Глибокий аналіз технічних відмінностей між Ethereum, Solana та Aptos у життєвому циклі угод

Порівняння технічних характеристик різних публічних блокчейнів може здаватися складним через різні кути спостереження. Щоб точно зрозуміти різницю між Aptos та іншими публічними блокчейнами, ми можемо обрати життєвий цикл транзакції як точку входу. Аналізуючи повний процес транзакції від створення до остаточного оновлення стану, включаючи створення та ініціювання, трансляцію, сортування, виконання та оновлення стану, ми можемо чітко зрозуміти підходи до проєктування та технічні компроміси кожного публічного блокчейну.

Усі блокчейн-транзакції відбуваються навколо цих п'яти кроків. У цій статті ми зосередимося на Aptos, проаналізуємо його унікальний дизайн та порівняємо з Ethereum та Solana.

Aptos: оптимістичний паралелізм та висока продуктивність

Aptos є публічною ланцюгом, орієнтованим на високу продуктивність, його життєвий цикл транзакцій подібний до Ethereum, але шляхом унікального оптимістичного паралельного виконання 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 (наприклад, гаманці або додатки), легкі вузли пересилають транзакції до найближчих повних вузлів, а повні вузли синхронізуються з валідаторами.

трансляція

Aptos зберігає пул пам'яті, але після QuorumStore пули пам'яті не діляться. На відміну від Ethereum, його пул пам'яті не є лише буфером транзакцій. Після входження транзакцій у пул пам'яті система виконує попередню сортування за правилами (як FIFO або витрати газу), щоб забезпечити відсутність конфліктів під час подальшого паралельного виконання транзакцій. Такий дизайн уникає високих вимог до апаратного забезпечення, які виникають через необхідність заздалегідь оголошувати набори читання та запису.

сортування

Aptos використовує консенсус AptosBFT, пропонент принципово не може вільно впорядковувати транзакції. 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 безконфліктними та обробляються одночасно, якщо під час виконання виявляється конфлікт, то торгівлі, що зазнали впливу, будуть повторно виконані. Цей спосіб використовує багатоядерні процесори для підвищення ефективності, TPS може досягати 160,000.

оновлення статусу

Стан синхронізації валідаторів, остаточність підтверджується перевіркою контрольних точок, подібно до механізму Epoch в Ethereum, але з вищою ефективністю.

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

Ethereum: базова лінія для послідовного виконання

Ethereum як творець смарт-контрактів є відправною точкою технології відкритих ланцюгів, а його життєвий цикл транзакцій забезпечує базову структуру для розуміння Aptos.

Життєвий цикл транзакцій Ethereum

• Створення та ініціювання: Користувачі ініціюють транзакцію через гаманець через релейні шлюзи або RPC-інтерфейси.
• Трансляція: Транзакція потрапляє до публічного пулу пам'яті, чекаючи на пакування.
• Сортування: Після оновлення PoS, будівельники блоків формують транзакції відповідно до принципу максимізації прибутку, після чого подають їх пропонувальнику через торги на релейному рівні.
• Виконання: EVM послідовно обробляє транзакції, оновлюючи стан в однопоточному режимі.
• Оновлення статусу: Блок повинен пройти два контрольні пункти для підтвердження остаточності.

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

Solana: максимум оптимізації з визначеністю паралельності

Solana відома своєю високою продуктивністю, її життєвий цикл угоди суттєво відрізняється від Aptos, особливо в пулі пам'яті та способах виконання.

Життєвий цикл торгівлі Solana

• Створення та ініціювання: Користувач ініціює транзакцію через гаманець.
• Трансляція: без загального пулу пам'яті, угоди надсилаються безпосередньо поточному та двом наступним пропозиціонерам.
• Сортування: Пропоненти пакують блоки на основі PoH (Доказ історії), час блоку становить лише 400 мілісекунд.
• Виконання: Віртуальна машина Sealevel використовує детерміноване паралельне виконання, потрібно заздалегідь оголосити набори читання та запису, щоб уникнути конфліктів.
• Оновлення статусу: швидке підтвердження BFT консенсусу.

Причина, чому Solana не використовує пул пам'яті, полягає в тому, що пул пам'яті може стати вузьким місцем для продуктивності. Оскільки немає пулу пам'яті, а також завдяки унікальному консенсусу PoH Solana, вузли можуть швидко досягати консенсусу щодо порядку транзакцій, уникаючи необхідності ставити транзакції в чергу в пулі пам'яті, транзакції можуть виконуватися майже миттєво. Однак це також означає, що під час перевантаження мережі транзакції можуть бути скинуті, а не чекати, користувачам потрібно повторно подавати їх.

У порівнянні, оптимістичний паралелізм Aptos не вимагає декларації наборів читання/запису, поріг для вузлів нижчий, а TPS вищий.

Два шляхи паралельного виконання: Aptos проти Solana

Виконання угоди є оновленням стану блоку, це процес перетворення команди ініціатора угоди в стан з остаточним статусом. Паралельне виконання означає процес одночасного обчислення стану мережі багатоядерними процесорами. В даний час паралельне виконання на ринку основно поділяється на два типи: детерміністичне паралельне виконання та оптимістичне паралельне виконання.

