Глибокий аналіз життєвого циклу交易: Ethereum, Solana та Aptos технічні відмінності

Порівняння технічних характеристик різних публічних блокчейнів може здаватися нудним або однобоким через різні кути спостереження. Щоб швидко і точно зрозуміти різницю між Aptos та іншими публічними блокчейнами, вибір відповідної точки входу є надзвичайно важливим.

Життєвий цикл транзакції є ідеальним аналітичним кутом зору. Досліджуючи повний процес транзакції від створення до остаточного оновлення стану, включаючи створення та ініціювання, трансляцію, сортування, виконання та оновлення стану, ми можемо чітко зрозуміти концепцію дизайну та технічні компроміси кожного блокчейну. На цій основі, назад можна зрозуміти основний наратив блокчейну, а вперед можна досліджувати, як розвивати привабливі для ринку додатки на Aptos.

Усі блокчейн-транзакції обертаються навколо цих п'яти кроків. У цій статті буде зосереджено увагу на Aptos, проаналізовано його унікальний дизайн та порівняно ключові відмінності між Ethereum та Solana.

Aptos: Оптимістичний паралелізм та висока продуктивність

Aptos є високопродуктивним публічним блокчейном, чий життєвий цикл транзакцій схожий на Ethereum, але завдяки унікальному оптимістичному паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті досягнуто суттєвого підвищення продуктивності. Ось ключові етапи життєвого циклу транзакцій на Aptos:

створення та ініціювання

Мережа Aptos складається з легких вузлів, повних вузлів і валідаторів. Користувачі ініціюють транзакції через легкі вузли (, такі як гаманці або додатки ), легкий вузол передає транзакцію найближчому повному вузлу, а повний вузол синхронізується з валідаторами.

трансляція

Aptos зберігає пам'ятковий пул, але між пам'ятковими пулами не відбувається обміну після QuorumStore. На відміну від Ethereum, його пам'ятковий пул не лише буферизація транзакцій. Після того як транзакція потрапляє в пам'ятковий пул, система проводить попереднє сортування відповідно до правил (, таких як FIFO або витрати на газ ), щоб забезпечити відсутність конфліктів під час подальшого паралельного виконання транзакцій. Такий дизайн уникає високих апаратних вимог Solana, що виникають внаслідок необхідності заздалегідь оголошувати набори читання та запису.

сортування

Aptos використовує консенсус AptosBFT, де пропонент принципово не може вільно впорядковувати транзакції, aip-68 надає пропоненту додаткові права на заповнення затриманих транзакцій. Попереднє упорядкування пам'яті вже завершено для уникнення конфліктів, генерація блоків більше залежить від співпраці між валідаторами, а не від лідерства пропонента.

виконати

Aptos використовує технологію Block-STM для реалізації оптимістичного паралельного виконання. Транзакції вважаються такими, що не конфліктують, і обробляються одночасно; якщо після виконання виявляється конфлікт, то транзакції, що постраждали, будуть повторно виконані. Цей підхід повністю використовує багатоядерні процесори для підвищення ефективності, TPS може досягати 160,000.

оновлення стану

Стан синхронізації валідаторів, остаточність підтверджується через контрольні точки, подібно до механізму Epoch в Ethereum, але з більшою ефективністю.

Основна перевага Aptos полягає в поєднанні оптимістичного паралелізму та попередньої сортировки в пулі пам'яті, що знижує вимоги до продуктивності вузлів і значно підвищує пропускну здатність. Мережева архітектура Aptos чітко підтримує цей дизайн.

Ethereum: базове виконання

Ethereum як творець смарт-контрактів є відправною точкою технології публічних ланцюгів, а його життєвий цикл транзакцій забезпечує базову структуру для розуміння Aptos.

Життєвий цикл транзакцій Ethereum

• Створення та ініціювання: Користувач через гаманець ініціює транзакцію через релейний шлюз або RPC-інтерфейс.

• Трансляція: Транзакція входить у публічний пул пам'яті, очікуючи на упаковку.

• Сортування: Після оновлення PoS, будівельники блоків упакують транзакції відповідно до принципу максимізації прибутку, подаючи їх до пропозиційника після аукціону на проміжному рівні.

• Виконання: EVM послідовно обробляє транзакції, оновлює стан в один потік.

• Оновлення статусу: Блок має бути підтверджений через дві контрольні точки для досягнення остаточності.

Обмеження на продуктивність, пов'язані з послідовним виконанням та дизайном пулу пам'яті Ethereum, призводять до того, що час блокування становить 12 секунд на слот, а TPS є відносно низьким. У порівнянні з цим, Aptos досяг якісного стрибка завдяки паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті.

Solana: визначена паралельна оптимізація

Solana відома високою продуктивністю, її життєвий цикл транзакцій суттєво відрізняється від Aptos, особливо в пулі пам'яті та способах виконання.

Життєвий цикл торгівлі Solana

• Створення та ініціація: користувач ініціює транзакцію через гаманець.

