Análisis profundo de las diferencias técnicas entre Ethereum, Solana y Aptos en el ciclo de vida de las transacciones

Comparar las características técnicas de diferentes cadenas de bloques puede parecer complejo debido a diferentes perspectivas de observación. Para entender con precisión las diferencias entre Aptos y otras cadenas de bloques, podemos elegir el ciclo de vida de una transacción como punto de partida. Al analizar el proceso completo de una transacción desde su creación hasta la actualización del estado final, incluyendo la creación e inicio, la difusión, el ordenamiento, la ejecución y la actualización del estado, podemos entender claramente el enfoque de diseño y las elecciones técnicas de cada cadena de bloques.

Todas las transacciones de blockchain giran en torno a estos cinco pasos. Este artículo se centrará en Aptos, analizará su diseño único y lo comparará con Ethereum y Solana.

Aptos: Optimismo en paralelismo y diseño de alto rendimiento

Aptos es una blockchain pública centrada en el alto rendimiento, cuyo ciclo de vida de las transacciones es similar al de Ethereum, pero que ha logrado una mejora significativa en el rendimiento mediante la ejecución paralela optimista única y la optimización de la memoria.

crear y lanzar

La red Aptos está compuesta por nodos ligeros, nodos completos y validadores. Los usuarios inician transacciones a través de nodos ligeros (como billeteras o aplicaciones), que reenvían las transacciones a nodos completos cercanos, y los nodos completos luego sincronizan con los validadores.

transmisión

Aptos conserva el pool de memoria, pero no se comparte entre los pools de memoria después de QuorumStore. A diferencia de Ethereum, su pool de memoria no es solo un buffer de transacciones. Una vez que las transacciones entran en el pool de memoria, el sistema las preordena según reglas (como FIFO o el costo de Gas), asegurando que no haya conflictos durante la ejecución paralela posterior. Este diseño evita la alta demanda de hardware necesaria para declarar previamente los conjuntos de lectura y escritura.

orden

Aptos utiliza el consenso AptosBFT, y el proponente no puede, en principio, ordenar libremente las transacciones. La preordenación del pool de memoria se realiza previamente para evitar conflictos, y la generación de bloques depende más de la colaboración entre validadores que del liderazgo del proponente.

ejecutar

Aptos utiliza la tecnología Block-STM para lograr la ejecución paralela optimista. Se supone que las transacciones no tienen conflictos y se procesan simultáneamente; si se detecta un conflicto después de la ejecución, las transacciones afectadas se vuelven a ejecutar. Este método aprovecha los procesadores multinúcleo para aumentar la eficiencia, con un TPS que puede alcanzar 160,000.

actualización de estado

Estado de sincronización de validadores, la finalización se confirma a través de puntos de control, similar al mecanismo de Epoch de Ethereum, pero con mayor eficiencia.

La ventaja clave de Aptos radica en la combinación de la paralelización optimista y la preordenación del pool de memoria, lo que reduce las demandas de rendimiento de los nodos y aumenta significativamente el throughput.

Ethereum: referencia de ejecución en serie

Ethereum, como el pionero de los contratos inteligentes, es el punto de origen de la tecnología de las cadenas públicas, y su ciclo de vida de transacciones proporciona un marco básico para entender Aptos.

Ciclo de vida de la transacción de Ethereum

• Creación e inicio: Los usuarios inician transacciones a través de la billetera mediante la puerta de enlace de retransmisión o la interfaz RPC.
• Transmisión: La transacción entra en la piscina de memoria pública, esperando ser empaquetada.
• Ordenación: Después de la actualización de PoS, los constructores de bloques empaquetan transacciones según el principio de maximización de beneficios, y después de la licitación en la capa de retransmisión, las envían al proponente.
• Ejecución: EVM procesa las transacciones de forma secuencial, actualizando el estado en un solo hilo.
• Actualización de estado: el bloque debe ser confirmado por dos puntos de control para su finalización.

