Comparação das tecnologias de blockchain pública sob a perspectiva do ciclo de vida das transações: Aptos, Ethereum e Solana

Comparar as diferenças técnicas entre diferentes blockchains pode parecer monótono ou superficial devido a diferentes perspectivas. Para entender com precisão as diferenças entre Aptos e outras blockchains, é crucial escolher a abordagem de análise adequada. Este artigo aborda o ciclo de vida das transações para analisar as diferenças no design técnico entre Aptos, Ethereum e Solana.

Ao analisar o processo completo de transação desde a criação até a atualização do estado final, incluindo a criação e iniciação, difusão, ordenação, execução e atualização do estado, podemos compreender claramente o raciocínio de design e as escolhas técnicas de cada blockchain pública. Este método de análise não apenas ajuda a entender as características centrais de diferentes blockchains públicas, mas também pode fornecer insights para a exploração do desenvolvimento de aplicações na Aptos.

Todas as transações em blockchain giram em torno destes cinco passos. Este artigo irá centrar-se na Aptos, analisando em profundidade o seu design único e comparando-o com Ethereum e Solana.

Aptos: Design otimista e de alto desempenho com paralelismo

Aptos, como uma blockchain pública focada em alto desempenho, tem um ciclo de vida de transação semelhante ao do Ethereum, mas alcançou melhorias de desempenho significativas através da execução paralela otimista única e da otimização da pool de memórias.

Criar e iniciar

A rede Aptos é composta por nós leves, nós completos e validadores. Os usuários iniciam transações através de nós leves (como carteiras ou aplicações), que encaminham as transações para nós completos nas proximidades, que por sua vez sincronizam com os validadores.

transmissão

Aptos mantém o pool de memórias, mas após o QuorumStore, os pools de memórias não são mais compartilhados. Diferente do Ethereum, o pool de memórias do Aptos não é apenas um buffer de transações. Depois que as transações entram no pool de memórias, o sistema faz uma pré-ordenação com base em regras (como FIFO ou taxas de gás) para garantir que, durante a execução paralela subsequente, as transações não tenham conflitos. Esse design evita a alta demanda de hardware que o Solana necessita para declarar antecipadamente os conjuntos de leitura e escrita.

ordenação

Aptos utiliza o mecanismo de consenso AptosBFT. Os proponentes não podem, em princípio, ordenar livremente as transações, mas o aip-68 concede aos proponentes o direito adicional de preencher as transações atrasadas. Como o pool de memórias já foi pré-ordenado para evitar conflitos, a geração de blocos depende mais da colaboração entre os validadores do que da liderança dos proponentes.

executar

Aptos utiliza a tecnologia Block-STM para implementar a execução paralela otimista. As transações são assumidas como não conflituosas e processadas simultaneamente; se uma colisão for detectada após a execução, as transações afetadas serão reexecutadas. Este método tira pleno proveito dos processadores multinúcleo para aumentar a eficiência, permitindo que o TPS alcance 160.000.

atualização de estado

Estado de sincronização do validador, a finalização é confirmada por meio de pontos de verificação, semelhante ao mecanismo de Epoch do Ethereum, mas com maior eficiência.

A principal vantagem do Aptos reside na combinação de execução paralela otimista e pré-ordenação de pool de memória, que reduz as exigências de desempenho dos nós e aumenta significativamente a taxa de transferência.

Ethereum: A referência de execução em série

Ethereum, como o pioneiro dos contratos inteligentes, é o ponto de origem da tecnologia de blockchain pública, e seu ciclo de vida de transação fornece a estrutura básica para entender Aptos.

Ciclo de vida da transação Ethereum

• Criar e iniciar: os usuários iniciam transações através da carteira via gateway de retransmissão ou interface RPC.
• Broadcast: a transação entra no pool de memória público, aguardando ser empacotada.
• Ordenação: Após a atualização PoS, os construtores de blocos empacotam transações com base no princípio da maximização do lucro, e após o leilão da camada de retransmissão, submetem-nas ao proponente.
• Execução: EVM processa transações em série, atualiza o estado em thread única.
• Atualização de estado: Os blocos devem ser confirmados em sua finalização através de dois pontos de verificação.

A execução serial do Ethereum e o design do pool de memória limitam o desempenho, com um tempo de bloco de 12 segundos/slot e TPS relativamente baixo. Em contraste, a Aptos alcançou um salto qualitativo através da execução paralela e da otimização do pool de memória.

Solana: otimização extrema de paralelismo determinístico

Solana é conhecida pelo seu alto desempenho, e o ciclo de vida das transações difere significativamente do Aptos, especialmente em termos de pool de memória e métodos de execução.

Ciclo de vida da negociação Solana

• Criar e iniciar: os usuários iniciam transações através da carteira.
• Broadcast: sem pool de memória pública, as transações são enviadas diretamente aos proponentes atuais e aos dois seguintes.
• Ordenação: O proponente empacota blocos com base em PoH (Prova de História), o tempo do bloco é de apenas 400 milissegundos.
• Execução: A máquina virtual Sealevel utiliza execução paralela determinística, sendo necessário declarar antecipadamente o conjunto de leitura e escrita para evitar conflitos.
• Atualização de estado: Confirmação rápida do consenso BFT.

