Глубокий анализ жизненного цикла сделки: технические различия между Ethereum, Solana и Aptos

Сравнение технических характеристик различных блокчейнов может показаться скучным или односторонним из-за различий в точках зрения. Чтобы полностью понять различия между Aptos и другими блокчейнами, неплохим выбором будет рассмотреть жизненный цикл транзакции. Анализируя полный процесс транзакции от создания до обновления окончательного состояния, включая создание и инициирование, распространение, сортировку, выполнение и обновление состояния, мы можем четко понять проектные идеи и технические компромиссы каждого блокчейна.

Все транзакции в блокчейне разворачиваются вокруг этих пяти шагов. В этой статье мы сосредоточимся на Aptos, проанализируем его уникальный дизайн и сравним с Ethereum и Solana.

Aptos: Оптимистичная параллельная и высокопроизводительная архитектура

Aptos является публичной цепочкой, ориентированной на высокую производительность. Хотя жизненный цикл транзакций аналогичен Ethereum, она достигает значительного повышения производительности благодаря уникальному оптимистичному параллельному выполнению и оптимизации пула памяти.

Создание и инициирование

Сеть Aptos состоит из легких узлов, полных узлов и валидаторов. Пользователи инициируют транзакции через легкие узлы (, такие как кошельки или приложения ), легкие узлы передают транзакции ближайшим полным узлам, а полные узлы затем синхронизируются с валидаторами.

вещание

Aptos сохранил пул памяти, но после QuorumStore между пулами памяти больше не происходит обмена. В отличие от Ethereum, пул памяти Aptos не просто буфер для транзакций. После того, как транзакции попадают в пул памяти, система предварительно сортирует их согласно определённым правилам (, таким как FIFO или плата за газ ), чтобы обеспечить отсутствие конфликтов при параллельном выполнении транзакций. Эта конструкция избегает высоких аппаратных требований, необходимых для предварительного объявления наборов чтения и записи, как в Solana.

сортировка

Aptos использует согласование AptosBFT, при этом proposers принципиально не могут свободно сортировать транзакции, aip-68 предоставляет proposers дополнительные права на заполнение отложенных транзакций. Предварительная сортировка в памяти уже завершена для избежания конфликтов, создание блоков больше зависит от сотрудничества между валидаторами, а не от доминирования proposers.

выполнить

Aptos использует технологию Block-STM для реализации оптимистичного параллельного выполнения. Транзакции предполагаются без конфликтов и обрабатываются одновременно; если после выполнения обнаруживаются конфликты, затронутые транзакции будут повторно выполнены. Этот подход в полной мере использует многоядерные процессоры для повышения эффективности, TPS может достигать 160 000.

обновление статуса

Состояние синхронизации валидаторов, финализация подтверждается контрольной точкой, аналогично механизму Epoch в Ethereum, но с большей эффективностью.

Основное преимущество Aptos заключается в сочетании оптимистичного параллелизма и предсортировки в памяти, что снижает требования к производительности узлов и значительно увеличивает пропускную способность.

Ethereum: Бенчмарк последовательного выполнения

Ethereum, как создатель смарт-контрактов, является исходной точкой технологии публичных цепей, а его жизненный цикл транзакций предоставляет базовую структуру для понимания Aptos.

Жизненный цикл транзакций Ethereum

• Создание и инициирование: Пользователи начинают транзакции через кошелек через релейный шлюз или RPC-интерфейс.

• Трансляция: Сделка вошла в публичный мемпул, ожидает упаковки.

• Сортировка: после обновления PoS строители блоков упаковывают транзакции по принципу максимизации прибыли, а затем подают их предложителю после торга на релейном уровне.

• Выполнение: последовательная обработка транзакций EVM, обновление состояния в одном потоке.

• Обновление статуса: блок должен быть подтвержден через две контрольные точки для достижения окончательности.

Серийное выполнение и дизайн пула памяти Ethereum ограничивают производительность, время блока составляет 12 секунд на слот, а TPS относительно низкий. В отличие от этого, Aptos достиг качественного скачка благодаря параллельному выполнению и оптимизации пула памяти.

Solana: максимальная оптимизация с детерминированным параллелизмом

Solana известен высокой производительностью, его жизненный цикл транзакций значительно отличается от Aptos, особенно в отношении мемпула и способа выполнения.

Жизненный цикл交易 Solana

• Создание и инициирование: пользователи инициируют транзакцию через кошелек.

• Трансляция: нет публичного пула памяти, сделки отправляются напрямую текущему и следующим двум предложителям.

• Сортировка: Предложитель на основе PoH( Доказательства истории) упаковывает блоки, время блока составляет всего 400 миллисекунд.

• Выполнение: Виртуальная машина Sealevel использует детерминированное параллельное выполнение, необходимо заранее объявить наборы чтения и записи, чтобы избежать конфликтов.

• Обновление статуса: Быстрое подтверждение BFT-консенсуса.

Solana не использует пул памяти, чтобы избежать узких мест в производительности. Поскольку нет пула памяти, а также благодаря уникальному консенсусу PoH Solana, узлы могут быстро достигать согласия по порядку транзакций, устраняя необходимость ожидания в пуле памяти, и транзакции могут почти мгновенно завершаться. Однако это также означает, что в случае перегрузки сети транзакции могут быть отклонены, а не ждать, и пользователю необходимо повторно отправить их.

В отличие от этого, оптимистичное параллельное выполнение Aptos не требует объявления наборов чтения и записи, порог для узлов ниже, а TPS выше.