La ejecución serial de Ethereum y el diseño de su pool de memoria limitan el rendimiento, con un tiempo de bloque de 12 segundos por slot y TPS bajo. En comparación, Aptos ha logrado un salto cualitativo mediante la ejecución paralela y la optimización del pool de memoria.

Solana: Optimización extrema de la paralelización determinista

Solana es conocida por su alto rendimiento, y su ciclo de vida de transacciones difiere significativamente del de Aptos, especialmente en términos de pool de memoria y métodos de ejecución.

ciclo de vida de transacciones de Solana

• Crear e iniciar: el usuario inicia una transacción a través de la billetera.
• Difusión: Sin piscina de memoria pública, las transacciones se envían directamente a los actuales y a los dos próximos proponentes.
• Ordenación: Los proponentes empaquetan bloques basándose en PoH (Prueba de Historia), el tiempo de bloque es de solo 400 milisegundos.
• Ejecución: La máquina virtual Sealevel utiliza ejecución paralela determinista, y se debe declarar con antelación el conjunto de lectura y escritura para evitar conflictos.
• Actualización de estado: Confirmación rápida del consenso BFT.

La razón por la que Solana no utiliza un pool de memoria es que el pool de memoria puede convertirse en un cuello de botella en el rendimiento. Debido a la falta de un pool de memoria y al único consenso PoH de Solana, los nodos pueden llegar rápidamente a un consenso sobre el orden de las transacciones, evitando la necesidad de que las transacciones se pongan en cola en un pool de memoria, lo que permite que las transacciones se realicen casi de inmediato. Sin embargo, esto también significa que en caso de sobrecarga de la red, las transacciones pueden ser descartadas en lugar de esperar, y los usuarios deben volver a enviarlas.

En comparación, el paralelismo optimista de Aptos no requiere declarar conjuntos de lectura y escritura, el umbral para los nodos es más bajo, pero el TPS es más alto.

Dos caminos de ejecución paralela: Aptos vs Solana

La ejecución de transacciones representa la actualización del estado del bloque, es el proceso de conversión de las instrucciones de transacción en un estado final. La ejecución paralela se refiere al proceso en el que los procesadores multinúcleo calculan simultáneamente el estado de la red. Actualmente, la ejecución paralela en el mercado se divide principalmente en dos formas: ejecución paralela determinista y ejecución paralela optimista.

• Paralelismo determinista (Solana): antes de difundir la transacción, se debe declarar el conjunto de lectura/escritura. El motor Sealevel procesa en paralelo las transacciones sin conflictos según la declaración, mientras que las transacciones en conflicto se ejecutan de forma secuencial. La ventaja es la eficiencia, y la desventaja es la alta demanda de hardware.

• Optimismo paralelo (Aptos): asumiendo que no hay conflictos en las transacciones, se ejecuta en paralelo con Block-STM y luego se verifica; si hay conflictos, se vuelve a intentar. La preordenación en el pool de memoria reduce el riesgo de conflictos y aligera la carga de los nodos.

Ejemplo: Cuenta A con saldo 100, transacción 1 transfiere 70 a B, transacción 2 transfiere 50 a C. Solana confirma conflictos anticipadamente mediante declaraciones y los procesa en orden; Aptos ejecuta en paralelo y, si descubre que el saldo es insuficiente, ajusta nuevamente. La flexibilidad de Aptos lo hace más escalable.

Completar la confirmación de conflictos anticipadamente a través de grupos de memoria de manera optimista

La idea central del procesamiento optimista en paralelo es suponer que las transacciones procesadas en paralelo no entrarán en conflicto, por lo tanto, antes de la ejecución de la transacción, la aplicación no necesita enviar una declaración de transacción. Si se encuentra un conflicto al validar después de la ejecución de la transacción, Block-STM volverá a ejecutar las transacciones afectadas para garantizar la consistencia.