A Solana não utiliza pools de memória, principalmente para evitar gargalos de desempenho. Devido à ausência de pools de memória e ao singular consenso PoH da Solana, os nós conseguem rapidamente alcançar um consenso sobre a ordem das transações, evitando a necessidade de as transações aguardarem em um pool de memória, podendo ser executadas quase instantaneamente. No entanto, isso também significa que, em situações de sobrecarga da rede, as transações podem ser descartadas em vez de aguardarem, e os usuários precisam reenviá-las.

Em comparação, a paralelização otimista do Aptos não requer a declaração de conjuntos de leitura e escrita, a barreira de entrada para os nós é mais baixa, mas o TPS é mais alto.

Duas rotas de execução paralela: Aptos vs Solana

A execução de transações representa a atualização do estado do bloco, sendo o processo de conversão de instruções de início de transação em um estado final. A execução paralela refere-se ao processo em que múltiplos processadores de núcleo calculam simultaneamente o estado da rede. Atualmente, a execução paralela no mercado é principalmente dividida em duas formas: execução paralela determinística e execução paralela otimista.

Aptos e Solana escolheram caminhos diferentes na execução paralela:

• Paralelismo determinístico (Solana): Antes da transmissão da transação, é necessário declarar os conjuntos de leitura e escrita. O motor Sealevel processa transações sem conflito em paralelo com base na declaração, enquanto as transações em conflito são executadas em série. A vantagem é a eficiência, a desvantagem é a alta demanda de hardware.

• Execução paralela otimista (Aptos): assume que as transações não têm conflitos, a execução paralela do Block-STM é verificada posteriormente, e se houver conflitos, é feita uma nova tentativa. A pré-ordenação do pool de memória reduz o risco de conflitos, aliviando a carga dos nós.

Exemplo: Conta A com saldo de 100, transação 1 transfere 70 para B, transação 2 transfere 50 para C. Solana confirma conflitos antecipadamente através de declarações e processa em ordem; Aptos, após execução paralela, se descobrir saldo insuficiente, ajusta novamente. A flexibilidade do Aptos torna-o mais escalável.

Confirmação de conflitos antecipada através de pool de memória em paralelo otimista

A ideia central da execução otimista em paralelo é assumir que as transações processadas em paralelo não entrarão em conflito, não sendo necessário submeter declarações de transação antecipadamente. Se, após a execução, a validação descobrir um conflito, o Block-STM reexecutará as transações afetadas para garantir a consistência.

No Aptos, as transações entram na pool pública de memórias e são pré-ordenadas, garantindo que as transações dentro de um bloco sejam executadas em paralelo sem conflitos. Este mecanismo de pré-ordenamento é a chave para a execução otimista em paralelo do Aptos, sem a necessidade de introduzir declarações de transação, reduzindo significativamente os requisitos de desempenho dos nós. O custo de rede do Aptos em garantir que as transações não entrem em conflito é muito menor do que o custo das declarações de transação introduzidas pelo Solana, permitindo que sua TPS atinja 160.000, mais do que o dobro do Solana.

A narrativa baseada na segurança é a direção de desenvolvimento da Aptos

RWA

As vantagens da Aptos no campo RWA:

• Block-STM pode processar em paralelo várias transações de transferência de ativos, evitando atrasos na verificação de direitos causados por congestionamento da rede.
• A pré-ordenção do pool de memória garante que as transações entrem em execução na ordem, mantendo a fiabilidade dos registos de ativos.
• O design modular e a segurança da linguagem Move facilitam a construção de aplicações RWA confiáveis.
• Já colaborou com instituições como Ondo Finance, Franklin Templeton e Libre para promover a tokenização de valores mobiliários.

pagamento de stablecoin

Vantagens da Aptos no campo dos pagamentos com stablecoins:

• O modelo de recursos da linguagem Move previne o gasto duplo e garante a precisão das transações.
• Baixas taxas de Gas tornam-no extremamente competitivo em cenários de pagamentos de baixo valor.
• A pré-classificação do pool de memória e o Block-STM garantem a estabilidade e a baixa latência das transações de pagamento.
• O consenso descentralizado do AptosBFT reduz o risco de centralização, ao mesmo tempo que suporta a incorporação de verificações KYC/AML.

As vantagens de segurança do Aptos estabelecem a base para a narrativa de RWA e PayFi. No futuro, o Aptos pode moldar a narrativa de "rede de valor impulsionada pela segurança", tornando-se a ponte entre a economia tradicional e a blockchain.

Resumo: As diferenças tecnológicas da Aptos e a narrativa futura

O design da Aptos alcançou um equilíbrio entre desempenho e segurança. A pré-ordenação do seu pool de memória, combinada com a paralelização otimista do Block-STM, reduz tanto a barreira de entrada para os nós, quanto proporciona uma alta taxa de transferência. Comparado ao Ethereum, a capacidade de paralelização da Aptos traz um salto qualitativo; em relação ao Solana e Sui, a Aptos mantém o mecanismo de pré-ordenação, garantindo a estabilidade da rede sob alta carga.

Combinando segurança e desempenho, a Aptos demonstra um grande potencial na narrativa de RWA e PayFi. No campo de RWA, a Aptos suporta a tokenização de ativos em larga escala; em pagamentos PayFi e stablecoins, seus baixos custos, alta eficiência e conformidade suportam micropagamentos e liquidações transfronteiriças.

No futuro, a Aptos poderá, através da narrativa de "rede de valor impulsionada pela segurança", conectar as finanças tradicionais com o ecossistema blockchain, continuando a fortalecer-se nas áreas de RWA e PayFi, construindo uma nova configuração de blockchain pública que combina confiança e escalabilidade.