Phân tích sâu về sự khác biệt kỹ thuật trong vòng đời giao dịch của Ethereum, Solana và Aptos

So sánh các đặc điểm kỹ thuật của các chuỗi công khai khác nhau có thể trở nên phức tạp do góc nhìn quan sát khác nhau. Để hiểu chính xác sự khác biệt giữa Aptos và các chuỗi công khai khác, chúng ta có thể chọn vòng đời giao dịch làm điểm cắt. Bằng cách phân tích toàn bộ quá trình từ khi giao dịch được tạo ra đến khi cập nhật trạng thái cuối cùng, bao gồm việc tạo và khởi xướng, phát sóng, sắp xếp, thực hiện và cập nhật trạng thái, chúng ta có thể nắm rõ ý tưởng thiết kế và sự lựa chọn công nghệ của từng chuỗi công khai.

Tất cả giao dịch blockchain đều xoay quanh năm bước này. Bài viết này sẽ tập trung vào Aptos, phân tích thiết kế độc đáo của nó và so sánh với Ethereum và Solana.

Aptos: Thiết kế tối ưu và hiệu suất cao

Aptos là một chuỗi công khai chú trọng đến hiệu suất cao, vòng đời giao dịch của nó tương tự như Ethereum, nhưng đã đạt được sự cải thiện hiệu suất đáng kể thông qua việc thực hiện song song lạc quan độc đáo và tối ưu hóa bộ nhớ.

Tạo và khởi xướng

Mạng Aptos bao gồm các nút nhẹ, nút đầy đủ và các nhà xác thực. Người dùng khởi tạo giao dịch thông qua các nút nhẹ (như ví hoặc ứng dụng), các nút nhẹ sẽ chuyển tiếp giao dịch đến các nút đầy đủ gần đó, sau đó các nút đầy đủ sẽ đồng bộ đến các nhà xác thực.

phát sóng

Aptos giữ lại bộ nhớ, nhưng không chia sẻ giữa các bộ nhớ sau QuorumStore. Khác với Ethereum, bộ nhớ của nó không chỉ đơn thuần là một bộ đệm giao dịch. Khi giao dịch vào bộ nhớ, hệ thống sẽ sắp xếp trước theo các quy tắc (như FIFO hoặc phí Gas), đảm bảo không có xung đột khi thực hiện song song sau đó. Thiết kế này tránh được nhu cầu phần cứng cao cần thiết để tuyên bố trước các tập hợp đọc/ghi.

sắp xếp

Aptos sử dụng đồng thuận AptosBFT, người đề xuất về nguyên tắc không thể tự do sắp xếp giao dịch. Việc sắp xếp trước trong bộ nhớ đã hoàn thành việc tránh xung đột, việc tạo khối phụ thuộc nhiều hơn vào sự hợp tác giữa các người xác thực, thay vì do người đề xuất dẫn dắt.

thực hiện

Aptos sử dụng công nghệ Block-STM để thực hiện việc thực thi song song lạc quan. Các giao dịch được giả định là không có xung đột và được xử lý đồng thời, nếu phát hiện xung đột sau khi thực thi, các giao dịch bị ảnh hưởng sẽ được thực thi lại. Cách tiếp cận này tận dụng bộ xử lý đa lõi để nâng cao hiệu suất, TPS có thể đạt 160,000.

Cập nhật trạng thái

Trạng thái đồng bộ của người xác thực, tính cuối cùng được xác nhận qua điểm kiểm tra, tương tự như cơ chế Epoch của Ethereum, nhưng hiệu quả hơn.

Lợi thế cốt lõi của Aptos nằm ở sự kết hợp giữa song song lạc quan và phân loại trước trong bộ nhớ, vừa giảm yêu cầu hiệu suất của nút, vừa nâng cao đáng kể thông lượng.

Ethereum: Tiêu chuẩn thực thi tuần tự

Ethereum là người sáng lập hợp đồng thông minh, là điểm khởi đầu của công nghệ chuỗi công khai, vòng đời giao dịch của nó cung cấp khung cơ bản để hiểu Aptos.

Chu kỳ giao dịch Ethereum

• Tạo và khởi xướng: Người dùng thông qua ví để khởi xướng giao dịch qua cổng trung gian hoặc giao diện RPC.
• Phát sóng: Giao dịch vào vùng nhớ công cộng, chờ đóng gói.
• Sắp xếp: Sau khi nâng cấp PoS, những người xây dựng khối sẽ đóng gói giao dịch theo nguyên tắc tối đa hóa lợi nhuận, sau khi đấu thầu lớp trung gian sẽ được gửi đến người đề xuất.
• Thực thi: EVM xử lý giao dịch tuần tự, cập nhật trạng thái bằng một luồng.
• Cập nhật trạng thái: Khối cần được xác nhận tính cuối cùng qua hai điểm kiểm tra.

