擬機(jī)：OVM下可能統(tǒng)一所有“2層可伸縮性”的結(jié)構(gòu)（閃電，plasma等）。

介紹OVM的語言

簡(jiǎn)述如何使用通用爭(zhēng)議合約端到端地編譯一類L2應(yīng)用程序。

第1部分：使用統(tǒng)一語言描述L2

第1層（L1）為我們提供了一個(gè)值得信賴但價(jià)格昂貴的虛擬機(jī)（VM）。第2層提供了一個(gè)有效而昂貴的L1 VM的接口 - 而不是直接更新L1狀態(tài)的事務(wù)，我們使用離線數(shù)據(jù)來保證L1狀態(tài)會(huì)發(fā)生什么。我們稱此保證為“樂觀的決定”。

做出樂觀決策的三個(gè)步驟：

1、看看L1，找出未來可能發(fā)生的事情。

2、查看鏈外消息以及它們保證在L1中使用的內(nèi)容。

3、基于這些保證，限制我們對(duì)未來L1狀態(tài)的期望。

我們將此過程描述為OVM狀態(tài)轉(zhuǎn)換函數(shù)的一部分。然而，首先讓我們通過一些關(guān)鍵概念來構(gòu)建“限制對(duì)未來L1狀態(tài)的期望”的想法。

概念1：以太坊期貨圓錐體

可以想象未來的以太坊狀態(tài)是一個(gè)無限的擴(kuò)展，其中包含了區(qū)塊鏈可能發(fā)生的一切。每個(gè)可以簽署的交易，都可能慧被黑客攻擊的DAO。為了避免陳詞濫調(diào)，這篇文章不會(huì)提到“量子”這個(gè)詞。

然而，即使面對(duì)無限期貨，我們?nèi)匀豢梢愿鶕?jù)以太坊虛擬機(jī)的規(guī)則限制未來的可能。例如，在EVM中，如果5 ETH被燒掉到地址0x000…，我們知道所有未來的以太坊模塊仍將燒掉5 ETH。這與CBC未來的協(xié)議狀態(tài)類似（Barnab_Monnot在這里提供了很好的例子?。?。

我們可以將逐漸限制可能的未來的過程可視化為一個(gè)無限大的“錐形”可能性，每當(dāng)我們挖掘并最終確定一個(gè)新區(qū)塊時(shí)，這些可能性就會(huì)縮小。

注意，在L1中對(duì)可能的未來狀態(tài)的所有限制都是通過挖掘并形成關(guān)于（最終確定）新塊的共識(shí)來完成的 - 這個(gè)過程在EVM內(nèi)產(chǎn)生不可逆的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

概念2：本地信息

L2利用本地信息（例如鏈下消息）擴(kuò)展共識(shí)協(xié)議。 例如帶符號(hào)的通道更新，或plasma區(qū)塊的包含證明。

OVM使用這些本地信息做出樂觀的決策——我們稱新決策為OVM狀態(tài)轉(zhuǎn)換。但首先OVM必須定義其用于衍生未來以太坊狀態(tài)的假設(shè)。

概念3：本地假設(shè)

OVM程序定義了基于本地信息確定以太網(wǎng)狀態(tài)可能的假設(shè)。這可以表示為函數(shù)satisfies_assumptions（guess，ethereum_state，local_information）=》 true / false。如果satisfies_assumptions（。..）返回true，那么ethereum_state可以基于這些特定的假設(shè)和我們的local_information。

在許多L2解決方案中，這采取“爭(zhēng)議活躍假設(shè)”的形式。例如，通道中的參與者假設(shè)他們將對(duì)任何惡意撤回提出異議。因此，對(duì)于包含惡意、無可爭(zhēng)議的退出的任何以太坊狀態(tài)，我們都會(huì)返回false。

