深入理解公链技术差异：交易生命周期视角

比较不同公链的技术特点可能会因观察角度不同而显得复杂。为快速准确把握公链间的区别，选择合适的切入点至关重要。

本文将以一笔交易的生命周期为切入点，分析交易从创建到最终状态更新的完整过程，包括创建与发起、广播、排序、执行和状态更新五个步骤。这种方法可以清晰展示公链的设计思路与技术权衡。以此为基准，我们可以理解不同公链的核心理念，并探索如何在特定公链上开发吸引市场的应用。

所有区块链交易都围绕这五个步骤展开。本文将重点分析Aptos的独特设计，并与以太坊和Solana进行对比。

Aptos：乐观并行与高性能设计

Aptos是一个注重高性能的公链，其交易生命周期虽与以太坊相似，但通过独特的乐观并行执行和内存池优化实现了显著性能提升。Aptos交易生命周期的关键步骤如下：

创建与发起

Aptos网络由轻节点、全节点和验证者组成。用户通过轻节点（如钱包或应用）发起交易，轻节点将交易转发给附近的全节点，全节点再同步至验证者。

广播

Aptos保留了内存池，但在QuorumStore之后内存池之间不共享。与以太坊不同，其内存池不仅是交易缓冲区。交易进入内存池后，系统根据规则（如FIFO或Gas费用）进行预排序，确保后续并行执行时交易无冲突。这种设计避免了需提前声明读写集合的高硬件需求。

排序

Aptos采用AptosBFT共识，提议者原则上无法自由排序交易，aip-68赋予提议者额外填充被延迟交易的权利。内存池预排序已提前完成冲突规避，区块生成更依赖验证者间的协作，而非提议者主导。

执行

Aptos使用Block-STM技术实现乐观并行执行。交易被假设无冲突并同时处理，若执行后发现冲突，受影响的交易会被重新执行。这种方式利用多核处理器提升效率，TPS可达160,000。

状态更新

验证者同步状态，最终性通过检查点确认，类似于以太坊的Epoch机制，但效率更高。

Aptos的核心优势在于乐观并行与内存池预排序的结合，既降低了节点性能需求，又大幅提升了吞吐量。

以太坊：串行执行的基准

以太坊作为智能合约的开创者，是公链技术的原点，其交易生命周期为理解其他公链提供了基础框架。

以太坊交易生命周期

• 创建与发起：用户通过钱包经中继网关或RPC接口发起交易。

• 广播：交易进入公共内存池，等待打包。

• 排序：PoS升级后，区块构建者按利润最大化原则打包交易，中继层竞标后提交给提议者。

• 执行：EVM串行处理交易，单线程更新状态。

• 状态更新：区块需通过两个检查点确认最终性。

以太坊的串行执行和内存池设计限制了性能，区块时间为12秒/插槽，TPS较低。相比之下，Aptos通过并行执行和内存池优化实现了质的飞跃。

Solana：确定性并行的极致优化

Solana以高性能著称，其交易生命周期与Aptos差异显著，尤其在内存池和执行方式上。

Solana交易生命周期

• 创建与发起：用户通过钱包发起交易。

• 广播：无公共内存池，交易直接发送给当前及下两位提议者。

• 排序：提议者基于PoH（Proof of History）打包区块，区块时间仅400毫秒。

• 执行：Sealevel虚拟机采用确定性并行执行，需提前声明读写集合以避免冲突。

• 状态更新：BFT共识快速确认。

Solana不使用内存池的原因是内存池可能成为性能瓶颈。由于没有内存池，以及Solana独特的PoH共识，节点能够快速达成交易顺序共识，避免了交易在内存池中排队的需要，交易几乎可以即时成交。然而，这也意味着在网络过载时，交易可能被丢弃而非等待，用户需重新提交。

相比之下，Aptos的乐观并行无需声明读写集合，节点门槛更低，TPS却更高。

并行执行的两种路径：Aptos vs Solana

交易的执行代表区块状态的更新，是交易发起指令转化为具有最终性状态的过程。节点假设交易成功，计算其对网络状态的影响，这个计算过程就是执行。

区块链中的并行执行指的是多核处理器同时计算网络状态的过程。目前市场上并行执行分为确定性并行执行和乐观并行执行两种方式。这两种开发方向的差异根源在于如何确保并行交易不发生冲突。

