Порівняння технологій публічних блокчейнів з точки зору життєвого циклу транзакцій: Aptos, Ethereum та Solana

Порівняння технічних відмінностей між різними блокчейнами може здаватися нудним або однобоким через різні точки зору. Щоб точно зрозуміти відмінності між Aptos та іншими блокчейнами, важливо вибрати відповідний аналітичний кут. У цій статті ми розглянемо життєвий цикл транзакцій, аналізуючи технічні відмінності між Aptos, Ethereum та Solana.

Аналізуючи повний процес транзакції від створення до остаточного оновлення статусу, включаючи створення та ініціювання, трансляцію, сортування, виконання та оновлення статусу, ми можемо чітко зрозуміти дизайн та технічні компроміси різних публічних блокчейнів. Цей метод аналізу не лише допомагає зрозуміти основні характеристики різних публічних блокчейнів, але й може надати insights для дослідження розробки додатків на Aptos.

Усі блокчейн-транзакції обертаються навколо цих п'яти кроків. У цій статті ми зосередимося на Aptos, глибоко проаналізуємо його унікальний дизайн і порівняємо з Ethereum та Solana.

Aptos: оптимістичний паралелізм та висока продуктивність

Aptos, як високопродуктивна публічна ланка, має схожий життєвий цикл транзакцій з Ethereum, але досягла значного підвищення продуктивності завдяки унікальному оптимістичному паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті.

створення та ініціювання

Мережа Aptos складається з легких вузлів, повних вузлів та валідаторів. Користувачі ініціюють транзакції через легкі вузли (наприклад, гаманці або додатки), легкі вузли передають транзакції найближчим повним вузлам, а повні вузли синхронізуються з валідаторами.

трансляція

Aptos зберігає пул пам'яті, але після QuorumStore між пулами пам'яті більше не відбувається обміну. На відміну від Ethereum, пул пам'яті Aptos не є лише буфером транзакцій. Після входу транзакцій у пул пам'яті система здійснює попереднє сортування згідно з правилами (такими як FIFO або витрати на Gas), що забезпечує відсутність конфліктів під час подальшого паралельного виконання транзакцій. Такий дизайн уникає високих апаратних вимог Solana, які виникають через необхідність заздалегідь оголошувати набори читання/запису.

сортування

Aptos використовує механізм консенсусу AptosBFT. Пропонент в принципі не може вільно сортувати транзакції, але aip-68 надає пропоненту додаткове право заповнювати затримані транзакції. Оскільки пул пам'яті вже завершив попереднє сортування для уникнення конфліктів, генерація блоків більше залежить від співпраці між валідаторами, а не від домінування пропонента.

виконати

Aptos використовує технологію Block-STM для реалізації оптимістичного паралельного виконання. Транзакції вважаються безконфліктними та обробляються одночасно, а якщо під час виконання виявляється конфлікт, то торгівлі, що потрапили під вплив, будуть повторно виконані. Цей підхід повною мірою використовує багатоядерні процесори для підвищення ефективності, що дозволяє досягти TPS до 160,000.

оновлення статусу

Стан синхронізації валідаторів, остаточність підтверджується перевіркою контрольної точки, подібно до механізму Epoch в Ethereum, але з вищою ефективністю.

Основна перевага Aptos полягає в поєднанні оптимістичного паралелізму та попередньої сортування в пулі пам'яті, що знижує вимоги до продуктивності вузлів і значно підвищує пропускну здатність.

Ethereum: Бенчмарк послідовного виконання

Ethereum як творець смарт-контрактів є вихідною точкою технології публічних блокчейнів, а його життєвий цикл транзакцій забезпечує основну рамку для розуміння Aptos.

Життєвий цикл транзакцій Ethereum

• Створення та ініціювання: Користувач ініціює транзакцію через гаманець за допомогою релейного шлюзу або RPC інтерфейсу.
• Трансляція: Транзакція потрапляє до загального пулу пам'яті, чекаючи на пакування.
• Сортування: Після оновлення PoS, будівельники блоків упаковують транзакції за принципом максимізації прибутку, подаючи їх до пропозиційника після аукціону на релейному рівні.
• Виконання: EVM послідовно обробляє транзакції, оновлення стану в однопотоковому режимі.
• Оновлення стану: блоки повинні пройти два контрольні пункти для підтвердження фінальності.

Обмеження серійного виконання та дизайну пулу пам'яті Ethereum знижують продуктивність, час блоку становить 12 секунд/слот, а TPS є низьким. Порівняно з цим, Aptos досяг якісного стрибка завдяки паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті.

Solana: визначна оптимізація з детермінованим паралелізмом

Solana відомий своєю високою продуктивністю, його життєвий цикл транзакцій значно відрізняється від Aptos, особливо в контексті пулу пам'яті та способу виконання.

Життєвий цикл торгівлі Solana

• Створення та ініціювання: користувач ініціює транзакцію через гаманець.
• Трансляція: немає публічного пулу пам'яті, транзакції надсилаються безпосередньо поточному та наступним двом пропонентам.
• Сортування: Пропонент упаковує блоки на основі PoH (Доказ Історії), час блоку складає лише 400 мілісекунд.
• Виконання: Віртуальна машина Sealevel використовує детерміноване паралельне виконання, необхідно заздалегідь оголосити колекції читання та запису, щоб уникнути конфліктів.
• Оновлення статусу: Швидке підтвердження консенсусу BFT.

