取引ライフサイクルの視点からのパブリックチェーン技術の比較：Aptos、イーサリアムとソラナ

異なるパブリックブロックチェーンの技術的な違いを比較することは、視点によっては退屈または一面的に見える場合があります。Aptosと他のパブリックブロックチェーンの違いを正確に理解するためには、適切な分析の視点を選ぶことが重要です。本稿では、取引ライフサイクルを切り口に、Aptos、イーサリアム、ソラナの技術設計の違いを分析します。

取引の作成から最終状態の更新までの全過程を分析することによって、作成と開始、ブロードキャスト、ソート、実行、状態更新を含め、各ブロックチェーンの設計思想と技術選択を明確に把握することができます。この分析方法は、異なるブロックチェーンのコア特性を理解するのに役立つだけでなく、Aptos上のアプリケーション開発を探求するためのインサイトを提供します。

すべてのブロックチェーン取引はこの5つのステップを中心に展開されます。本稿では、Aptosを中心にその独自の設計を深く分析し、イーサリアムとソラナと比較します。

Aptos: 楽観的並列 & 高性能設計

Aptosは高性能を重視したパブリックチェーンであり、そのトランザクションライフサイクルはイーサリアムと似ていますが、独自の楽観的並行実行とメモリプールの最適化によって顕著なパフォーマンス向上を実現しています。

創造と開始

Aptosネットワークは、ライトノード、フルノード、バリデーターで構成されています。ユーザーはライトノード（ウォレットやアプリなど）を通じて取引を開始し、ライトノードは取引を近くのフルノードに転送し、フルノードはバリデーターに同期します。

ブロードキャスト

Aptosはメモリプールを保持していますが、QuorumStoreの後はメモリプール間で共有されなくなります。イーサリアムとは異なり、Aptosのメモリプールは単なる取引バッファーではありません。取引がメモリプールに入ると、システムはルール（FIFOやガス料金など）に基づいて事前にソートし、その後の並行実行時に取引が衝突しないようにします。この設計により、ソラナのように事前に読み書き集合を宣言する高いハードウェア要件を回避しています。

ソート

AptosはAptosBFTコンセンサスメカニズムを採用しています。提案者は原則として取引を自由に順序付けることはできませんが、aip-68は提案者に遅延取引を追加する権利を与えます。メモリプールが衝突を避けるために事前に順序付けられているため、ブロック生成は提案者主導ではなく、検証者間の協力により依存します。

###実行

AptosはBlock-STM技術を使用して楽観的並列実行を実現しています。取引は衝突がないと仮定され、同時に処理されます。実行後に衝突が発見された場合、影響を受けた取引は再実行されます。この方法はマルチコアプロセッサを最大限に活用し、効率を向上させ、TPSは160,000に達します。

ステータス更新

バリデーターの同期状態、最終性はチェックポイントの確認を通じて行われ、イーサリアムのEpochメカニズムに似ていますが、効率はより高いです。

Aptosのコアの利点は、楽観的な並行処理とメモリプールの事前ソートの組み合わせにあり、ノードの性能要件を低減するだけでなく、スループットを大幅に向上させています。

イーサリアム：串行実行のベンチマーク

イーサリアムはスマートコントラクトの開創者として、パブリックチェーン技術の原点であり、その取引ライフサイクルはAptosを理解するための基盤フレームワークを提供します。

イーサリアム取引ライフサイクル

• 作成と発起：ユーザーはウォレットを通じて中継ゲートウェイまたはRPCインターフェースを介して取引を発起します。
• ブロードキャスト：取引が公共メモリプールに入り、パッケージングを待っています。
• ソート：PoSのアップグレード後、ブロック構築者は利益最大化の原則に従って取引をパッケージし、中継層が入札した後に提案者に提出します。
• 実行：EVMはトランザクションを直列処理し、シングルスレッドで状態を更新します。
• ステータス更新：ブロックは二つのチェックポイントを通過して最終性を確認する必要があります。

イーサリアムのシリアル実行とメモリプールの設計は性能を制限し、ブロック時間は12秒/スロットで、TPSは低いです。それに対して、Aptosは並列実行とメモリプールの最適化により質的飛躍を達成しました。

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Solana: 決定論的並列処理のための極限最適化

ソラナは高性能で知られており、その取引ライフサイクルはAptosと大きく異なり、特にメモリプールと実行方式において顕著です。

ソラナ取引ライフサイクル

• 作成と発起：ユーザーはウォレットを通じて取引を発起します。
• ブロードキャスト：パブリックメモリプールなし、トランザクションは現在および次の2人の提案者に直接送信されます。
• ソート：提案者はPoH（Proof of History）に基づいてブロックをパッケージ化し、ブロック時間はわずか400ミリ秒です。
• 実行：Sealevel仮想マシンは決定的な並行実行を採用しており、競合を避けるために事前に読み書き集合を宣言する必要があります。
• ステータス更新：BFTコンセンサスの迅速な確認。