Два пути параллельного выполнения: Aptos против Solana

Исполнение транзакции представляет собой обновление состояния блока, это процесс преобразования команд транзакции в конечное состояние. Параллельное выполнение означает одновременное вычисление состояния сети несколькими ядрами процессора. В настоящее время на рынке параллельное выполнение делится на два типа: детерминированное параллельное выполнение и оптимистичное параллельное выполнение, различие заключается в том, как обеспечить отсутствие конфликтов между параллельными транзакциями.

• Определяемая параллельность ( Solana ): перед трансляцией транзакции необходимо задекларировать наборы на чтение и запись, движок Sealevel обрабатывает параллельные транзакции без конфликтов на основе деклараций, конфликтующие транзакции выполняются последовательно. Преимущества: высокая эффективность, недостатки: высокие требования к оборудованию.

• Оптимистичное параллельное выполнение ( Aptos ): предполагается, что транзакции не конфликтуют, после параллельного выполнения Block-STM проверяются, если есть конфликты, то повторяются. Предварительная сортировка в пуле памяти снижает риск конфликтов, нагрузка на узлы становится меньше.

Пример: Баланс счета A 100, транзакция 1 переводит 70 B, транзакция 2 переводит 50 C. Solana подтверждает конфликты заранее через декларации и обрабатывает по порядку; Aptos выполняет параллельно и, если обнаруживает недостаток баланса, корректирует заново. Гибкость Aptos делает его более масштабируемым.

Оптимистичное параллельное выполнение подтверждения конфликтов через пул памяти

Оптимистичная параллельная гипотеза предполагает, что транзакции не будут конфликтовать и не требуют предварительного объявления. Однако, чтобы избежать большого количества конфликтов, приводящих к зависанию публичной цепи, Aptos выполняет предсортивку на этапе трансляции транзакций.

На Aptos, после того как транзакции попадают в общую память, они предварительно сортируются в соответствии с правилами (, такими как FIFO и стоимость газа ), чтобы гарантировать отсутствие конфликтов при параллельном выполнении транзакций внутри блока. Это означает, что у предложителей Aptos фактически нет возможности сортировки транзакций, и в сети отсутствуют строители блоков. Эта предварительная сортировка является ключом к оптимистичному параллелизму Aptos, что позволяет избежать деклараций транзакций, как в Solana, значительно снижая требования к производительности узлов. Влияние памяти Aptos на TPS намного меньше, чем стоимость, связанная с декларацией транзакций в Solana, поэтому TPS Aptos может достигать 160,000, что более чем в два раза превышает Solana.

Наратив, основанный на безопасности, является направлением развития Aptos

RWA

Aptos активно продвигает токенизацию реальных активов и решения для институциональных финансов. Его Block-STM может параллельно обрабатывать множество транзакций по передаче активов, избегая задержек в подтверждении прав собственности, вызванных перегрузкой сети. Предварительная сортировка в памяти обеспечивает последовательное выполнение транзакций, поддерживая надежность записей активов. Модульный дизайн и безопасность языка Move способствуют созданию надежных приложений RWA.

В июле 2024 года Aptos внедрит USDY от Ondo Finance и интегрирует его в основные DEX и приложения для кредитования. В октябре 2024 года Franklin Templeton запустит токен BENJI на Aptos. Aptos также сотрудничает с Libre для продвижения токенизации ценных бумаг, переводя на блокчейн несколько инвестиционных фондов и улучшая доступ институциональных инвесторов.

Платежи с помощью стейблкоинов

Язык Move от Aptos предотвращает двойные расходы с помощью модели ресурсов, обеспечивая точность переводов стейблкоинов. Низкие комиссии за газ делают его конкурентоспособным в сценариях мелких платежей. Предварительная сортировка в памяти и Block-STM гарантируют стабильность платежных транзакций и низкую задержку.

Децентрализованный консенсус AptosBFT снижает риски централизации, модульная архитектура поддерживает встроенные проверки KYC/AML. Aptos способен удовлетворять нормативные требования финансовых учреждений, одновременно обеспечивая эффективность сети.

Преимущества Aptos в области PayFi и платежей со стабильными монетами заключаются в сочетании "безопасности, эффективности и соответствия". В будущем это может способствовать массовому принятию стабильных монет, созданию сети трансакций между странами или сотрудничеству с платежными гигантами для разработки системы расчетов на блокчейне. Высокая пропускная способность и низкие затраты также могут поддерживать сценарии микроплатежей, такие как моментальные вознаграждения для авторов контента.

Резюме: Технологические различия Aptos и будущее повествование

Дизайн Aptos достигает баланса между производительностью и безопасностью. Препроцессинг в памяти в сочетании с оптимистичным параллелизмом Block-STM снижает порог для узлов и обеспечивает высокую пропускную способность в 160,000 TPS. Сохранение механизма препроцессинга гарантирует стабильность сети при высокой нагрузке. Модель ресурсов языка Move обеспечивает более высокую безопасность.

Aptos демонстрирует потенциал в нарративе RWA и PayFi. Высокая пропускная способность поддерживает массовую токенизацию активов, уже заключены партнерства с несколькими финансовыми учреждениями. В сфере платежей низкие затраты, высокая эффективность и соответствие нормам поддерживают микроплатежи и международные расчеты.

В будущем Aptos сможет благодаря нарративу "безопасной ценностной сети" соединить традиционные финансы и блокчейн-экосистему, продолжая активно развиваться в области RWA и PayFi, создавая новую экосистему публичных цепей, сочетающую доверие и масштабируемость.