Comparación de tecnologías de cadenas públicas desde la perspectiva del ciclo de vida de las transacciones: Aptos, Ethereum y Solana

Comparar las diferencias técnicas entre diferentes cadenas de bloques puede parecer monótono o unilateral dependiendo de la perspectiva. Para entender con precisión las diferencias entre Aptos y otras cadenas de bloques, es crucial elegir el ángulo de análisis adecuado. Este artículo toma como punto de partida el ciclo de vida de las transacciones y analiza las diferencias en el diseño técnico de Aptos, Ethereum y Solana.

A través del análisis del proceso completo de una transacción, desde su creación hasta la actualización final del estado, incluyendo la creación e iniciación, difusión, ordenación, ejecución y actualización del estado, podemos comprender claramente las ideas de diseño y las elecciones técnicas de cada cadena pública. Este método de análisis no solo ayuda a entender las características centrales de las diferentes cadenas públicas, sino que también puede proporcionar información para explorar el desarrollo de aplicaciones en Aptos.

Todas las transacciones en blockchain se desarrollan en torno a estos cinco pasos. Este artículo se centrará en Aptos, analizando en profundidad su diseño único y comparándolo con Ethereum y Solana.

Aptos: Diseño de paralelismo optimista y alto rendimiento

Aptos, como una cadena de bloques pública centrada en el alto rendimiento, aunque su ciclo de vida de transacciones es similar al de Ethereum, ha logrado una mejora significativa en el rendimiento a través de una ejecución paralela optimista única y optimización de la memoria.

Crear e iniciar

La red Aptos está compuesta por nodos ligeros, nodos completos y validadores. Los usuarios inician transacciones a través de nodos ligeros (como billeteras o aplicaciones), los nodos ligeros reenvían las transacciones a los nodos completos cercanos, y los nodos completos luego sincronizan con los validadores.

transmisión

Aptos conserva el pool de memoria, pero ya no se comparte entre los pools de memoria después de QuorumStore. A diferencia de Ethereum, el pool de memoria de Aptos no es solo un buffer de transacciones. Una vez que las transacciones ingresan al pool de memoria, el sistema las preordena según reglas (como FIFO o tarifas de Gas) para asegurar que no haya conflictos durante la ejecución paralela subsiguiente. Este diseño evita la alta demanda de hardware que requiere Solana para declarar anticipadamente los conjuntos de lectura y escritura.

orden

Aptos utiliza el mecanismo de consenso AptosBFT. En principio, el proponente no puede ordenar libremente las transacciones, pero aip-68 otorga al proponente el derecho adicional de rellenar las transacciones retrasadas. Dado que el grupo de memoria ya ha sido preordenado para evitar conflictos, la generación de bloques depende más de la colaboración entre los validadores que del liderazgo del proponente.

ejecutar

Aptos utiliza la tecnología Block-STM para lograr la ejecución optimista en paralelo. Se asume que las transacciones no tienen conflictos y se procesan simultáneamente; si se detecta un conflicto después de la ejecución, las transacciones afectadas se volverán a ejecutar. Este enfoque aprovecha al máximo los procesadores multinúcleo para mejorar la eficiencia, alcanzando un TPS de hasta 160,000.

actualización de estado

Estado de sincronización del validador, la finalización se confirma mediante puntos de control, similar al mecanismo de Epoch de Ethereum, pero con mayor eficiencia.

La ventaja principal de Aptos radica en la combinación de la paralelización optimista y la preordenación del pool de memoria, lo que reduce las exigencias de rendimiento de los nodos y aumenta significativamente el rendimiento.

