Compreendendo a fundo o ciclo de vida das transações em Blockchain: Comparação das tecnologias Ethereum, Solana e Aptos

Ao comparar as características técnicas de diferentes blockchains, é crucial escolher o ponto de entrada adequado. O ciclo de vida das transações é uma perspectiva de análise ideal, pois abrange todo o processo das transações, desde a criação até a atualização do estado final, incluindo etapas-chave como criação e início, transmissão, ordenação, execução e atualização de estado. Através desta perspectiva, podemos compreender claramente os conceitos de design e as escolhas técnicas de cada blockchain.

Este artigo irá centrar-se na Aptos, analisando o seu design único e comparando-o com o Ethereum e Solana, explorando as principais diferenças entre eles na processação de transações.

Aptos: Design otimista e de alto desempenho com paralelismo

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

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 aplicativos), que retransmitem as transações para nós completos nas proximidades, e os nós completos, por sua vez, sincronizam com os validadores.

Broadcast

Aptos manteve o pool de memória, mas após o QuorumStore, os pools de memória não são mais compartilhados. Ao contrário do Ethereum, o pool de memória do Aptos não é apenas um buffer de transações, mas também pré-classifica as transações com base em regras (como FIFO ou custos de Gas) para garantir que, durante a execução paralela subsequente, não haja conflitos nas transações. Este design evita a alta demanda de hardware, semelhante ao Solana, que exige a declaração antecipada do conjunto de leitura e escrita.

ordenação

Aptos utiliza o mecanismo de consenso AptosBFT. Em princípio, o proponente não pode ordenar livremente as transações, mas a aip-68 concede ao proponente o direito adicional de preencher as transações atrasadas. Como a pré-ordenamento do pool de memórias já foi realizada para evitar conflitos, a geração de blocos depende mais da colaboração entre os validadores, em vez de ser dominada pelo proponente.

executar

Aptos utiliza a tecnologia Block-STM para implementar a execução paralela otimista. As transações são supostas como não conflitantes e processadas simultaneamente; se um conflito for descoberto após a execução, as transações afetadas serão reexecutadas. Este método aproveita ao máximo o desempenho de processadores multicore, permitindo que o TPS atinja 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 paralelismo otimista e pré-ordenamento de pool de memória, que reduz a demanda de desempenho dos nós e aumenta significativamente a capacidade de processamento.

Ethereum: A referência para execução em série

Ethereum, como o pioneiro dos contratos inteligentes, fornece uma estrutura básica para entender outras blockchains.

Ciclo de Vida da Transação do Éter

• 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 pública, aguardando ser empacotada.
• Ordenação: Após a atualização do PoS, os construtores de blocos empacotam transações com base no princípio da maximização do lucro, e após o leilão da camada de retransmissão, as submetem ao proponente.
• Execução: EVM processa transações em série, atualizando o estado em um único thread.
• Atualização de status: o bloco deve ser confirmado em sua finalização por dois pontos de verificação.

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

Solana: otimização extrema de paralelismo determinístico

Solana é conhecida pelo seu alto desempenho, e seu ciclo de vida de transações difere significativamente do Aptos, especialmente em relação ao pool de memória e ao método 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 no PoH (Proof of History), o tempo de 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 para evitar gargalos de desempenho. Este design permite que as transações cheguem rapidamente a um consenso sequencial, quase alcançando a conclusão instantânea. No entanto, em caso de sobrecarga na rede, as transações podem ser descartadas em vez de aguardarem, e os usuários precisam reenviar.

Em comparação, a paralelização otimista do Aptos não requer a declaração de conjuntos de leitura e escrita, reduzindo o limiar para os nós, ao mesmo tempo que alcança um TPS mais alto.

Duas vias de execução paralela: Aptos vs Solana

A execução paralela em Blockchain refere-se ao processo em que processadores multicore calculam simultaneamente o estado da rede. Atualmente, a execução paralela no mercado divide-se principalmente em duas abordagens: execução paralela determinística e execução paralela otimista, cuja principal diferença reside na forma como garantem que as transações paralelas não entrem em conflito.

• Paralelismo determinístico (Solana): É necessário declarar o conjunto de leitura e escrita antes da transmissão da transação. O motor Sealevel processa transações sem conflitos em paralelo com base na declaração, enquanto transações conflitantes são executadas em série. A vantagem é a eficiência, a desvantagem é a elevada exigência de hardware.

• Execução paralela otimista (Aptos): supõe que as transações não têm conflitos, a execução paralela do Block-STM é verificada após, se houver conflitos, tenta novamente. A pré-ordenação do pool de memória reduz o risco de conflitos e alivia a carga dos nós.

