Життєвий цикл транзакцій Блокчейн: порівняння технологій Aptos, Ethereum і Solana

Порівняння технічних відмінностей різних блокчейнів може здаватися нудним. Щоб швидко зрозуміти різницю між Aptos та іншими блокчейнами, аналіз життєвого циклу транзакції є ідеальною точкою входу. Досліджуючи повний процес транзакції від створення до оновлення кінцевого стану, включаючи створення та ініціацію, трансляцію, сортування, виконання та оновлення стану, ми можемо чітко зрозуміти проектні концепції та технічні компроміси різних блокчейнів.

Ця стаття буде зосереджена на Aptos, детально аналізуючи його унікальний дизайн і порівнюючи його з Ethereum та Solana.

Aptos: оптимістичний паралелізм та висока продуктивність

Aptos є публічною мережею, яка акцентує увагу на високій продуктивності. Хоча життєвий цикл транзакцій подібний до Ethereum, він досягає значного підвищення продуктивності завдяки унікальному оптимістичному паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті.

Створення та ініціювання

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

трансляція

Aptos зберігає пул пам'яті, але між пулами пам'яті не відбувається обміну після QuorumStore. На відміну від Ethereum, його пул пам'яті не є лише буфером транзакцій. Після того, як транзакції потрапляють у пул пам'яті, система проводить попереднє сортування відповідно до правил (наприклад, FIFO або витрати Gas), щоб забезпечити відсутність конфліктів під час подальшого паралельного виконання транзакцій. Такий дизайн уникає високих вимог до апаратного забезпечення, що виникають через необхідність попереднього оголошення наборів читання та запису.

сортування

Aptos використовує консенсус AptosBFT, де пропонент в принципі не може вільно впорядковувати транзакції, aip-68 надає пропоненту додаткові права на заповнення затриманих транзакцій. Попереднє упорядкування пам'яті було завершено 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 припускаються без конфліктів і обробляються одночасно; якщо під час виконання виявляється конфлікт, то відповідні транзакції будуть повторно виконані. Цей підхід використовує багатоядерні процесори для підвищення ефективності, TPS може досягати 160,000.

Оновлення статусу

Стан синхронізації валідаторів, остаточність підтверджується через контрольну точку, подібно до механізму Epoch в Ethereum, але з вищою ефективністю.

Основна перевага Aptos полягає в поєднанні оптимістичного паралелізму та попередньої сортировки пулу пам'яті, що знижує вимоги до продуктивності вузлів та суттєво підвищує пропускну здатність.

Ethereum: Бенчмарк послідовного виконання

Ethereum як творець смарт-контрактів є початковою точкою технології публічних блокчейнів, а його життєвий цикл транзакцій забезпечує базову структуру для розуміння Aptos.

Життєвий цикл транзакцій Ethereum

• Створення та ініціація: Користувачі ініціюють транзакції через гаманці за допомогою релейних шлюзів або RPC-інтерфейсів.
• Трансляція: Транзакція входить до загального пулу пам'яті, чекаючи на упаковку.
• Сортування: Після оновлення PoS, будівельники блоків упаковують транзакції згідно з принципом максимізації прибутку, після аукціону на релейному рівні подають їх пропонувальнику.
• Виконання: EVM послідовно обробляє транзакції, оновлює стан в одному потоці.
• Оновлення статусу: Блок має бути підтверджений через дві контрольні точки для підтвердження остаточності.

Обмеження послідовного виконання та дизайну пам'яті Ethereum зменшують продуктивність, час блоку становить 12 секунд / слот, TPS низький. На відміну від цього, Aptos досяг якісного стрибка завдяки паралельному виконанню та оптимізації пам'яті.

Solana: максимальна оптимізація з визначеною паралельністю

Solana відомий своєю високою продуктивністю, його життєвий цикл транзакцій суттєво відрізняється від Aptos, особливо в пулі пам'яті та способах виконання.

Життєвий цикл торгівлі Solana

• Створення та ініціювання: користувач запускає транзакцію через гаманець.
• Трансляція: без загального пулу пам'яті, транзакції надсилаються безпосередньо поточному та наступним двом пропозиціонерам.
• Сортування: пропонент на основі PoH (Proof of History) упаковує блоки, час блоку складає лише 400 мілісекунд.
• Виконання: Віртуальна машина Sealevel використовує детерміноване паралельне виконання, потрібно заздалегідь оголосити колекції читання та запису, щоб уникнути конфліктів.
• Оновлення статусу: Швидке підтвердження BFT-консенсусу.

Причиною, чому Solana не використовує пам'ятковий пул, є те, що пам'ятковий пул може стати вузьким місцем у продуктивності. Відсутність пам'яткового пулу та унікальний консенсус PoH Solana дозволяють вузлам швидко досягати консенсусу щодо порядку транзакцій, що усуває потребу в черзі транзакцій у пам'ятковому пулі, у результаті чого транзакції можуть виконуватися майже миттєво. Однак це також означає, що під час перевантаження мережі транзакції можуть бути скинуті, а не чекати, і користувачам потрібно повторно подавати їх.

