Сравнение технологий публичных цепей с точки зрения жизненного цикла сделок: Aptos, Ethereum и Solana

Сравнение технических различий между различными публичными цепями может показаться скучным или однобоким в зависимости от точки зрения. Чтобы точно понять различия между Aptos и другими публичными цепями, крайне важно выбрать подходящий аналитический угол. В данной статье рассматриваются различия в техническом дизайне Aptos, Ethereum и Solana с точки зрения жизненного цикла транзакций.

Анализируя полный процесс транзакции от создания до окончательного обновления состояния, включая создание и инициирование, распространение, сортировку, выполнение и обновление состояния, мы можем четко понять проектные идеи и технические компромиссы различных публичных блокчейнов. Этот метод анализа не только помогает понять основные характеристики различных публичных блокчейнов, но и может предоставить инсайты для исследования разработки приложений на Aptos.

Все транзакции в блокчейне развиваются вокруг этих пяти шагов. В этой статье будет сосредоточено внимание на Aptos, с глубоким анализом его уникального дизайна и сравнением с Ethereum и Solana.

Aptos: Оптимистичное параллельное выполнение и высокопроизводительный дизайн

Aptos как высокопроизводительная публичная цепочка, несмотря на то что цикл жизни транзакций похож на Ethereum, достигает значительного повышения производительности благодаря уникальному оптимистичному параллельному исполнению и оптимизации пула памяти.

Создание и инициирование

Сеть Aptos состоит из легких узлов, полных узлов и валидаторов. Пользователи инициируют транзакции через легкие узлы (например, кошельки или приложения), легкие узлы передают транзакции ближайшим полным узлам, а полные узлы синхронизируются с валидаторами.

трансляция

Aptos сохранил пул памяти, но после QuorumStore пул памяти больше не делится. В отличие от Ethereum, пул памяти Aptos не является просто буфером для транзакций. После поступления транзакций в пул памяти система предварительно сортирует их по правилам (таким как FIFO или стоимость газа), чтобы обеспечить отсутствие конфликтов при последующем параллельном выполнении. Эта схема позволяет избежать высокой аппаратной нагрузки, необходимой Solana для предварительного объявления наборов чтения и записи.

сортировать

Aptos использует механизм консенсуса AptosBFT. Предложитель в принципе не может свободно сортировать транзакции, но aip-68 предоставляет предложителю дополнительные права на заполнение задержанных транзакций. Поскольку пул памяти уже завершил предварительную сортировку, чтобы избежать конфликтов, генерация блоков больше зависит от сотрудничества между валидаторами, а не от доминирования предложителя.

Выполнить

Aptos использует технологию Block-STM для реализации оптимистичного параллельного выполнения. Транзакции предполагаются без конфликтов и обрабатываются одновременно; если после выполнения обнаруживается конфликт, затронутые транзакции будут повторно выполнены. Этот подход в полной мере использует многопроцессорные системы для повышения эффективности, что позволяет достичь TPS до 160,000.

обновление статуса

Состояние синхронизации валидаторов, окончательность подтверждается контрольной точкой, аналогично механизму эпохи Эфира, но с более высокой эффективностью.

Основное преимущество Aptos заключается в сочетании оптимистичного параллелизма и предсортировки в пуле памяти, что снижает требования к производительности узлов и значительно повышает пропускную способность.

Ethereum: Бенчмарк последовательного выполнения

Ethereum, будучи первооткрывателем смарт-контрактов, является исходной точкой технологии публичных блокчейнов, а его жизненный цикл транзакций предоставляет основную рамку для понимания Aptos.

Жизненный цикл транзакций Ethereum

• Создание и инициирование: Пользователь инициирует транзакцию через кошелек с помощью релейного шлюза или RPC интерфейса.
• Трансляция: сделка попадает в общую память, ожидая упаковки.
• Сортировка: После обновления PoS строители блоков упаковывают сделки по принципу максимизации прибыли, после чего подают их предложителю через аукцион на промежуточном уровне.
• Исполнение: EVM последовательно обрабатывает транзакции, обновляет состояние в одном потоке.
• Обновление статуса: блок должен пройти два контрольных пункта для подтверждения окончательности.

Серийное выполнение и дизайн пула памяти Ethereum ограничивают производительность, время блока составляет 12 секунд/слот, а TPS низкий. В отличие от этого, Aptos достиг качественного прорыва благодаря параллельному выполнению и оптимизации пула памяти.

Solana: предельная оптимизация с детерминированным параллелизмом

Solana известен высокой производительностью, его жизненный цикл транзакций значительно отличается от Aptos, особенно по поводу пула памяти и способа выполнения.

Жизненный цикл交易 Solana

• Создание и инициирование: Пользователи инициируют транзакцию через кошелек.
• Трансляция: отсутствие общего пула памяти, сделки отправляются непосредственно текущему и следующим двум предложителям.
• Сортировка: Предложитель упаковывает блоки на основе PoH (доказательство истории), время блока составляет всего 400 миллисекунд.
• Исполнение: Виртуальная машина Sealevel использует детерминированное параллельное исполнение, необходимо заранее объявить наборы чтения и записи, чтобы избежать конфликтов.
• Обновление статуса: Быстрое подтверждение BFT консенсуса.

Solana не использует мемпул, главным образом, чтобы избежать узких мест в производительности. Из-за отсутствия мемпула и уникального консенсуса PoH Solana узлы могут быстро достигать консенсуса по порядку транзакций, что исключает необходимость в очереди транзакций в мемпуле, и транзакции могут почти мгновенно завершаться. Однако это также означает, что в случае перегрузки сети транзакции могут быть отброшены, а не ждать, и пользователю необходимо повторно отправить их.