ソラナはメモリプールを使用せず、主にパフォーマンスのボトルネックを回避するためです。メモリプールがないこと、そしてソラナ独自のPoHコンセンサスにより、ノードは取引順序のコンセンサスを迅速に達成でき、取引がメモリプールで待機する必要がなく、取引はほぼ即座に成立します。しかし、これはネットワークが過負荷の際、取引が待機するのではなく、却下される可能性があることも意味し、ユーザーは再提出する必要があります。

対照的に、Aptosの楽観的並行処理は読み書きの集合を宣言する必要がなく、ノードの敷居が低く、TPSはより高いです。

並行実行の2つのパス：Aptos vs ソラナ

取引の実行はブロックの状態の更新を表し、取引の発信命令が最終的な状態に変換されるプロセスです。並列実行はマルチコアプロセッサが同時にネットワークの状態を計算するプロセスを指します。現在市場にある並列実行は主に決定論的並列実行と楽観的並列実行の2つの方法に分かれています。

Aptosとソラナは並列実行に関して異なる道を選びました：

• 決定性並行（ソラナ）：取引をブロードキャストする前に読み書きの集合を宣言する必要があり、Sealevelエンジンは宣言に基づいて衝突のない取引を並行処理し、衝突する取引は直列実行されます。利点は効率的で、欠点はハードウェアの要求が高いことです。

• 楽観的並行処理（Aptos）：取引が衝突しないと仮定し、Block-STMが並行実行した後に検証します。衝突が発生した場合は再試行します。メモリプールの事前ソートにより衝突リスクが低減され、ノードの負担が軽くなります。

例：アカウントAの残高100、取引1でBに70を転送、取引2でCに50を転送。ソラナは声明によって事前に競合を確認し、順序通りに処理します；アプトスは並行実行後に残高不足が発見された場合、再調整します。アプトスの柔軟性は、そのスケーラビリティをより高めます。

オプティミスティック並行型でメモリプールを通じて衝突確認を事前に完了する

楽観的並行処理の核心思想は、並行して処理される取引が衝突しないと仮定し、事前に取引宣言を提出する必要がないということです。実行後に検証して衝突が見つかった場合、Block-STMは一貫性を確保するために影響を受けた取引を再実行します。

Aptosでは、取引が公共メモリプールに入ると、事前にソートされ、ブロック内の取引が並行して実行される際に衝突しないようにします。この事前ソートメカニズムは、Aptosが楽観的並行性を実現するための鍵であり、取引宣言を導入する必要がなく、ノードの性能要件を大幅に低下させます。Aptosは取引の衝突を防ぐためのネットワークオーバーヘッドが、ソラナが取引宣言を導入するコストよりも遥かに小さいため、そのTPSは160,000に達し、ソラナの倍以上となります。

セキュリティに基づくストーリーはAptosの発展方向です

RWA ###

RWA分野におけるAptosの利点:

• Block-STMは複数の資産移転トランザクションを並行して処理でき、ネットワークの混雑による権利確認の遅延を回避します。
• メモリプールの事前ソートにより、トランザクションが順番に実行され、資産記録の信頼性が維持されます。
• Move言語のモジュール化設計と安全性は、信頼できるRWAアプリケーションの構築を容易にします。
• Ondo Finance、Franklin Templeton、Libreなどと提携して、証券のトークン化を進めています。

ステーブルコイン決済

Aptosのステーブルコイン決済分野での優位性：

• Move言語のリソースモデルは二重支払いを防ぎ、取引の正確性を確保します。
• 低Gas費用は、小額支払いのシーンで非常に競争力があります。
• メモリプールの予備ソートとBlock-STMにより、支払い取引の安定性と低遅延が保証されます。
• AptosBFTの分散型コンセンサスは中央集権リスクを低減し、KYC/AMLチェックの埋め込みもサポートします。

Aptosの安全性の利点は、RWAとPayFiの物語の基盤を築いています。将来的には、Aptosはこれらの利点を活かして「安全主導の価値ネットワーク」の物語を形成し、従来の経済とブロックチェーンを繋ぐ架け橋となるでしょう。

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まとめ：Aptosの技術的違いと未来の物語

Aptosの設計は、性能と安全性のバランスを達成しています。そのメモリプールのプリソートは、Block-STMの楽観的並行処理と組み合わさっており、ノードの敷居を下げると同時に高いスループットを実現しています。イーサリアムと比較して、Aptosの並行処理能力は質的な飛躍をもたらします。一方、ソラナやSuiと比較して、Aptosはプリソート機構を保持しており、高負荷下でのネットワークの安定性を確保しています。

安全性と性能の組み合わせに基づいて、AptosはRWAとPayFiのナarrativeにおいて巨大な潜在能力を示しています。RWA領域では、Aptosは大規模な資産のオンチェーンをサポートしています。PayFiとステーブルコインの支払いにおいては、その低コスト、高効率、コンプライアンスがマイクロペイメントとクロスボーダー決済をサポートします。

未来、Aptosは「安全駆動の価値ネットワーク」という物語を通じて、従来の金融とブロックチェーンエコシステムをつなぎ、RWAやPayFi分野で継続的に発展し、信頼性と拡張性を兼ね備えた新しいパブリックチェーンの構図を構築します。

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