Глибокий аналіз технічних відмінностей Aptos, Ethereum та Solana

Життєвий цикл транзакцій є ключовою точкою для розуміння різних характеристик технологій публічних блокчейнів. Аналізуючи повний процес транзакції від створення до оновлення остаточного стану, включаючи створення та ініціювання, трансляцію, сортування, виконання та оновлення стану, ми можемо чітко зрозуміти ідеї дизайну та технічні компроміси кожного публічного блокчейну. Використовуючи це як базу, можна краще зрозуміти основні переваги публічних блокчейнів і дослідити, як розвивати привабливі додатки на їх основі.

Aptos:оптимістичне паралельне виконання та висока продуктивність дизайну

Aptos як блокчейн, що акцентує на високій продуктивності, має подібний життєвий цикл транзакцій до Ethereum, але завдяки унікальному оптимістичному паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті досягнув значного підвищення продуктивності.

Створення та ініціювання

Мережа Aptos складається з легких вузлів, повних вузлів та валідаторів. Користувачі через легкі вузли (, такі як гаманці або додатки ), ініціюють транзакції, легкі вузли передають транзакції найближчим повним вузлам, а повні вузли синхронізуються з валідаторами.

трансляція

Aptos зберігає пул пам'яті, але між пулами пам'яті не відбувається обміну після QuorumStore. На відміну від Ethereum, його пул пам'яті не є лише буфером транзакцій. Після того як транзакція потрапляє в пул пам'яті, система проводить попереднє сортування відповідно до правил (, таких як FIFO або витрати газу ), щоб забезпечити відсутність конфліктів під час подальшого паралельного виконання. Такий дизайн уникає високих апаратних вимог, які виникають при необхідності заздалегідь оголошувати колекції читання та запису.

сортування

Aptos використовує консенсус AptosBFT, пропонент зазвичай не може вільно впорядковувати транзакції, aip-68 надає пропоненту додаткове право заповнювати затримані транзакції. Попереднє упорядкування в пам'яті вже завершено для уникання конфліктів, генерація блоків більше залежить від співпраці між валідаторами, а не від домінування пропонента.

виконання

Aptos використовує технологію Block-STM для реалізації оптимістичного паралельного виконання. Транзакції вважаються безконфліктними та обробляються одночасно, якщо під час виконання виявляється конфлікт, то транзакції, що постраждали, будуть виконані повторно. Цей підхід повністю використовує багатоядерні процесори для підвищення ефективності, TPS може досягати 160 000.

Оновлення стану

Стан синхронізації валідаторів, остаточність підтверджується перевіркою контрольної точки, подібно до механізму Epoch в Ethereum, але з більшою ефективністю.

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

Ethereum: базова лінія послідовного виконання

Ethereum як засновник смарт-контрактів є початком технології публічних ланцюгів, а його життєвий цикл транзакцій надає базову структуру для розуміння інших публічних ланцюгів.

Життєвий цикл транзакцій Ethereum

• Створення та ініціювання: Користувачі здійснюють транзакцію через гаманець за допомогою релейного шлюзу або RPC-інтерфейсу.

• Трансляція: Транзакція потрапила в загальний пул пам'яті, чекає на пакування.

• Сортування: Після оновлення PoS будівельники блоків упакують транзакції за принципом максимізації прибутку, а після торгівлі на релейному шарі подають їх пропоненту.

• Виконання: EVM послідовна обробка транзакцій, однониткове оновлення стану.

• Оновлення статусу: блоки повинні пройти через дві контрольні точки для підтвердження остаточності.

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

Solana: максимальна оптимізація з детермінованою паралельністю

Solana відомий своєю високою продуктивністю, його життєвий цикл транзакцій значно відрізняється від Aptos, особливо в черзі пам'яті та способах виконання.

Життєвий цикл угод Solana

• Створення та ініціювання: користувачі ініціюють транзакції через гаманець.

• Трансляція: без загального пулу пам'яті, транзакції безпосередньо надсилаються поточному та двом наступним пропозиціонерам.

• Сортування: Предложувачі на основі PoH(Proof of History) пакують блоки, час блоку лише 400 мілісекунд.

• Виконання: Віртуальна машина Sealevel використовує детерміноване паралельне виконання, необхідно заздалегідь оголосити набори читання та запису, щоб уникнути конфліктів.