Solana не використовує мемпул, головним чином, щоб уникнути вузьких місць продуктивності. Через відсутність мемпулу та унікальний консенсус PoH Solana, вузли можуть швидко досягати консенсусу щодо послідовності транзакцій, що усуває необхідність черги транзакцій у мемпулі, транзакції можуть практично виконуватись миттєво. Однак це також означає, що під час перевантаження мережі транзакції можуть бути відкинуті, а не чекати, користувачам потрібно буде повторно подати їх.

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

Два шляхи паралельного виконання: Aptos vs Solana

Виконання транзакцій представляє оновлення стану блокчейну, це процес перетворення команди на виконання транзакції в стан з фінальною визначеністю. Паралельне виконання означає процес одночасного обчислення стану мережі на багатоядерних процесорах. В даний час паралельне виконання на ринку в основному ділиться на два типи: детерміністичне паралельне виконання та оптимістичне паралельне виконання.

Aptos та Solana обрали різні шляхи в області паралельного виконання:

• Детермінований паралелізм (Solana): перед трансакцією необхідно оголосити набори на читання та запис, двигун Sealevel обробляє паралельні безконфліктні трансакції відповідно до оголошення, конфліктні трансакції виконуються послідовно. Перевагою є ефективність, недоліком є високі вимоги до апаратного забезпечення.

• Оптимістичний паралелізм (Aptos): припускає, що транзакції не конфліктують, паралельне виконання Block-STM з подальшою валідацією, якщо є конфлікт, то повторна спроба. Попереднє сортування в пам'яті знижує ризик конфліктів, навантаження на вузли менше.

Приклад: баланс рахунку A 100, транзакція 1 переводить 70 B, транзакція 2 переводить 50 C. Solana підтверджує конфлікти заздалегідь через оголошення та обробляє їх по порядку; Aptos, якщо виявить недостатньо балансу після паралельного виконання, коригує його. Гнучкість Aptos робить його більш масштабованим.

Оптимістичний паралельний підтвердження конфліктів через пул пам'яті

Оптимістична паралельність базується на припущенні, що транзакції, які обробляються паралельно, не будуть конфліктувати, і не потрібно заздалегідь подавати заяви про транзакції. Якщо під час виконання виявляються конфлікти, Block-STM повторно виконає транзакції, що зазнали впливу, щоб забезпечити узгодженість.

На Aptos, після входження транзакцій у публічний пул пам'яті, вони проходять попередню сортировку, що забезпечує відсутність конфліктів під час паралельного виконання транзакцій у межах одного блоку. Ця механіка попередньої сортировки є ключовою для реалізації оптимістичного паралелізму в Aptos, не вимагаючи запровадження заявок на транзакції, що суттєво знижує вимоги до продуктивності вузлів. Мережева витрата Aptos на забезпечення відсутності конфліктів у транзакціях значно менша, ніж вартість запровадження заявок на транзакції в Solana, тому його TPS може досягати 160 000, що більше ніж вдвічі перевищує показники Solana.

Наратив, зосереджений на безпеці, є напрямком розвитку Aptos

RWA

Переваги Aptos у сфері RWA:

• Block-STM може паралельно обробляти кілька трансакцій з переміщення активів, уникаючи затримок у підтвердженні прав власності, спричинених заторами в мережі.
• Попереднє сортування пам'яті забезпечує виконання транзакцій у порядку їх надходження, підтримуючи надійність записів активів.
• Модульний дизайн і безпека Move мови полегшують створення надійних RWA застосунків.
• Вже укладено угоди з такими установами, як Ondo Finance, Franklin Templeton, Libre, для просування токенізації цінних паперів.

Платежі стабільною монетою

Переваги Aptos у сфері платежів стейблкойнами:

• Ресурсна модель Move запобігає подвійним витратам, забезпечуючи точність угод.
• Низькі Gas витрати роблять його надзвичайно конкурентоспроможним у сценаріях дрібних платежів.
• Передсортування пам'яті та Block-STM гарантують стабільність та низьку затримку платіжних транзакцій.
• Децентралізований консенсус AptosBFT знижує ризики централізації, одночасно підтримуючи вбудовані перевірки KYC/AML.

Переваги Aptos в безпеці закладають основу для наративу RWA та PayFi. У майбутньому Aptos зможе завдяки цим перевагам сформувати наратив "мережі вартості, що керується безпекою", ставши мостом між традиційною економікою та блокчейном.

Підсумок: Технічні відмінності Aptos та майбутнє оповідання

Дизайн Aptos досягає балансу між продуктивністю та безпекою. Його попередня сортування пулу пам'яті в поєднанні з оптимістичним паралелізмом Block-STM знижує поріг для вузлів і забезпечує високу пропускну здатність. У порівнянні з Ethereum, паралельні можливості Aptos забезпечують якісний стрибок; на відміну від Solana та Sui, Aptos зберігає механізм попереднього сортування, що гарантує стабільність мережі під час високого навантаження.

На основі поєднання безпеки та продуктивності, Aptos демонструє величезний потенціал у наративі RWA та PayFi. У сфері RWA Aptos підтримує масове виведення активів на блокчейн; у PayFi та платежах зі стабільними монетами його низька вартість, висока ефективність та відповідність стандартам підтримують мікроплатежі та трансакції між країнами.

У майбутньому Aptos зможе завдяки наративу "безпечно керованої мережі вартості" з'єднати традиційні фінанси з екосистемою блокчейну, постійно працюючи в сферах RWA та PayFi, створюючи нову структуру публічної блокчейн, що поєднує довіру та масштабованість.