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。
杭州钱塘：“元宇宙”产业园创业项目最高给予1亿元资助:金色财经报道，杭州钱塘“元宇宙”新天地项目于5月21日上午开园，将围绕数字孪生、人工智能等“元宇宙”核心底层技术，以及游戏、社交、教育等“元宇宙”新型应用场景，引进培育一批创新型中小企业。人才引领计划中，高层次人才来钱塘区创办“元宇宙”产业项目的，给予最高1000万元启动资金和研发费用补助、最高1000平米3年租金补贴、最高1000万元贷款额度贴息支持以及最高1000万元创业发展资助；产业发展紧缺、水平特别突出的创业项目，最高给予1亿元资助。（杭州网）[2022/5/22 3:33:55]
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。
山水比德因其“元宇宙”相关业务信息披露及风险提示不充分收深交所监管函:3月23日消息，3月22日，深交所向山水比德(300844.SZ)发出监管函。监管函指出，2022年2月11日，该公司通过官方网站、官方微信公众号发布消息称，公司成立数字科技总院，下设元宇宙事业部和智慧山水科技公司，并宣布公司正式被中国移动通信联合会元宇宙产业委员会接纳为成员。同时，公司还披露与奇妙之旅文化旅游管理（佛山）有限公司签订元宇宙综合度假旅游区战略合作协议。公司未按照规定在证券交易所的网站和符合中国证监会规定条件的媒体发布前述信息，且未充分说明公司与有关主体签订的战略合作事项和“元宇宙”概念的相关性，未充分提示公司在“元宇宙”领域资源、技术储备等方面的不足以及可能存在的经营风险，相关信息披露不完整、风险提示不充分。公司上述行为违反相关规定。（智通财经）[2022/3/23 14:12:56]
执行与证明
B站陈睿：“元宇宙”是一个技术创新的浪潮，上海需要夺得先机:1月21日消息，上海市政协委员、上海哔哩哔哩科技有限公司董事长兼首席执行官陈睿在参加市政协十三届五次会议专题会议时说，虚拟世界也就是“元宇宙”，是一个技术创新的浪潮，其意义可能和移动互联网带给我们的意义是一样的。如果能在这个点上夺得先机，将充分激发上海在数字经济方面的巨大潜能。他同时认为，上海在发展元宇宙产业，需要基于信任数字资产的基建上做一些突破。（上观新闻）[2022/1/21 9:03:52]
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。
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。
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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