تحليل عميق للاختلافات التقنية بين إثيريوم وSolana وAptos في دورة حياة المعاملات

يمكن أن تبدو مقارنة الخصائص التقنية لسلاسل الكتل المختلفة معقدة بسبب اختلاف وجهات النظر. لفهم الفروق بين Aptos وسلاسل الكتل الأخرى بدقة، يمكننا اختيار دورة حياة المعاملة كنقطة انطلاق. من خلال تحليل العملية الكاملة للمعاملة من الإنشاء إلى تحديث الحالة النهائية، بما في ذلك الإنشاء والإصدار، البث، الترتيب، التنفيذ وتحديث الحالة، يمكننا فهم بوضوح أفكار التصميم والاختيارات التقنية لكل سلسلة كتلة.

تدور جميع معاملات البلوكشين حول هذه الخطوات الخمسة. ستتناول هذه المقالة Aptos كمركز، وتحلل تصميمه الفريد، وتقارنه بإثيريوم وSolana.

أبتوس: التصميم المتفائل والمتوازي عالي الأداء

Aptos هو سلسلة عامة تركز على الأداء العالي، حيث إن دورة حياة المعاملات مشابهة لتلك الخاصة بإثيريوم، ولكنها تحقق تحسينات ملحوظة في الأداء من خلال التنفيذ المتوازي التفاؤلي الفريد وتحسين تجمع الذاكرة.

إنشاء وإطلاق

يتكون شبكة Aptos من عقد خفيفة، وعقد كاملة، ومحققين. يقوم المستخدمون ببدء المعاملات من خلال العقد الخفيفة (مثل المحفظة أو التطبيق)، حيث تقوم العقد الخفيفة بإعادة توجيه المعاملات إلى العقد الكاملة القريبة، ثم تقوم العقد الكاملة بمزامنتها مع المحققين.

بث

احتفظت Aptos بذاكرة التجميع، ولكن لا يتم مشاركة ذاكرة التجميع بينهما بعد QuorumStore. على عكس إيثريوم، فإن ذاكرة التجميع الخاصة بها ليست مجرد منطقة تخزين للمعاملات. بعد دخول المعاملات إلى ذاكرة التجميع، يقوم النظام بفرزها مسبقًا وفقًا للقواعد (مثل FIFO أو تكلفة الغاز) لضمان عدم حدوث تعارضات أثناء التنفيذ المتوازي لاحقًا. هذا التصميم يتجنب الحاجة إلى متطلبات الأجهزة العالية التي تتطلبها الإعلانات المسبقة لمجموعات القراءة والكتابة.

ترتيب

تستخدم Aptos توافق AptosBFT، حيث لا يمكن للمقترح ترتيب المعاملات بحرية. تم الانتهاء مسبقًا من فرز مسبق لمجموعة الذاكرة لتجنب التضارب، وتعتمد عملية توليد الكتل بشكل أكبر على التعاون بين المدققين بدلاً من القيادة من قبل المقترح.

تنفيذ

تستخدم Aptos تقنية Block-STM لتنفيذ التنفيذ المتوازي المتفائل. يتم افتراض عدم وجود تعارضات في المعاملات ومعالجتها في نفس الوقت، وإذا تم اكتشاف تعارض بعد التنفيذ، ستتم إعادة تنفيذ المعاملات المتأثرة. هذه الطريقة تستفيد من المعالجات متعددة النواة لزيادة الكفاءة، ويمكن أن تصل TPS إلى 160,000.

تحديث الحالة

حالة تزامن المُحققين، التأكيد النهائي من خلال نقاط التفتيش، مشابه لآلية Epoch في إثيريوم، ولكن بكفاءة أعلى.

تتمثل الميزة الأساسية لـ Aptos في الجمع بين المعالجة المتوازية المتفائلة والفرز المسبق لحمولة الذاكرة، مما يقلل من متطلبات أداء العقد ويزيد بشكل كبير من القدرة على المعالجة.

إثيريوم : معيار التنفيذ المتسلسل

إثيريوم كرواد العقود الذكية، هو نقطة انطلاق تقنية السلسلة العامة، ودورة حياة معاملاته توفر الإطار الأساسي لفهم Aptos.

دورة حياة معاملات إثيريوم

• الإنشاء والإطلاق: يقوم المستخدم بإطلاق المعاملات من خلال المحفظة عبر بوابة الوسيط أو واجهة RPC.
• البث: الصفقة تدخل في الذاكرة العامة، في انتظار التعبئة.
• الترتيب: بعد ترقية PoS، يقوم بناة الكتل بتجميع المعاملات وفقًا لمبدأ تعظيم الأرباح، ثم يقدمونها للمقترح بعد تقديم العطاءات في الطبقة الوسيطة.
• التنفيذ: يقوم EVM بمعالجة المعاملات بشكل متسلسل، وتحديث الحالة في خيط واحد.
• تحديث الحالة: يجب تأكيد الكتلة من خلال نقطتين تفتيش لضمان النهائية.