Por exemplo, suponha que a conta A tenha um saldo de 100, na transação 1 transfere 70 para B, na transação 2 transfere 50 para C. Solana irá confirmar conflitos antecipadamente através de declarações e processar em ordem; enquanto Aptos executa em paralelo, se descobrir que o saldo é insuficiente, ajusta novamente. Essa flexibilidade do Aptos proporciona uma melhor escalabilidade.

Confirmação de conflitos concluída antecipadamente através de memória pool de forma otimista e paralela

A otimização da paralelização otimista da Aptos não é apenas uma suposição de que as transações não têm conflitos, mas sim uma forma de evitar riscos na fase de transmissão das transações. Após as transações entrarem no pool de memória pública, elas são pré-ordenadas de acordo com certas regras (como FIFO e níveis de tarifas de Gas) para garantir que as transações dentro de um bloco não entrem em conflito durante a execução paralela.

Esta pré-ordenamento de transações é a chave para a implementação da paralelização otimista da Aptos. Ao contrário da Solana, que necessita introduzir declarações de transações, a Aptos não requer este mecanismo, reduzindo assim significativamente as exigências de desempenho dos nós. Em termos de sobrecarga de rede para garantir que as transações não conflitam, a inclusão de um pool de memória pela Aptos tem um impacto muito menor sobre o TPS do que o custo das declarações de transações introduzidas pela Solana. Assim, o TPS da Aptos pode chegar a 160.000, mais do que o dobro da Solana.

Direção de desenvolvimento do Aptos: narrativa baseada na segurança

RWA (Ativos do Mundo Real)

Aptos está ativamente promovendo a tokenização de ativos reais e soluções financeiras institucionais. Seu Block-STM pode processar em paralelo várias transações de transferência de ativos, evitando atrasos na verificação de direitos causados por congestionamentos na rede. A pré-ordenacão do pool de memória garante que as transações sejam executadas em ordem, mantendo a confiabilidade dos registros de ativos. O design modular e a segurança da linguagem Move permitem que os desenvolvedores construam mais facilmente aplicações RWA confiáveis.

O potencial da Aptos no campo RWA reside na combinação de segurança e desempenho. No futuro, pode-se focar na colaboração com instituições financeiras tradicionais para colocar ativos de alto valor na blockchain, aproveitando a linguagem Move para criar padrões de tokenização com forte conformidade.

Em julho de 2024, a Aptos introduziu o USDY da Ondo Finance e integrou-o nas principais DEX e aplicações de empréstimo. Em outubro de 2024, a Franklin Templeton lançou o token BENJI na Aptos. Além disso, a Aptos colaborou com a Libre para promover a tokenização de títulos, colocando várias conhecidas fundações de investimento na blockchain, aumentando o acesso dos investidores institucionais.

Pagamento em stablecoin

A linguagem Move do Aptos impede a duplicação de pagamentos através de um modelo de recursos, garantindo a precisão das transferências de stablecoin. As baixas taxas de Gas tornam-na altamente competitiva em cenários de pagamentos de baixo valor. A pré-ordenação 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, enquanto sua arquitetura modular suporta os desenvolvedores na incorporação de verificações KYC/AML, equilibrando a descentralização com as necessidades de conformidade regulatória.

O potencial da Aptos no campo do PayFi e dos pagamentos em stablecoin reside na tríade de "segurança, eficiência e conformidade". No futuro, poderá impulsionar a adoção em larga escala de stablecoins, criar uma rede de pagamentos transfronteiriços ou colaborar com gigantes dos pagamentos para desenvolver sistemas de liquidação em cadeia. Altos TPS e baixos custos também poderão suportar cenários de micropagamentos, como recompensas em tempo real para criadores de conteúdo.

Resumo: As diferenças tecnológicas da Aptos e a narrativa futura

O design do Aptos alcançou um equilíbrio entre desempenho e segurança. A pré-ordenção do pool de memória, combinada com a paralelização otimista do Block-STM, reduz tanto a barreira de entrada dos nós quanto alcança uma alta taxa de transferência de 160.000 TPS. Essa abordagem de "rapidez com estabilidade", aliada ao modelo de recursos da linguagem Move, confere ao Aptos uma segurança superior.

É precisamente com base na combinação de segurança e desempenho que a Aptos demonstra um enorme potencial nas narrativas de RWA e PayFi. No campo de RWA, a Aptos suporta a tokenização de ativos em grande escala e já colaborou com várias instituições financeiras. No contexto de PayFi e pagamentos com stablecoins, o baixo custo, a alta eficiência e a conformidade da Aptos apoiam micropagamentos e liquidações transfronteiriças, com potencial para se tornar a "próxima geração de infraestrutura de pagamentos".

No futuro, Aptos pode, através da narrativa de "rede de valor impulsionada pela segurança", conectar as finanças tradicionais com o ecossistema de Blockchain, continuando a investir nas áreas de RWA e PayFi, e construir um novo padrão de blockchain pública que combine confiança e escalabilidade.