• Визначена паралельність (Solana): перед трансакцією необхідно оголосити набори для читання та запису, двигун Sealevel обробляє паралельно безконфліктні трансакції відповідно до оголошення, конфліктні трансакції виконуються послідовно. Перевага - ефективність, недолік - висока вимога до апаратного забезпечення.

• Оптимістичний паралелізм (Aptos): передбачається, що транзакції не конфліктують, паралельне виконання Block-STM перевіряється, якщо є конфлікти, то повторюється. Попереднє сортування в пам'яті знижує ризик конфліктів, зменшуючи навантаження на вузли.

Наприклад: баланс рахунку A 100, транзакція 1 переказує 70 B, транзакція 2 переказує 50 C. Solana підтверджує конфлікти заздалегідь через заявлення і обробляє їх в порядку черги; Aptos, якщо виявляє недостатній баланс після паралельного виконання, виконує коригування. Гнучкість Aptos робить його більш масштабованим.

Оптимістичне паралельне виконання через пул пам'яті для попереднього підтвердження конфліктів

Оптимістична паралельність базується на припущенні, що транзакції, які обробляються паралельно, не будуть конфліктувати, тому на стороні додатку перед виконанням транзакцій не потрібно подавати заяву про транзакцію. Якщо під час перевірки виконання транзакцій виявляються конфлікти, Block-STM повторно виконає транзакції, які зазнали впливу, щоб забезпечити узгодженість.

На Aptos, після того як транзакції потрапляють у публічний мемпул, вони попередньо сортуються відповідно до певних правил (таких як FIFO та високі витрати на газ), щоб забезпечити відсутність конфліктів при паралельному виконанні транзакцій у межах одного блоку. Це попереднє сортування транзакцій є ключовим 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. Щодо витрат на мережу, що забезпечують відсутність конфліктів у транзакціях, вплив мемпулу Aptos на TPS значно менший, ніж витрати Solana на впровадження заяв про транзакції. Тому TPS Aptos може досягати 160 000, що в понад два рази перевищує Solana.

Наратив на основі безпеки є напрямком розвитку Aptos

RWA (Справжні світові активи)

Переваги Aptos в сфері RWA:

• Block-STM може паралельно обробляти кілька транзакцій з передавання активів, уникаючи затримок у підтвердженні прав власності через затори в мережі.
• Попереднє сортування пам'яті забезпечує виконання транзакцій у порядку їх надходження, підтримуючи надійність записів активів.
• Модульний дизайн та безпека мови Move сприяють розробці складних застосунків RWA.

Прогрес Aptos у сфері RWA:

• У липні 2024 року буде введено USDY від Ondo Finance, станом на 10 березня капіталізація USDY на Aptos складає приблизно 15 мільйонів доларів.
• У жовтні 2024 року Franklin Templeton запустить токен BENJI на Aptos.
• Співпраця з Libre для просування токенізації цінних паперів, що стосується інвестиційних фондів Brevan Howard, BlackRock та Hamilton Lane.

платіж стейблкоїнами

Переваги Aptos у сфері платежів стабільними монетами:

• Ресурсна модель мови Move запобігає подвійному витраті, забезпечуючи точність переказів стейблкоїнів.
• Низькі витрати на газ роблять його дуже конкурентоспроможним у сценаріях мікроплатежів.
• Пре-сортування пам'яті та Block-STM забезпечують стабільність платіжних транзакцій та низьку затримку.
• Децентралізований консенсус AptosBFT знижує ризики централізації, одночасно підтримуючи розробників у впровадженні перевірок KYC/AML.

Майбутні напрямки розвитку:

• Сприяння масовому впровадженню стейблкоїнів
• Створення мережі міжнародних платежів
• Співпраця з платіжними гігантами для розробки системи розрахунків на основі блокчейн
• Підтримка мікроплатежів, таких як миттєві винагороди для творців контенту

Резюме: Технічні відмінності Aptos та майбутня нарація

Aptos інтегрував безпеку та ефективність у ключових етапах життєвого циклу транзакцій, його дизайн досяг балансу між продуктивністю та безпекою. Попереднє сортування пам'яті в поєднанні з оптимістичним паралелізмом Block-STM знижує поріг для вузлів і забезпечує високу пропускну спроможність. Такий підхід "стабільності та швидкості", підкріплений ресурсною моделлю мови Move, надає Aptos вищий рівень безпеки.

Aptos демонструє величезний потенціал у сфері RWA та PayFi. У сфері RWA його висока пропускна здатність підтримує масове впровадження активів на блокчейн; у PayFi та платежах стабільних монет низькі витрати, висока ефективність та відповідність законодавству підтримують мікроплатежі та трансакції між країнами.

У майбутньому Aptos має сподівання завдяки наративу "мережі цінностей, що керується безпекою", з'єднати традиційні фінанси з екосистемою блокчейну, продовжуючи активно працювати в сферах RWA та PayFi, створюючи нову структуру публічного ланцюга, що поєднує довіру та масштабованість.