تصميم التنفيذ التسلسلي وذاكرة التخزين المؤقت في إثيريوم يحد من الأداء، حيث أن زمن الكتلة هو 12 ثانية/فتحة، ومعدل المعاملات في الثانية منخفض. بالمقابل، حققت Aptos قفزة نوعية من خلال التنفيذ المتوازي وتحسين ذاكرة التخزين المؤقت.

Solana: التحسين النهائي للتوازي المحدد

تشتهر Solana بأدائها العالي، وتختلف دورة حياة تداولها بشكل ملحوظ عن Aptos، خاصة في بركة الذاكرة وطريقة التنفيذ.

دورة حياة تداول Solana

• الإنشاء والإطلاق: يقوم المستخدم بإطلاق المعاملة من خلال المحفظة.
• البث: لا يوجد حوض ذاكرة عامة، يتم إرسال المعاملات مباشرة إلى المقترحين الحاليين والاثنين التاليين.
• الترتيب: يقوم المقترحون بتجميع الكتل بناءً على PoH (إثبات التاريخ)، ووقت الكتلة هو 400 مللي ثانية فقط.
• التنفيذ: تعتمد آلة Sealevel الافتراضية على التنفيذ المتوازي الحتمي، ويجب إعلان مجموعة القراءة والكتابة مسبقًا لتجنب التعارض.
• تحديث الحالة: تأكيد سريع لتوافق BFT.

سبب عدم استخدام Solana لبركة الذاكرة هو أن بركة الذاكرة قد تصبح نقطة اختناق في الأداء. نظرًا لعدم وجود بركة الذاكرة، وبفضل توافق PoH الفريد من نوعه في Solana، يمكن للعقد الوصول بسرعة إلى توافق ترتيب المعاملات، مما يتجنب الحاجة إلى انتظار المعاملات في بركة الذاكرة، ويمكن إتمام المعاملات تقريبًا على الفور. ومع ذلك، فهذا يعني أيضًا أنه في حالة تحميل الشبكة، قد يتم إسقاط المعاملات بدلاً من انتظارها، مما يتطلب من المستخدمين إعادة تقديمها.

بالمقارنة، لا يتطلب التوازي المتفائل في Aptos إعلان مجموعات القراءة والكتابة، عتبة العقد أقل، لكن TPS أعلى.

مساران للتنفيذ المتوازي: Aptos مقابل Solana

تمثل تنفيذ المعاملات تحديث حالة الكتلة، وهو عملية تحويل تعليمات بدء المعاملة إلى حالة نهائية. تشير التنفيذ المتوازي إلى عملية حساب حالة الشبكة بشكل متزامن بواسطة معالجات متعددة النوى. في الوقت الحالي، تنقسم التنفيذ المتوازي في السوق إلى نوعين رئيسيين: التنفيذ المتوازي الحتمي والتنفيذ المتوازي المتفائل.

• التوازي المحدد (Solana): يجب إعلان مجموعة القراءة والكتابة قبل بث المعاملات، يقوم محرك Sealevel بمعالجة المعاملات غير المتعارضة بشكل متوازي بناءً على الإعلان، في حين يتم تنفيذ المعاملات المتعارضة بشكل تسلسلي. الميزة هي الكفاءة، والعيب هو ارتفاع متطلبات الأجهزة.

• التفاؤل المتوازي (Aptos): افترض أن المعاملات لا تتعارض، يتم تنفيذ Block-STM بشكل متوازي ثم التحقق، وإذا كانت هناك تعارضات يتم إعادة المحاولة. يقوم ترتيب مسبق لمجموعة الذاكرة بتقليل مخاطر التعارض، مما يخفف من عبء العقد.

على سبيل المثال: رصيد الحساب A هو 100، المعاملة 1 تحول 70 إلى B، المعاملة 2 تحول 50 إلى C. تقوم Solana بتأكيد النزاعات مسبقاً من خلال التصريح، وتعالج المعاملات بالترتيب؛ بينما إذا اكتشفت Aptos بعد التنفيذ المتوازي أن الرصيد غير كافٍ، فإنها تعيد التعديل. إن مرونة Aptos تجعلها أكثر قابلية للتوسع.

التأكيد على النزاعات المبكرة من خلال تجمع الذاكرة المتفائل المتوازي

الفكرة الأساسية للتوازي المتفائل هي افتراض أن المعاملات المعالجة بالتوازي لن تتعارض، لذلك لا يحتاج الجانب التطبيقي إلى تقديم بيان المعاملة قبل تنفيذ المعاملة. إذا تم اكتشاف تعارض عند التحقق بعد تنفيذ المعاملة، سيقوم Block-STM بإعادة تنفيذ المعاملات المتأثرة لضمان التناسق.