• Трансляція: немає загального пулу пам'яті, транзакції безпосередньо надсилаються поточному та двом наступним пропозиціонерам.

• Сортування: Пропонент на основі PoH(Proof of History) упаковує блоки, час блоку лише 400 мілісекунд.

• Виконання: віртуальна машина Sealevel використовує детерміноване паралельне виконання, потрібно заздалегідь оголосити колекцію читання та запису, щоб уникнути конфліктів.

• Оновлення статусу: Швидке підтвердження BFT консенсусу.

Solana не використовує мемпули, оскільки мемпули можуть стати вузьким місцем у продуктивності. Через відсутність мемпулів і унікальний консенсус PoH Solana, вузли можуть швидко досягати консенсусу щодо порядку транзакцій, уникаючи необхідності очікування транзакцій у мемпулі, що дозволяє транзакціям здійснюватися майже миттєво. Однак це також означає, що під час перевантаження мережі транзакції можуть бути скинуті, а не чекати, і користувачам потрібно буде повторно подавати їх.

У порівнянні, оптимістичний паралелізм Aptos не потребує оголошення наборів читання/запису, поріг для вузлів нижчий, а TPS вищий.

Два шляхи паралельного виконання: Aptos проти Solana

Виконання транзакцій є оновленням стану блокчейну, це процес перетворення команди на запуск транзакції в стан з остаточним результатом. Вузол припускає, що транзакція успішна, розраховує її вплив на стан мережі, цей розрахунковий процес і є виконанням.

Паралельне виконання в блокчейні відноситься до процесу одночасного обчислення стану мережі на багатоядерних процесорах. У поточному ринку паралельне виконання ділиться на два види: детерміноване паралельне виконання та оптимістичне паралельне виконання. Різниця між цими двома напрямками розробки полягає в тому, як забезпечити відсутність конфліктів між паралельними транзакціями - тобто, чи існують залежності між транзакціями.

У процесі життєвого циклу торгівлі момент визначення конфліктів залежностей паралельних транзакцій визначає диференціацію між детерміністським паралельним виконанням та оптимістичним паралельним виконанням. Aptos та Solana обрали різні напрями:

• Визначеність паралельності ( Solana ): перед трансакційним мовленням необхідно оголосити набір читання/запису, двигун Sealevel обробляє паралельні безконфліктні трансакції згідно з оголошеннями, конфліктні трансакції виконуються послідовно. Переваги: ефективність, недоліки: високі вимоги до апаратного забезпечення.

• Оптимістичний паралелізм ( Aptos ): припускаючи, що транзакції не конфліктують, Block-STM виконує паралельну перевірку, а у разі конфлікту - повторна спроба. Попереднє сортування пам'яті знижує ризик конфліктів, зменшуючи навантаження на вузли.

Приклад: баланс рахунку A 100, транзакція 1 перераховує 70 B, транзакція 2 перераховує 50 C. Solana підтверджує конфлікти заздалегідь через декларації та обробляє їх у порядку; Aptos виконує паралельно, а якщо виявляє недостатній баланс, коригує повторно. Гнучкість Aptos робить його більш масштабованим.

Оптимістичний паралельний підхід до попереднього підтвердження конфліктів через пул пам'яті

Оптимістична паралельність базується на припущенні, що транзакції, які обробляються паралельно, не суперечать одна одній, тому на стороні програми немає необхідності подавати заяву про транзакцію перед її виконанням. Якщо під час перевірки після виконання транзакції виявляється конфлікт, Block-STM повторно виконає транзакції, які постраждали, щоб забезпечити узгодженість.

Проте на практиці, якщо заздалегідь не підтвердити, чи є конфлікти в залежностях транзакцій, під час реального виконання може виникнути велика кількість помилок, що призведе до затримок у роботі публічної мережі. Тому оптимістичне паралельне виконання не є простою гіпотезою відсутності конфліктів у транзакціях, а є запобіганням ризикам на певному етапі, яким є етап трансляції транзакцій.

На Aptos, після того як транзакції потрапляють до публічного пулу пам'яті, вони попередньо сортуються відповідно до певних правил (, таких як FIFO та висота Gas-кошту ), щоб забезпечити те, що транзакції в одному блоці не конфліктують під час паралельного виконання. Таким чином, можна побачити, що пропоненти Aptos фактично не мають можливості сортування транзакцій, а в мережі немає будівельників блоків. Це попереднє сортування транзакцій є ключовим для реалізації оптимістичного паралелізму Aptos. На відміну від Solana, яка потребує введення заявок на транзакції, Aptos не потребує цього механізму, тому вимоги до продуктивності вузлів суттєво знижені. Щодо витрат мережі для забезпечення безконфліктності транзакцій, вплив пулу пам'яті Aptos на TPS значно менший, ніж витрати Solana на впровадження заявок на транзакції. Таким чином, TPS Aptos може досягати 160 000, що в понад два рази перевищує Solana. Вплив попереднього сортування транзакцій ускладнює захоплення MEV на Aptos, що є як перевагою, так і недоліком для користувачів.