Ethereum: Referencia de ejecución en serie

Ethereum, como el pionero de los contratos inteligentes, es el punto de partida de la tecnología de cadena pública, y su ciclo de vida de transacciones proporciona un marco básico para entender Aptos.

ciclo de vida de la transacción de Ethereum

• Creación e inicio: los usuarios inician transacciones a través de su billetera mediante la puerta de enlace de retransmisión o la interfaz RPC.
• Transmisión: la transacción entra en el pool de memoria pública, esperando ser empaquetada.
• Orden: Después de la actualización de PoS, los constructores de bloques empaquetan transacciones según el principio de maximización de beneficios y las envían a los proponentes después de la puja en la capa de retransmisión.
• Ejecución: EVM procesa las transacciones en serie, actualizando el estado en un solo hilo.
• Actualización de estado: el bloque debe confirmar la finalización a través de dos puntos de control.

La ejecución en serie de Ethereum y el diseño del pool de memoria limitan el rendimiento, con un tiempo de bloque de 12 segundos/slot y un TPS bajo. En comparación, Aptos ha logrado un salto cualitativo mediante la ejecución en paralelo y la optimización del pool de memoria.

Solana: Optimización extrema de paralelismo determinista

Solana es conocida por su alto rendimiento, y su ciclo de vida de transacciones difiere significativamente de Aptos, especialmente en la piscina de memoria y en la forma de ejecución.

ciclo de vida de la transacción de Solana

• Crear e iniciar: el usuario inicia la transacción a través de la billetera.
• Transmisión: sin grupo de memoria pública, las transacciones se envían directamente a los proponentes actuales y a los dos siguientes.
• Ordenación: los proponentes empaquetan bloques basados en PoH (Prueba de Historia), el tiempo de bloque es de solo 400 milisegundos.
• Ejecución: La máquina virtual Sealevel adopta una ejecución paralela determinista, y es necesario declarar de antemano el conjunto de lectura y escritura para evitar conflictos.
• Actualización de estado: Confirmación rápida de consenso BFT.

Solana no utiliza un pool de memoria, principalmente para evitar cuellos de botella en el rendimiento. Debido a la ausencia de un pool de memoria y al consenso único de PoH de Solana, los nodos pueden alcanzar rápidamente un consenso sobre el orden de las transacciones, evitando la necesidad de que las transacciones se pongan en cola en el pool de memoria, lo que permite que las transacciones se completen casi de inmediato. Sin embargo, esto también significa que en caso de sobrecarga de la red, las transacciones pueden ser descartadas en lugar de esperar, y los usuarios deben volver a enviarlas.

En comparación, la paralelización optimista de Aptos no requiere declarar conjuntos de lectura y escritura, el umbral para los nodos es más bajo, pero el TPS es más alto.

Dos caminos de ejecución paralela: Aptos vs Solana

La ejecución de transacciones representa la actualización del estado del bloque, y es el proceso de convertir las instrucciones de inicio de transacción en un estado final. La ejecución paralela se refiere al proceso en el que múltiples procesadores de núcleos calculan simultáneamente el estado de la red. Actualmente, la ejecución paralela en el mercado se divide principalmente en dos tipos: la ejecución paralela determinista y la ejecución paralela optimista.

Aptos y Solana han elegido diferentes caminos en la ejecución paralela:

• Paralelismo determinista (Solana): Antes de la difusión de transacciones, se debe declarar el conjunto de lectura y escritura. El motor Sealevel procesa en paralelo las transacciones sin conflictos según la declaración, mientras que las transacciones en conflicto se ejecutan de manera secuencial. La ventaja es la eficiencia, la desventaja son los altos requisitos de hardware.

• Optimismo paralelo (Aptos): Supone que las transacciones no tienen conflictos, se ejecuta en paralelo con Block-STM y se verifica después; si hay conflictos, se reintenta. La preordenación del pool de memoria reduce el riesgo de conflictos y aligera la carga de los nodos.

Ejemplo: La cuenta A tiene un saldo de 100, transacción 1 transfiere 70 a B, transacción 2 transfiere 50 a C. Solana confirma conflictos anticipadamente a través de declaraciones y procesa en orden; Aptos ejecuta en paralelo y si descubre que el saldo es insuficiente, ajusta nuevamente. La flexibilidad de Aptos lo hace más escalable.