عندما تدخل المعاملات إلى تجمع الذاكرة العامة على Aptos، يتم فرزها مسبقًا وفقًا لقواعد معينة (مثل FIFO و تكاليف الغاز) لضمان عدم تعارض المعاملات داخل الكتلة أثناء التنفيذ المتوازي. تعتبر هذه المعالجة المسبقة للمعاملات أمرًا حيويًا لتحقيق التنفيذ المتوازي المتفائل على Aptos. على عكس Solana التي تحتاج إلى إدخال إعلانات المعاملات، فإن Aptos لا يحتاج إلى هذه الآلية، مما يقلل بشكل كبير من متطلبات أداء العقد. فيما يتعلق بالنفقات الشبكية لضمان عدم تعارض المعاملات، فإن تأثير تجمع الذاكرة على TPS في Aptos أقل بكثير من تكلفة إدخال إعلانات المعاملات في Solana. وبالتالي، يمكن أن تصل TPS في Aptos إلى 160,000، أي أكثر من ضعف Solana.

السرد القائم على الأمان هو اتجاه تطوير Aptos

RWA (الأصول الحقيقية)

مزايا Aptos في مجال RWA:

• Block-STM يمكنه معالجة معاملات نقل الأصول المتعددة بشكل متوازي، مما يتجنب تأخير التأكيد الناتج عن الازدحام في الشبكة.
• تضمن فرز الذاكرة المسبقة دخول المعاملات للتنفيذ بالترتيب، مما يحافظ على موثوقية سجلات الأصول.
• التصميم الم modular للغة Move وأمانها، يساعد في بناء تطبيقات RWA المعقدة.

تقدم Aptos في مجال RWA:

• في يوليو 2024، سيتم إدخال USDY من Ondo Finance، اعتبارًا من 10 مارس، كانت القيمة السوقية لـ USDY على Aptos حوالي 15 مليون دولار.
• في أكتوبر 2024، أطلقت فرانكلين تمبليتون رمز BENJI على Aptos.
• التعاون مع Libre لتعزيز توكنات الأوراق المالية، والتي تشمل صناديق الاستثمار من Brevan Howard وBlackRock وHamilton Lane.

دفع العملة المستقرة

مميزات Aptos في مجال المدفوعات المستقرة:

• نموذج موارد لغة Move يمنع الدفع المزدوج، ويضمن دقة تحويل العملات المستقرة.
• تكاليف الغاز المنخفضة تجعلها تنافسية للغاية في سيناريوهات الدفع الصغيرة.
• تضمن الفرز المسبق لبركة الذاكرة وBlock-STM استقرار معاملات الدفع وانخفاض زمن التأخير.
• يخفض إجماع AptosBFT اللامركزي المخاطر المركزية، بينما يدعم المطورين في إدماج فحوصات KYC/AML.

الاتجاهات المستقبلية:

• تعزيز الاستخدام الواسع النطاق للعملات المستقرة
• بناء شبكة الدفع عبر الحدود
• التعاون مع عمالقة الدفع لتطوير نظام تسوية على السلسلة
• دعم سيناريوهات الدفع الصغيرة، مثل المكافآت الحية لمبدعي المحتوى

ملخص: الفروق التكنولوجية لـ Aptos والسرد المستقبلي

أدرجت Aptos اعتبارات الأمان والكفاءة في المراحل الحاسمة لدورة حياة المعاملات، حيث حقق تصميمها توازنًا بين الأداء والأمان. يدمج الفرز المسبق لمجموعة الذاكرة مع Block-STM التوازي المتفائل، مما يقلل من عتبة العقد ويحقق معدل نقل عالي. تعزز هذه الفكرة "السعي للسرعة مع الثبات"، مع نموذج الموارد للغة Move، مما يمنح Aptos أمانًا أعلى.

أبتوس تظهر إمكانات هائلة في مجالات RWA وPayFi. في مجال RWA، يدعم ارتفاع معدل نقل البيانات إدراج الأصول على نطاق واسع؛ وفي PayFi والمدفوعات المستقرة، تدعم التكلفة المنخفضة والكفاءة والامتثال المدفوعات الصغيرة والتسويات عبر الحدود.

في المستقبل، من المتوقع أن يربط Aptos بين المالية التقليدية ونظام البلوكتشين البيئي من خلال رواية "شبكة القيمة المدفوعة بالأمان"، مع التركيز المستمر على مجالات RWA وPayFi، لبناء نمط جديد من السلاسل العامة يجمع بين الثقة والقابلية للتوسع.