Глибше розуміння життєвого циклу交易 Блокчейн: порівняння технологій Ethereum, Solana та Aptos

Порівнюючи технічні характеристики різних публічних ланцюгів, вибір відповідної точки входу є вкрай важливим. Життєвий цикл угоди є ідеальним аналітичним кутом зору, що охоплює весь процес угоди з моменту створення до остаточного оновлення стану, включаючи ключові етапи створення та ініціювання, трансляцію, сортування, виконання та оновлення стану. Завдяки цьому куту зору ми можемо чітко зрозуміти дизайн та технічні компроміси кожного публічного ланцюга.

У цій статті буде розглянуто Aptos, його унікальний дизайн та порівняно з Ethereum і Solana, обговорюючи ключові відмінності у їхній обробці транзакцій.

Aptos: Оптимістичний паралелізм та висока продуктивність

Aptos як блокчейн, що акцентує увагу на високій продуктивності, має схожий цикл життя транзакцій з Ethereum, але завдяки унікальному оптимістичному паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті досягає значного підвищення продуктивності.

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 пересилають 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 лише є буфером для транзакцій, але й попередньо сортує транзакції відповідно до правил (таких як FIFO або Gas-витрати), щоб забезпечити безконфліктне виконання транзакцій під час подальшого паралельного виконання. Такий дизайн уникнув високих вимог до апаратного забезпечення, подібних до Solana, які виникають через необхідність попереднього оголошення наборів для читання та запису.

сортування

Aptos використовує механізм консенсусу AptosBFT. Пропонент принципово не може вільно впорядковувати транзакції, але aip-68 надає пропоненту додаткове право заповнювати затримані транзакції. Оскільки попереднє сортування в пам'яті вже 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 вважаються неконфліктними та обробляються одночасно, якщо під час виконання виявлено конфлікт, то транзакції, що зазнали впливу, будуть повторно виконані. Цей підхід повністю використовує продуктивність багатоядерних процесорів, що дозволяє досягти TPS до 160,000.

оновлення стану

Статус синхронізації валідаторів, остаточність підтверджується контрольними точками, подібно до механізму Epoch в Ефірі, але з більшою ефективністю.

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

Ethereum: базова лінія для послідовного виконання

Ethereum як творець смарт-контрактів надає базову структуру для розуміння інших публічних блокчейнів.

Життєвий цикл транзакцій Ethereum

• Створення та ініціювання: користувачі ініціюють транзакції через гаманець за допомогою релейного шлюзу або RPC-інтерфейсу.
• Радіо: Транзакція потрапляє до публічного пулу пам'яті, чекаючи на пакування.
• Сортування: Після оновлення PoS, будівельники блоків упаковують транзакції відповідно до принципу максимізації прибутку, після того як рівень реле подає заявки пропонувальнику.
• Виконання: EVM послідовно обробляє транзакції, одночасно оновлюючи стан.
• Оновлення статусу: Блок має бути підтверджений двома контрольними точками для підтвердження остаточності.

Обмеження серійного виконання та дизайну пам'яті Ethereum знижують його продуктивність, час блоку становить 12 секунд/слот, TPS низький. У порівнянні з цим, Aptos досяг якісного стрибка завдяки паралельному виконанню та оптимізації пам'яті.

Solana: визначена паралельна екстремальна оптимізація

Solana відома високою продуктивністю, її життєвий цикл угоди має суттєві відмінності від Aptos, особливо в пулі пам'яті та способах виконання.

Життєвий цикл торгівлі Solana

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

Solana не використовує пул пам'яті, щоб уникнути вузьких місць у продуктивності. Цей дизайн дозволяє транзакціям швидко досягати послідовного консенсусу, майже досягаючи миттєвого виконання. Однак, під час перевантаження мережі, транзакції можуть бути скасовані, а не чекати, і користувачам потрібно повторно відправити.

У порівнянні з цим, оптимістичний паралелізм Aptos не вимагає оголошення набору читання/запису, знижуючи поріг для вузлів і забезпечуючи вищу TPS.

Два шляхи паралельного виконання: Aptos проти Solana

Паралельне виконання в Блокчейн означає процес, в якому багатоядерний процесор одночасно обчислює стан мережі. Наразі паралельне виконання на ринку в основному поділяється на два типи: детерміністичне паралельне виконання та оптимістичне паралельне виконання, основна різниця між якими полягає в тому, як забезпечити відсутність конфліктів між паралельними транзакціями.

• Детермінований паралелізм (Solana): перед трансляцією транзакцій потрібно оголосити множини читання та запису, двигун Sealevel обробляє безконфліктні транзакції паралельно відповідно до оголошення, конфліктні транзакції виконуються послідовно. Перевага полягає в ефективності, недолік - високі вимоги до обладнання.

• Оптимістичне паралельне виконання (Aptos): припускає, що транзакції не мають конфліктів, паралельне виконання Block-STM з подальшою перевіркою, у разі конфлікту - повторна спроба. Попереднє сортування в пам'яті знижує ризик конфліктів, зменшуючи навантаження на вузли.