Thiết kế thực thi tuần tự và bộ nhớ của Ethereum đã hạn chế hiệu suất, thời gian khối là 12 giây/một slot, TPS khá thấp. So với điều đó, Aptos đã đạt được bước nhảy vọt chất lượng thông qua thực thi song song và tối ưu hóa bộ nhớ.

Solana: Tối ưu hóa cực đoan với sự song song xác định

Solana nổi tiếng với hiệu suất cao, chu kỳ giao dịch của nó khác biệt rõ rệt với Aptos, đặc biệt là ở bộ nhớ và cách thực thi.

vòng đời giao dịch Solana

• Tạo và khởi xướng: Người dùng khởi xướng giao dịch thông qua ví.
• Phát sóng: Không có bộ nhớ công cộng, giao dịch được gửi trực tiếp đến người đề xuất hiện tại và hai người tiếp theo.
• Sắp xếp: Người đề xuất đóng gói khối dựa trên PoH (Proof of History), thời gian khối chỉ 400 mili giây.
• Thực thi: Máy ảo Sealevel áp dụng thực thi song song xác định, cần khai báo trước tập đọc và ghi để tránh xung đột.
• Cập nhật trạng thái: Xác nhận nhanh chóng đồng thuận BFT.

Lý do Solana không sử dụng bộ nhớ là vì bộ nhớ có thể trở thành nút thắt cổ chai về hiệu suất. Do không có bộ nhớ, cùng với sự đồng thuận PoH độc đáo của Solana, các nút có thể nhanh chóng đạt được sự đồng thuận về thứ tự giao dịch, tránh được việc giao dịch phải xếp hàng trong bộ nhớ, giao dịch gần như có thể được thực hiện ngay lập tức. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là trong trường hợp mạng bị quá tải, các giao dịch có thể bị từ chối thay vì chờ đợi, người dùng cần phải gửi lại.

So với những cái khác, khả năng song song lạc quan của Aptos không cần khai báo tập đọc và viết, ngưỡng nút thấp hơn, nhưng TPS lại cao hơn.

Hai con đường thực thi song song: Aptos vs Solana

Việc thực hiện giao dịch đại diện cho việc cập nhật trạng thái khối, là quá trình chuyển đổi lệnh khởi tạo giao dịch thành trạng thái có tính cuối cùng. Thực hiện song song đề cập đến quá trình nhiều bộ xử lý lõi tính toán trạng thái mạng cùng một lúc. Hiện tại, việc thực hiện song song trên thị trường chủ yếu được chia thành hai phương thức: thực hiện song song có tính xác định và thực hiện song song lạc quan.

• Song song xác định (Solana): Trước khi phát sóng giao dịch, cần tuyên bố tập hợp đọc và ghi, động cơ Sealevel xử lý song song các giao dịch không xung đột dựa trên tuyên bố, các giao dịch xung đột được thực hiện tuần tự. Ưu điểm là hiệu quả, nhược điểm là yêu cầu phần cứng cao.

• Lạc quan song song (Aptos): Giả định các giao dịch không có xung đột, Block-STM thực hiện song song sau khi xác minh, nếu có xung đột thì thử lại. Bộ nhớ hồ bơi được sắp xếp trước giảm thiểu rủi ro xung đột, giảm gánh nặng cho nút.

Ví dụ: Tài khoản A có số dư 100, giao dịch 1 chuyển 70 cho B, giao dịch 2 chuyển 50 cho C. Solana xác nhận xung đột trước bằng cách tuyên bố, xử lý theo thứ tự; Aptos thực hiện song song và nếu phát hiện số dư không đủ, sẽ điều chỉnh lại. Sự linh hoạt của Aptos làm cho nó có khả năng mở rộng tốt hơn.

Tích cực xác nhận xung đột thông qua bộ nhớ để hoàn thành trước thời hạn

Ý tưởng cốt lõi của lập luận lạc quan là giả định rằng các giao dịch xử lý song song sẽ không xung đột, do đó, trước khi thực hiện giao dịch, phía ứng dụng không cần phải gửi tuyên bố giao dịch. Nếu trong quá trình xác thực sau khi thực hiện giao dịch phát hiện ra xung đột, Block-STM sẽ thực hiện lại các giao dịch bị ảnh hưởng để đảm bảo tính nhất quán.