确定并行交易依赖项冲突的时机决定了确定性并行执行与乐观并行执行两种开发方向的分化，Aptos与Solana选择了不同方向：

• 确定性并行（Solana）：交易广播前需声明读写集合，Sealevel引擎根据声明并行处理无冲突交易，冲突交易串行执行。优点是高效，缺点是硬件需求高。

• 乐观并行（Aptos）：假设交易无冲突，Block-STM并行执行后验证，若有冲突则重试。内存池预排序降低冲突风险，节点负担更轻。

举例：账户A余额100，交易1转70给B，交易2转50给C。Solana通过声明提前确认冲突，按序处理；Aptos并行执行后若发现余额不足，重新调整。Aptos的灵活性使其更具扩展性。

乐观并行通过内存池来提前完成冲突确认

乐观并行的核心思想是假设并行处理的交易不会冲突，因此在交易执行前，应用端无需提交交易声明。若交易执行后验证时发现冲突，Block-STM会重新执行受影响的交易以确保一致性。

然而在实践中，若不提前确认交易依赖项是否冲突，真实执行时可能出现大量报错，导致公链运行卡顿。因此，乐观并行并非单纯假设交易无冲突，而是在某一阶段提前规避了风险，这个阶段就是交易广播阶段。

在Aptos上，交易进入公共内存池后，会根据一定规则（如FIFO和Gas费用高低）进行预排序，确保一个区块内的交易在并行执行时不会冲突。由此可见，Aptos的提议者实际上不具备交易排序能力，网络中也不存在区块构建者。这种交易预排序是Aptos实现乐观并行的关键。与Solana需引入交易声明不同，Aptos无需此机制，因此对节点性能的要求大幅降低。在确保交易不冲突的网络开销上，Aptos加入内存池对TPS的影响远小于Solana引入交易声明的代价。因此，Aptos的TPS可达160,000，超过Solana一倍以上。

基于安全性的叙事是Aptos的发展方向

RWA

Aptos在RWA领域的优势：

• Block-STM能并行处理多笔资产转移交易，避免网络拥堵导致的确权延迟。
• 内存池预排序确保交易按序进入执行，维持资产记录的可靠性。
• Move语言的模块化设计和安全性，便于构建可靠的RWA应用。
• 安全性和性能的结合，适合与传统金融机构合作，将高价值资产上链。

Aptos在RWA领域的进展：

• 2024年7月，引入Ondo Finance的USDY，市值约1500万美元。
• 2024年10月，富兰克林邓普顿在Aptos上推出BENJI代币。
• 与Libre合作推进证券代币化，将多家投资基金上链。

稳定币支付

Aptos在稳定币支付领域的优势：

• Move语言通过资源模型防止双重支付，确保交易准确性。
• 低Gas费用使其在小额支付场景中具有竞争力。
• 内存池预排序和Block-STM保证支付交易的稳定性和低延迟。
• AptosBFT的去中心化共识降低中心化风险，同时支持嵌入KYC/AML检查。

Aptos在PayFi和稳定币支付领域的潜力：

• 推动稳定币的大规模采用，打造跨境支付网络。
• 与支付巨头合作开发链上结算系统。
• 支持微支付场景，如内容创作者的实时打赏。

总结：Aptos的技术差异与未来叙事

Aptos的设计在性能与安全之间取得了平衡。其内存池预排序结合Block-STM的乐观并行，既降低了节点门槛，又实现了160,000 TPS的高吞吐量。这种"稳中求快"的思路，辅以Move语言的资源模型，赋予Aptos更高的安全性。

Aptos在RWA和PayFi叙事中展现出巨大潜力。在RWA领域，Aptos的高吞吐量支持大规模资产上链，已与多家金融机构合作。在PayFi和稳定币支付中，Aptos的低成本、高效率和合规性支持微支付与跨境结算。

未来，Aptos可凭借"安全驱动的价值网络"叙事，连接传统金融与区块链生态，在RWA和PayFi领域持续发力，构建一个兼具信任与扩展性的公链新格局。