概念4：樂觀決策

隨著我們本地的假設(shè)消除了未來的不可能性，我們最終可能會(huì)對(duì)未來做出“樂觀的決定”。以下是支付通道中常見的樂觀決策：

樂觀地決定余額（上面定義了我們的三步流程）：

1、查看L1并確定Alice與Bob在付款通道中。

2、查看離線消息確定：a）Alice擁有最高簽名的nonce，發(fā)送她的5個(gè)ETH; b）Alice可以在爭(zhēng)議期后撤回其5個(gè)ETH; c）Alice可以根據(jù)她的“爭(zhēng)議活躍假設(shè)”回復(fù)任何無效的提款。

3、將我們對(duì)未來L1狀態(tài)的期望限制為僅向Alice發(fā)送了5個(gè)ETH的狀態(tài)。

Alice現(xiàn)在樂觀地決定，在以太坊的所有未來狀態(tài)中，她最終將擁有至少5個(gè)以太坊幣。而無需啟動(dòng)鏈上交易！

概念5：樂觀的期貨圓錐體

請(qǐng)記住，“以太坊期貨錐”僅受最終確定塊的限制-這是一個(gè)完全可追溯的過程。在最后一節(jié)中，我們回顧了一種樂觀的方法，這種方法基于本地信息和本地對(duì)未來的假設(shè)來限制期貨，這是一個(gè)前瞻性的過程。這兩種方法可以相互“分層”，以充分利用這兩個(gè)領(lǐng)域：區(qū)塊鏈共識(shí)的安全性，以及本地消息傳輸?shù)乃俣?、效率和隱私。

我們可以用一個(gè)期貨錐體來可視化這個(gè)混合過程，這個(gè)錐體不僅在每個(gè)塊之后限制未來的以太坊狀態(tài)，而且基于本地信息限制塊之間的未來狀態(tài)。在OVM中，決定一個(gè)新的限制被認(rèn)為是“狀態(tài)轉(zhuǎn)換”。

統(tǒng)一語言

以上概念可以用作2層的共享語言和執(zhí)行模型的基礎(chǔ)。這包括：

· 零確認(rèn)交易

· 閃電網(wǎng)絡(luò)

· 跨分片狀態(tài)方案

· plasma，通道，Truebit

在這篇文章的第2部分中，我們將擴(kuò)展這種語言，并展示如何通過構(gòu)造正確的方法激勵(lì)特定的OVM運(yùn)行時(shí)?；谝浑A邏輯，它支持現(xiàn)有的L2設(shè)計(jì) - 包括ETH2的設(shè)計(jì)。

但是首先，如果你和我們一樣古怪，想要看一些奇特的數(shù)學(xué)，下面是我們剛剛回顧的關(guān)鍵概念的形式化：

更進(jìn)一步：構(gòu)建一個(gè)OVM runtime

當(dāng)意識(shí)到L2可以用統(tǒng)一的語言來描述時(shí)，我們很快發(fā)現(xiàn)：我們?nèi)绾问顾杏?？我們能?chuàng)建一個(gè)通用的二級(jí)運(yùn)行時(shí)環(huán)境，支持不同的二級(jí)設(shè)計(jì)嗎？

事實(shí)證明，對(duì)于廣泛的OVM程序，我們是可以的。訣竅是建立一個(gè)爭(zhēng)議合同，解釋OVM所基于的相同數(shù)學(xué)表達(dá)式。這使得用謂詞邏輯編寫的高級(jí)語言成為可能。

普遍爭(zhēng)議合同

為此，我們創(chuàng)建了一個(gè)仲裁合同處理用戶提交的“索賠”表達(dá)式，該表達(dá)式的值為真/假。例如，“hash X的預(yù)映像不存在?！?/p>

爭(zhēng)議涉及邏輯上相互矛盾的反索賠。例如，“hash x的preimage確實(shí)存在”將與第一個(gè)聲明相矛盾。這概括了二級(jí)語言的“挑戰(zhàn)”：到了最后，所有的爭(zhēng)議都是邏輯矛盾（不能都是真的）。