Trên Aptos, sau khi giao dịch vào bể nhớ công cộng, nó sẽ được sắp xếp trước theo một số quy tắc nhất định (như FIFO và mức phí Gas) để đảm bảo rằng các giao dịch trong một khối không xung đột khi thực thi song song. Sự sắp xếp trước giao dịch này là chìa khóa để Aptos thực hiện song song lạc quan. Khác với Solana cần phải giới thiệu tuyên bố giao dịch, Aptos không cần cơ chế này, do đó yêu cầu về hiệu suất của các nút giảm đáng kể. Trong việc đảm bảo không có xung đột giao dịch, tác động của việc Aptos thêm vào bể nhớ đối với TPS nhỏ hơn nhiều so với chi phí mà Solana phải gánh chịu khi giới thiệu tuyên bố giao dịch. Do đó, TPS của Aptos có thể đạt tới 160,000, vượt quá gấp đôi Solana.

Câu chuyện dựa trên tính bảo mật là hướng phát triển của Aptos

RWA (Tài sản Thế giới Thật)

Lợi thế của Aptos trong lĩnh vực RWA:

• Block-STM có thể xử lý song song nhiều giao dịch chuyển nhượng tài sản, tránh được sự chậm trễ trong việc xác nhận quyền sở hữu do tắc nghẽn mạng.
• Sắp xếp trước trong bộ nhớ đảm bảo giao dịch được thực hiện theo thứ tự, duy trì độ tin cậy của hồ sơ tài sản.
• Thiết kế mô-đun và tính bảo mật của ngôn ngữ Move có lợi cho việc xây dựng các ứng dụng RWA phức tạp.

Tiến bộ của Aptos trong lĩnh vực RWA:

• Tháng 7 năm 2024, giới thiệu USDY của Ondo Finance, tính đến ngày 10 tháng 3, giá trị USDY trên Aptos khoảng 15 triệu USD.
• Vào tháng 10 năm 2024, Franklin Templeton sẽ ra mắt token BENJI trên Aptos.
• Hợp tác với Libre để thúc đẩy token hóa chứng khoán, liên quan đến các quỹ đầu tư của Brevan Howard, BlackRock và Hamilton Lane.

thanh toán stablecoin

Lợi thế của Aptos trong lĩnh vực thanh toán stablecoin:

• Mô hình tài nguyên của ngôn ngữ Move ngăn chặn việc chi tiêu gấp đôi, đảm bảo độ chính xác của việc chuyển tiền stablecoin.
• Phí Gas thấp khiến nó cực kỳ cạnh tranh trong các tình huống thanh toán nhỏ.
• Sắp xếp trước trong bộ nhớ và Block-STM đảm bảo tính ổn định và độ trễ thấp cho các giao dịch thanh toán.
• Sự đồng thuận phi tập trung của AptosBFT giảm thiểu rủi ro tập trung, đồng thời hỗ trợ các nhà phát triển tích hợp kiểm tra KYC/AML.

Hướng phát triển trong tương lai:

• Thúc đẩy việc áp dụng quy mô lớn của stablecoin
• Xây dựng mạng lưới thanh toán xuyên biên giới
• Hợp tác với các ông lớn thanh toán để phát triển hệ thống thanh toán trên chuỗi
• Hỗ trợ các tình huống thanh toán nhỏ, chẳng hạn như tiền thưởng trực tiếp cho người sáng tạo nội dung

Tóm tắt: Sự khác biệt công nghệ của Aptos và câu chuyện tương lai

Aptos đã tích hợp các yếu tố an toàn và hiệu quả vào các khía cạnh quan trọng trong vòng đời giao dịch, thiết kế của nó đạt được sự cân bằng giữa hiệu suất và an toàn. Việc sắp xếp trước trong bộ nhớ kết hợp với sự song song lạc quan của Block-STM, giảm bớt ngưỡng tham gia của các nút, đồng thời đạt được năng suất cao. Cách tiếp cận "ổn định nhưng nhanh chóng" này, kết hợp với mô hình tài nguyên của ngôn ngữ Move, mang lại cho Aptos mức độ an toàn cao hơn.

Aptos thể hiện tiềm năng lớn trong lĩnh vực RWA và PayFi. Trong lĩnh vực RWA, khả năng thông lượng cao của nó hỗ trợ việc đưa tài sản lớn lên chuỗi; trong thanh toán PayFi và stablecoin, chi phí thấp, hiệu quả cao và tính tuân thủ hỗ trợ thanh toán vi mô và thanh toán xuyên biên giới.

Trong tương lai, Aptos có khả năng kết nối tài chính truyền thống và hệ sinh thái blockchain thông qua câu chuyện "mạng lưới giá trị được thúc đẩy bởi sự an toàn", tiếp tục đẩy mạnh trong lĩnh vực RWA và PayFi, xây dựng một cấu trúc blockchain công cộng mới vừa đáng tin cậy vừa có khả năng mở rộng.