Наратив, заснований на безпеці, є напрямком розвитку Aptos

RWA

Aptos активно просуває токенізацію реальних активів та рішення для інституційного фінансування. На відміну від Ethereum, Block-STM Aptos може паралельно обробляти кілька транзакцій з переміщення активів, уникаючи затримок у підтвердженні прав власності через перевантаження мережі. На деяких публічних блокчейнах, незважаючи на швидкість транзакцій, відсутність дизайну пам'яті може призвести до скидання транзакцій під час перевантаження мережі, що вплине на стабільність підтвердження прав власності RWA. Попереднє сортування пам'яті Aptos забезпечує виконання транзакцій у порядку, навіть під час пікових періодів, що дозволяє зберегти надійність записів активів.

RWA потребує складної підтримки смарт-контрактів, таких як розподіл активів, розподіл доходів та перевірка відповідності. Модульний дизайн і безпека мови Move дозволяють розробникам легше створювати надійні RWA додатки. У порівнянні з цим, складність мов смарт-контрактів деяких публічних блокчейнів та ризики вразливостей підвищують витрати на розробку, тоді як програмні мови інших публічних блокчейнів, хоча й ефективні, висувають високі вимоги до навчальної кривої розробників. Екологічність Aptos має потенціал привернути більше RWA проектів, формуючи позитивний цикл.

Потенціал Aptos у сфері RWA полягає у поєднанні безпеки та продуктивності. У майбутньому він може зосередитися на співпраці з традиційними фінансовими установами, щоб перевести на блокчейн облігації, акції та інші цінні активи, використовуючи мову Move для створення відповідних стандартів токенізації. Ця наратив "безпека + ефективність" може дозволити Aptos виділитися на ринку RWA.

У липні 2024 року Aptos офіційно оголосив про інтеграцію токена USDY від певної фінансової установи на основних DEX та в кредитних додатках. Станом на 10 березня, ринкова капіталізація USDY на Aptos складала приблизно 15 мільйонів доларів США, що становить близько 2,5% від загальної ринкової капіталізації USDY. У жовтні 2024 року Aptos оголосив, що певна компанія з управління активами запустила на Aptos Network фонд грошового ринку США на базі токена BENJI. Крім того, Aptos співпрацює з певною компанією для просування токенізації цінних паперів, переводячи інвестиційні фонди кількох інвестиційних компаній на блокчейн, щоб полегшити доступ інституційних інвесторів.

Платежі стейблом

Платежі стабільних монет потребують забезпечення остаточності транзакцій та безпеки активів. Мова Move Aptos запобігає подвійним витратам завдяки моделі ресурсів, забезпечуючи точність кожного переказу стабільної монети. Наприклад, коли користувачі здійснюють оплату USDC на Aptos, оновлення статусу транзакції є суворо захищеним, щоб уникнути втрат коштів через вразливості контракту. Крім того, низька плата за газ Aptos ( є результатом високої TPS, що розподіляє витрати ), роблячи її дуже конкурентоспроможною в сценаріях малих платежів. Високі збори за газ деяких публічних блокчейнів обмежують їх платіжні застосунки, тоді як інші публічні блокчейни, хоч і з низькими витратами, можуть мати ризик відкидання транзакцій під час перевантаження мережі, що може вплинути на досвід користувачів. Передсортування пам'яті Aptos і Block-STM гарантують стабільність і низьку затримку платіжних транзакцій.

PayFi та стабільні монети повинні поєднувати децентралізацію та регуляторну відповідність. Децентралізований консенсус AptosBFT знижує ризик централізації, в той час як його модульна архітектура підтримує розробників у впровадженні KYC/AML перевірок. Наприклад, емітент стабільної монети може розгорнути комплаєнс-контракт на Aptos, щоб забезпечити відповідність транзакцій місцевим регламентам, не жертвуючи ефективністю мережі. Це краще, ніж централізовані релейні моделі деяких публічних блокчейнів, і компенсує потенційні недоліки в регуляторній відповідності, які мають інші публічні блокчейни з домінуючими пропонентами. Збалансований дизайн Aptos робить його більш придатним для входу фінансових установ.

Потенціал Aptos у сфері PayFi та стабільних монет полягає в тріаді "безпека, ефективність, відповідність". У майбутньому буде продовжено сприяти масовому впровадженню стабільних монет, створюючи мережу міжнародних платежів або співпрацюючи з платіжними гігантами для розробки системи розрахунків на блокчейні. Висока TPS і низька вартість також можуть підтримувати мікроплатежі, такі як миттєві винагороди для творців контенту. Наратив Aptos може зосередитися на "інфраструктурі наступного покоління для платежів", залучаючи двосторонній трафік підприємств і користувачів.

Переваги Aptos у безпеці ------ попередня сортування пам'яті, Block-STM, AptosBFT та мова Move ------ не лише підвищують