在爭(zhēng)議超時(shí)后，合同可以對(duì)無異議的索賠作出真實(shí)的裁決。然而，如果出現(xiàn)矛盾，就需要做出選擇。判斷真/假語句的邏輯稱為斷言演算。

斷言2.0（Predicates）

在開發(fā)廣義Plasma時(shí)，我們認(rèn)識(shí)到可插拔的“斷言合約”支持自定義樂觀執(zhí)行。我們現(xiàn)在理解的是，一個(gè)可插入的斷言系統(tǒng)不是廣義plasma，而是廣義第2層。

斷言合約是邏輯上的“評(píng)估者”——決定輸入的是真是假。關(guān)鍵是他們可以根據(jù)其他斷言來決定。這就意味著一小組交互斷言可以仲裁大量的L2系統(tǒng)。

斷言實(shí)例

讓我們回顧一下一階邏輯中使用的一些示例謂詞。

NOT

該斷言執(zhí)行邏輯否定：NOT（aPredicate， anInput），聲稱aPredicate（anInput）可能會(huì)引發(fā)矛盾。

AND

該斷言是邏輯AND運(yùn)算符，采用形式AND（predicate1，input1，predicate2，input2）。它可以與NOT（predicate1，input1）或NOT（predicate2，input2）相矛盾。

WITNESS_EXISTS

此斷言聲稱存在某些見證數(shù)據(jù)：WITNESS_EXISTS（verifier， parameters） 。它是使用活躍度假設(shè)給L2系統(tǒng)提供的基本構(gòu)建塊區(qū)塊鏈。只有當(dāng)它收到一些witness，類似verifier.verify（parameters， witness） 返回true時(shí)，它才會(huì)確定為真。

UNIVERSAL_QUANTIFIER

這個(gè)斷言代表基于一些量詞（“such that”）的通用量化（“for all”） - UNIVERSAL_QUANTIFIER（aQuantifier，aPredicate）。當(dāng)且僅當(dāng)aQuantifier.quantify（someInput）返回true時(shí)，它與NOT（aPredicate，someInput）相矛盾。

組成狀態(tài)通道

一類被廣泛理解的2層系統(tǒng)是狀態(tài)通道，所以讓我們用斷言組成一個(gè)狀態(tài)通道。退出狀態(tài)通道就像聲稱以下內(nèi)容：“對(duì)于所有狀態(tài)更新，其nonce值高于此withdrawn_update，所有通道參與者都不存在一致簽名?！?/p>

那么，對(duì)于普遍爭(zhēng)議合同，我們會(huì)聲稱如下：

UNIVERSAL_QUANTIFIER（HAS_HIGHER_NONCE_QUANTIFIER（withdrawn_update），NOT（WITNESS_EXISTS（VERIFY_MULTISIG，withdrawn_update.participants）））

對(duì)于Math人員，這可能看起來更熟悉如下表達(dá)式：

因此，可以通過組合四個(gè)簡(jiǎn)單斷言來構(gòu)建狀態(tài)通道。

樂觀的未來

由于斷言很少，這種通用爭(zhēng)議合約可以仲裁許多L2系統(tǒng)：plasma風(fēng)格，狀態(tài)通道，樂觀的交叉分片狀態(tài)方案，Truebit等。斷言運(yùn)行時(shí)為每種方法提供了一個(gè)共享平臺(tái) - 支持改進(jìn)的開發(fā)人員工具。它有效地將L2開發(fā)人員的工作減少了一半，因?yàn)橹^詞表達(dá)式在鏈上和鏈外解釋。

除了斷言runtime，ovm還有更廣泛的含義：

· 溝通-先前定制概念的數(shù)學(xué)模型。

· 互操作性-所有樂觀執(zhí)行的共享內(nèi)存。

· 安全性-二級(jí)語言和斷言runtime的形式證明。