Confirmación de conflictos anticipada a través de la memoria de pool en paralelo optimista

La idea central del optimismo paralelo es suponer que las transacciones procesadas en paralelo no entrarán en conflicto, por lo que no es necesario presentar declaraciones de transacciones por adelantado. Si se descubre un conflicto después de la ejecución y la verificación, Block-STM volverá a ejecutar las transacciones afectadas para garantizar la consistencia.

En Aptos, las transacciones se preordenan después de entrar en el pool de memoria pública, asegurando que no haya conflictos al ejecutar transacciones en paralelo dentro de un bloque. Este mecanismo de preordenamiento es clave para que Aptos implemente la paralelización optimista, sin necesidad de introducir declaraciones de transacciones, lo que reduce drásticamente los requisitos de rendimiento de los nodos. El costo de red de Aptos para asegurar que las transacciones no entren en conflicto es significativamente menor que el costo de introducir declaraciones de transacciones en Solana, por lo que su TPS puede alcanzar 160,000, más del doble de Solana.

La narrativa basada en la seguridad es la dirección del desarrollo de Aptos

RWA

Ventajas de Aptos en el campo de RWA:

• Block-STM puede procesar en paralelo múltiples transacciones de transferencia de activos, evitando retrasos en la verificación de derechos causados por la congestión de la red.
• La preordenación del pool de memoria garantiza que las transacciones entren en ejecución en orden, manteniendo la fiabilidad de los registros de activos.
• El diseño modular y la seguridad del lenguaje Move facilitan la construcción de aplicaciones RWA confiables.
• Se ha colaborado con instituciones como Ondo Finance, Franklin Templeton y Libre para promover la tokenización de valores.

pago de stablecoin

Ventajas de Aptos en el ámbito de los pagos con stablecoins:

• El modelo de recursos del lenguaje Move previene el doble gasto y asegura la precisión de las transacciones.
• Las bajas tarifas de Gas lo hacen extremadamente competitivo en escenarios de pagos pequeños.
• La preordenación del pool de memoria y Block-STM garantizan la estabilidad y baja latencia de las transacciones de pago.
• El consenso descentralizado de AptosBFT reduce el riesgo de centralización, al mismo tiempo que admite la incorporación de verificaciones KYC/AML.

Las ventajas de Aptos en términos de seguridad establecen la base para las narrativas de RWA y PayFi. En el futuro, Aptos podrá, gracias a estas ventajas, dar forma a la narrativa de "red de valor impulsada por la seguridad" y convertirse en un puente entre la economía tradicional y la blockchain.

Resumen: Las diferencias técnicas de Aptos y la narrativa futura

El diseño de Aptos logra un equilibrio entre rendimiento y seguridad. Su preordenación del pool de memoria combinada con la paralelización optimista de Block-STM reduce el umbral para los nodos y logra un alto rendimiento. En comparación con Ethereum, la capacidad de paralelización de Aptos representa un salto cualitativo; en comparación con Solana y Sui, Aptos mantiene el mecanismo de preordenación, asegurando la estabilidad de la red bajo alta carga.

Basado en la combinación de seguridad y rendimiento, Aptos muestra un gran potencial en la narrativa de RWA y PayFi. En el ámbito de RWA, Aptos soporta la tokenización de activos a gran escala; en PayFi y pagos con stablecoins, su bajo costo, alta eficiencia y cumplimiento respaldan micropagos y liquidaciones transfronterizas.

En el futuro, Aptos podrá conectar las finanzas tradicionales con el ecosistema blockchain a través de la narrativa de "red de valor impulsada por la seguridad", continuando su impulso en los campos de RWA y PayFi, y construyendo un nuevo patrón de cadena pública que combine confianza y escalabilidad.