В отличие от этого, оптимистичное параллельное выполнение Aptos не требует объявления наборов чтения и записи, порог для узлов ниже, а TPS выше.

Два пути параллельного выполнения: Aptos против Solana

Исполнение транзакции представляет собой обновление состояния блока, это процесс преобразования команды на инициирование транзакции в состояние с окончательным результатом. Параллельное исполнение означает процесс одновременного вычисления состояния сети с использованием многопроцессорной архитектуры. В настоящее время параллельное исполнение на рынке в основном делится на два типа: детерминированное параллельное исполнение и оптимистичное параллельное исполнение.

Aptos и Solana выбрали разные пути в области параллельного исполнения:

• Детерминированное параллельное выполнение (Solana): перед трансляцией транзакций необходимо заявить о наборах чтения и записи, движок Sealevel обрабатывает безконфликтные транзакции параллельно в соответствии с заявлением, конфликтующие транзакции выполняются последовательно. Преимущества: высокая эффективность, недостатки: высокие требования к аппаратному обеспечению.

• Оптимистичное параллельное выполнение (Aptos): предполагается, что транзакции не конфликтуют, параллельное выполнение Block-STM с последующей проверкой, в случае конфликта - повторная попытка. Предварительная сортировка в пуле памяти снижает риск конфликтов, нагрузка на узлы меньше.

Пример: Баланс аккаунта A 100, транзакция 1 переводит 70 B, транзакция 2 переводит 50 C. Solana подтверждает конфликты заранее с помощью заявлений и обрабатывает по порядку; в Aptos, если после параллельного выполнения обнаруживается недостаток баланса, происходит повторная корректировка. Гибкость Aptos делает его более масштабируемым.

Оптимистичное параллельное завершение подтверждения конфликтов через пул памяти

Оптимистичная параллельная обработка предполагает, что транзакции, обрабатываемые параллельно, не будут конфликтовать и не требуют предварительной подачи декларации транзакции. Если после выполнения проверки обнаруживается конфликт, Block-STM повторно выполнит затронутые транзакции для обеспечения согласованности.

На Aptos после того, как транзакция попадает в публичный пул памяти, она проходит предварительную сортировку, что обеспечивает отсутствие конфликтов при параллельном выполнении транзакций в одном блоке. Этот механизм предварительной сортировки является ключевым для реализации оптимистичного параллелизма в Aptos и позволяет значительно снизить требования к производительности узлов без необходимости внедрения деклараций транзакций. Сетевые накладные расходы Aptos на обеспечение отсутствия конфликтов транзакций значительно меньше стоимости внедрения деклараций транзакций в Solana, поэтому его TPS достигает 160000, что более чем вдвое превышает Solana.

Наратив, основанный на безопасности, является направлением развития Aptos

RWA

Преимущества Aptos в сфере RWA:

• Block-STM может параллельно обрабатывать множество транзакций по переводу активов, избегая задержек в подтверждении прав, вызванных перегрузкой сети.
• Предварительная сортировка в пуле памяти гарантирует, что транзакции выполняются в порядке поступления, поддерживая надежность учета активов.
• Модульный дизайн и безопасность языка Move облегчают создание надежных приложений RWA.
• Уже сотрудничает с такими учреждениями, как Ondo Finance, Franklin Templeton, Libre и др., для продвижения токенизации ценных бумаг.

Платежи с использованием стабильной валюты

Преимущества Aptos в области платежей с использованием стабильных монет:

• Ресурсная модель языка Move предотвращает двойные расходы и обеспечивает точность транзакций.
• Низкие комиссии за газ делают его крайне конкурентоспособным в сценариях мелких платежей.
• Предварительная сортировка в памяти и Block-STM обеспечивают стабильность и низкую задержку платежных транзакций.
• Децентрализованный консенсус AptosBFT снижает риск централизации и одновременно поддерживает встроенные проверки KYC/AML.

Преимущества Aptos в области безопасности закладывают основу для нарратива RWA и PayFi. В будущем Aptos сможет, благодаря этим преимуществам, сформировать нарратив "ценностной сети, ориентированной на безопасность", став мостом между традиционной экономикой и блокчейном.

Резюме: Технические различия Aptos и будущая нарратив

Дизайн Aptos достигает баланса между производительностью и безопасностью. Его предсортировка в памяти в сочетании с оптимистичным параллелизмом Block-STM снижает порог для узлов и обеспечивает высокую пропускную способность. В отличие от Ethereum, параллельные возможности Aptos обеспечивают качественный скачок; по сравнению с Solana и Sui, Aptos сохраняет механизм предсортировки, что обеспечивает стабильность сети при высокой нагрузке.

На основе сочетания безопасности и производительности Aptos демонстрирует огромный потенциал в нарративах RWA и PayFi. В области RWA Aptos поддерживает массовую токенизацию активов; в PayFi и платежах со стабильными монетами его низкие затраты, высокая эффективность и соответствие требованиям способствуют микроплатежам и транснациональным расчетам.

В будущем Aptos сможет связать традиционные финансы и блокчейн-экосистему благодаря нарративу "ценностной сети, ориентированной на безопасность", продолжая усилия в области RWA и PayFi, создавая новую парадигму публичных цепей, обладающую доверием и масштабируемостью.