Наприклад, припустимо, що баланс облікового запису A становить 100, транзакція 1 передає 70 B, транзакція 2 передає 50 C. Solana підтверджує конфлікти заздалегідь через заявлення та обробляє їх у порядку; тоді як Aptos виконує транзакції паралельно, і якщо виявляє недостатній баланс, то коригує їх повторно. Гнучкість Aptos забезпечує йому кращу масштабованість.

Оптимістичний паралельний підтвердження конфліктів через пам'ятевий пул

Оптимістичний паралелізм Aptos не є простою гіпотезою безконфліктних транзакцій, а є запобіганням ризикам на етапі трансляції транзакцій. Після того, як транзакція потрапляє до публічного пулу пам’яті, вона попередньо сортується за певними правилами (такими як FIFO та рівень витрат на газ), щоб забезпечити, що транзакції в межах одного блоку не будуть конфліктувати під час паралельного виконання.

Ця попередня сортування транзакцій є ключовою для реалізації оптимістичного паралелізму в Aptos. На відміну від Solana, яка повинна впроваджувати заяви про транзакції, Aptos не потребує цього механізму, тому вимоги до продуктивності вузлів значно знижуються. У забезпеченні відсутності конфліктів транзакцій витрати на мережу, які не конфліктують, Aptos додає вплив пулу пам'яті на TPS, що є значно меншим, ніж витрати, пов'язані з впровадженням заяв про транзакції в Solana. Таким чином, TPS Aptos може досягати 160,000, що вдвічі більше, ніж у Solana.

Напрямок розвитку Aptos: наратив на основі безпеки

RWA ( Реальні світові активи )

Aptos активно просуває токенізацію реальних активів та рішення для інституційних фінансів. Його Block-STM може паралельно обробляти кілька транзакцій з передачі активів, уникаючи затримок у підтвердженні прав власності, спричинених перевантаженням мережі. Попереднє сортування в пам'яті забезпечує виконання транзакцій у правильному порядку, підтримуючи надійність записів активів. Модульний дизайн та безпека мови Move дозволяють розробникам легше створювати надійні RWA додатки.

Потенціал Aptos у сфері RWA полягає в поєднанні безпеки та продуктивності. У майбутньому можна зосередитися на співпраці з традиційними фінансовими установами, щоб перевести високоякісні активи на блокчейн, використовуючи мову Move для створення стандартів токенізації з високим рівнем відповідності.

У липні 2024 року Aptos впроваджує USDY від Ondo Finance та інтегрує його в основні DEX і кредитні додатки. У жовтні 2024 року Franklin Templeton запускає токен BENJI на Aptos. Крім того, Aptos співпрацює з Libre для просування токенізації цінних паперів, переводячи на ланцюг кілька відомих інвестиційних фондів, що покращує доступ для інституційних інвесторів.

Платіж стейблкоїнів

Мова Move Aptos запобігає подвійним витратам через модель ресурсів, забезпечуючи точність трансакцій зі стабільними монетами. Низькі витрати Gas роблять її надзвичайно конкурентоспроможною в сценаріях малих платежів. Попередня сортування в пам'яті та Block-STM гарантують стабільність платежів і низьку затримку.

Децентралізований консенсус AptosBFT знижує ризики централізації, в той же час його модульна архітектура підтримує розробників у впровадженні перевірок KYC/AML, балансуючи між децентралізацією та вимогами регуляторної відповідності.

Потенціал Aptos у сфері PayFi та стабільних монет полягає в тріаді "безпека, ефективність, відповідність". У майбутньому можна буде підтримувати масове впровадження стабільних монет, створювати мережу трансакцій між країнами або співпрацювати з платіжними гігантами для розробки системи розрахунків на блокчейні. Висока TPS і низькі витрати також можуть підтримувати мікроплатежі, такі як миттєві винагороди для творців контенту.

Підсумок: Технічні відмінності Aptos та майбутня наратив

Дизайн Aptos досягає балансу між продуктивністю та безпекою. Його попереднє сортування пулу пам'яті в поєднанні з оптимістичним паралелізмом Block-STM знижує поріг для вузлів і забезпечує високу пропускну здатність у 160 000 TPS. Такий підхід "стабільність із швидкістю", доповнений ресурсною моделлю мови Move, надає Aptos вищу безпеку.

Саме на основі поєднання безпеки та продуктивності, Aptos демонструє величезний потенціал у наративі RWA та PayFi. У сфері RWA Aptos підтримує масове перенесення активів на блокчейн і вже співпрацює з кількома фінансовими установами. У PayFi та платежах стабільних монет Aptos з низькими витратами, високою ефективністю та відповідністю підтримує мікроплатежі та міжнародні розрахунки, має шанси стати "інфраструктурою наступного покоління для платежів".

В майбутньому Aptos зможе завдяки наративу "мережі вартості, що керується безпекою" з'єднати традиційні фінанси з екосистемою блокчейн, продовжуючи активно працювати в сферах RWA та PayFi, створюючи нову модель публічної блокчейн, яка поєднує довіру та масштабованість.