Порівняно з цим, оптимістичний паралелізм Aptos не вимагає оголошення наборів читання/запису, поріг для вузлів нижчий, а TPS вищий.

Два шляхи паралельного виконання: Aptos проти Solana

Виконання угоди представляє оновлення стану блоку, це процес перетворення команди ініціювання угоди в стан з остаточністю. Паралельне виконання означає процес одночасного обчислення стану мережі багатоядерними процесорами. На даний момент паралельне виконання на ринку поділяється на два типи: детерміністичне паралельне виконання та оптимістичне паралельне виконання.

• Детерміноване паралельне виконання (Solana): перед трансляцією транзакції потрібно оголосити набори читання та запису, двигун Sealevel обробляє безконфліктні транзакції паралельно на основі заяви, конфліктні транзакції виконуються послідовно. Переваги: висока ефективність, недоліки: високі вимоги до апаратного забезпечення.

• Оптимістичне паралельне виконання (Aptos): припускаючи, що транзакції не конфліктують, Block-STM виконує паралельну обробку з подальшою верифікацією, у разі конфлікту – повторна спроба. Попереднє сортування в пам'яті знижує ризик конфліктів, полегшуючи навантаження на вузли.

Оптимістичне паралельне завершення підтвердження конфлікту через пам'ятковий пул

Оптимістичний паралелізм Aptos не є простою гіпотезою про те, що угоди не конфліктують, а передбачає уникнення ризиків на етапі трансляції. Після того, як угоди потрапляють до загального пулу пам'яті, вони попередньо сортуються відповідно до певних правил, що гарантує, що угоди в одному блоці не конфліктують під час паралельного виконання. Це попереднє сортування угод є ключовим для досягнення оптимістичного паралелізму Aptos, не вимагаючи впровадження механізму оголошення угод, що значно знизило вимоги до продуктивності вузлів. Тому TPS Aptos може досягати 160,000, що вдвічі перевищує показник Solana.

Наратив, заснований на безпеці, є напрямком розвитку Aptos

RWA (Справжні світові активи)

Aptos активно просуває токенізацію реальних активів та рішення для інституційних фінансів. Його Block-STM може паралельно обробляти кілька транзакцій з переказу активів, запобігаючи заторам у мережі, які призводять до затримок у підтвердженні прав власності. Попередня сортировка пулу пам'яті забезпечує виконання транзакцій у порядку, підтримуючи надійність записів активів. Модульний дизайн і безпека мови Move полегшують розробникам створення надійних застосунків RWA.

Aptos вже співпрацював з Ondo Finance для впровадження USDY та запустив токен BENJI разом з Franklin Templeton. Крім того, була укладена угода з Libre для просування токенізації цінних паперів, що дозволить кільком відомим інвестиційним фондам перейти на блокчейн, що посилить доступ для інституційних інвесторів.

Платежі стабільною монетою

Мова Move Aptos запобігає подвійним витратам за допомогою моделі ресурсів, забезпечуючи точність трансакцій зі стабільними монетами. Низькі витрати на Gas роблять її надзвичайно конкурентоспроможною в сценаріях малих платежів. Попереднє сортування в пулі пам'яті та Block-STM гарантують стабільність платіжних транзакцій і низьку затримку.

Децентралізований консенсус AptosBFT зменшує ризики централізації, в той час як його модульна архітектура підтримує розробників у вбудовуванні перевірок KYC/AML, балансуючи потреби в децентралізації та регуляторній відповідності. Такий дизайн робить Aptos більш придатним для входу фінансових установ.

У майбутньому Aptos може стійко сприяти масовому прийняттю стейблкоїнів, створюючи мережу для міжнародних платежів, або співпрацюючи з платіжними гігантами для розробки системи розрахунків на базі блокчейну. Високий TPS та низька вартість також можуть підтримувати мікроплатіжні сценарії, такі як миттєві винагороди для творців контенту.

Підсумок: Технічні відмінності Aptos та майбутні наративи

Дизайн Aptos досягає балансу між продуктивністю та безпекою. Його попереднє сортування пам'яті в поєднанні з оптимістичним паралелізмом Block-STM знижує поріг для вузлів і забезпечує високу пропускну здатність. Цей підхід "швидкість при стабільності", доповнений моделлю ресурсів мови Move, надає Aptos вищу безпеку.

На основі поєднання безпеки та продуктивності Aptos демонструє величезний потенціал у наративі RWA та PayFi. У сфері RWA його висока пропускна спроможність підтримує широкомасштабне розміщення активів на блокчейні; у PayFi та платежах стейблкоїнів низька вартість, висока ефективність та відповідність регуляцій підтримують мікроплатежі та міжнародні розрахунки.

У майбутньому Aptos може завдяки наративу "мережі цінностей, що керується безпекою" з'єднати традиційні фінанси та екосистему Блокчейн, постійно розвиваючись у сферах RWA та PayFi, створюючи нову структуру публічної ланцюга, що поєднує довіру та розширюваність.