En Aptos, una vez que las transacciones ingresan al grupo de memoria pública, se preordenan según ciertas reglas (como FIFO y los costos de Gas) para garantizar que las transacciones en un bloque no entren en conflicto durante la ejecución paralela. Esta preordenación de transacciones es clave para que Aptos implemente paralelismo optimista. A diferencia de Solana, que necesita introducir declaraciones de transacciones, Aptos no requiere este mecanismo, lo que reduce significativamente los requisitos de rendimiento de los nodos. En cuanto al costo de red de garantizar que las transacciones no entren en conflicto, el impacto de Aptos al agregar el grupo de memoria en el TPS es mucho menor que el costo de Solana al introducir declaraciones de transacciones. Por lo tanto, el TPS de Aptos puede alcanzar 160,000, superando más de dos veces el de Solana.

La narrativa basada en la seguridad es la dirección de desarrollo de Aptos

RWA (Activos del Mundo Real)

Ventajas de Aptos en el campo de RWA:

• Block-STM puede procesar en paralelo múltiples transacciones de transferencia de activos, evitando retrasos en la certificación de derechos causados por la congestión de la red.
• La preordenación del pool de memoria asegura que las transacciones se ejecuten en orden, manteniendo la fiabilidad de los registros de activos.
• El diseño modular y la seguridad del lenguaje Move son favorables para construir aplicaciones RWA complejas.

Avances de Aptos en el ámbito de RWA:

• En julio de 2024, se introducirá el USDY de Ondo Finance, y hasta el 10 de marzo, el valor de mercado del USDY en Aptos es de aproximadamente 15 millones de dólares.
• En octubre de 2024, Franklin Templeton lanzará el token BENJI en Aptos.
• Colaborar con Libre para promover la tokenización de valores, involucrando fondos de inversión de Brevan Howard, BlackRock y Hamilton Lane.

pago de stablecoin

Ventajas de Aptos en el ámbito de los pagos con stablecoins:

• El modelo de recursos del lenguaje Move previene el doble gasto y asegura la precisión de las transferencias de stablecoins.
• Las bajas tarifas de Gas lo hacen muy competitivo en escenarios de pagos pequeños.
• La preordenación del pool de memoria y Block-STM garantizan la estabilidad y baja latencia de las transacciones de pago.
• El consenso descentralizado de AptosBFT reduce el riesgo de centralización y al mismo tiempo apoya a los desarrolladores a integrar verificaciones KYC/AML.

Dirección de desarrollo futuro:

• Impulsar la adopción masiva de las stablecoins
• Crear una red de pagos transfronterizos
• Colaborar con gigantes de pagos para desarrollar un sistema de liquidación en cadena
• Soporta escenarios de micropagos, como las donaciones en tiempo real de creadores de contenido

Resumen: Las diferencias tecnológicas de Aptos y la narrativa futura

Aptos ha integrado consideraciones de seguridad y eficiencia en los aspectos clave del ciclo de vida de las transacciones, logrando un equilibrio entre rendimiento y seguridad en su diseño. La preordenación de la memoria combinada con la paralelización optimista de Block-STM reduce la barrera de entrada para los nodos y permite un alto rendimiento. Este enfoque de "buscar rapidez dentro de la estabilidad", complementado con el modelo de recursos del lenguaje Move, otorga a Aptos una mayor seguridad.

Aptos muestra un gran potencial en los campos de RWA y PayFi. En el ámbito de RWA, su alta capacidad de procesamiento soporta la tokenización de activos a gran escala; en PayFi y pagos con stablecoins, su bajo costo, alta eficiencia y cumplimiento respaldan los micropagos y la liquidación transfronteriza.

En el futuro, Aptos tiene la esperanza de conectar las finanzas tradicionales con el ecosistema blockchain a través de la narrativa de "red de valor impulsada por la seguridad", continuando su esfuerzo en los campos de RWA y PayFi, y construyendo un nuevo patrón de cadena pública que combine confianza y escalabilidad.