• Оновлення статусу: Швидке підтвердження BFT консенсусу.

Solana не використовує мемпул, щоб уникнути вузьких місць у продуктивності. Оскільки немає мемпулу, а також завдяки унікальному консенсусу PoH, вузли можуть швидко досягати консенсусу щодо порядку транзакцій, що усуває необхідність очікування транзакцій у мемпулі, транзакції можуть майже миттєво виконуватись. Однак це також означає, що під час перевантаження мережі транзакції можуть бути відхилені, а не очікувати, користувачам потрібно повторно надсилати.

У порівнянні, оптимістичний паралелізм Aptos не вимагає оголошення 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 ініціювання угоди в стан з остаточністю. Вузли припускають, що угода успішна, обчислюють її вплив на стан мережі, цей обчислювальний процес і є виконанням.

Паралельне виконання в блокчейні означає процес одночасного обчислення стану мережі на багатоядерних процесорах. У поточному ринку паралельне виконання поділяється на два типи: детерміністське паралельне виконання та оптимістичне паралельне виконання. Різниця між цими двома напрямками розробки полягає в тому, як забезпечити відсутність конфліктів паралельних транзакцій.

У життєвому циклі торгівлі момент визначення конфліктів залежностей паралельних транзакцій визначає диференціацію між детерміністським паралельним виконанням та оптимістичним паралельним виконанням. Aptos і Solana вибрали різні напрямки:

• Детермінізм та паралелізм ( Solana ): перед трансляцією транзакцій потрібно оголосити набори читання та запису, двигун Sealevel обробляє безконфліктні транзакції паралельно на основі оголошення, конфліктні транзакції виконуються послідовно. Перевага – ефективність, недолік – високі вимоги до апаратного забезпечення.

• Оптимістична паралельність ( Aptos ): Припустимо, що транзакції не конфліктують, Block-STM виконує паралельну перевірку, якщо є конфлікти, то спробуйте знову. Попереднє сортування в меморі-пулі знижує ризик конфліктів, навантаження на вузли стає легшим.

Приклад: баланс рахунку A 100, транзакція 1 перевести 70 B, транзакція 2 перевести 50 C. Solana підтверджує конфлікти заздалегідь через декларації та обробляє по порядку; Aptos, виконуючи паралельно, якщо виявить недостатність балансу, перерозподіляє. Гнучкість Aptos робить його більш масштабованим.

Оптимістичне паралельне підтвердження конфліктів через пул пам'яті

Оптимістична паралельність базується на припущенні, що транзакції, які обробляються паралельно, не будуть конфліктувати, тому перед виконанням транзакцій додаткова сторона не зобов'язана подавати заяву про транзакцію. Якщо під час валідації після виконання транзакції виявлено конфлікт, Block-STM повторно виконає транзакції, на які це вплинуло, щоб забезпечити узгодженість.

Однак на практиці, якщо заздалегідь не підтвердити, чи конфліктують залежності транзакції, під час реального виконання можуть виникнути численні помилки, що призведе до затримки в роботі публічної блокчейн-мережі. Тому оптимістичне паралельне виконання не є простим припущенням про відсутність конфліктів між транзакціями, а є етапом, на якому заздалегідь уникнули ризиків, і цей етап є етапом трансляції транзакцій.

На Aptos, коли транзакція потрапляє до публічного мемпулу, вона попередньо сортується за певними правилами (, такими як FIFO та висота Gas зборів ), щоб забезпечити, що транзакції в одному блоці не конфліктують під час паралельного виконання. Як можна побачити, пропонент Aptos насправді не має можливості сортування транзакцій, а в мережі немає будівельників блоків. Це попереднє сортування транзакцій є ключем до реалізації оптимістичного паралелізму в Aptos. На відміну від Solana, яка потребує введення декларацій транзакцій, Aptos не має цього механізму, тому вимоги до продуктивності вузлів значно знижуються. Щодо витрат на мережу, що забезпечують конфліктність транзакцій, вплив мемпулу Aptos на TPS значно менший, ніж витрати, пов'язані з введенням декларацій транзакцій у Solana. Таким чином, TPS Aptos може досягати 160 000, що перевищує Solana більше ніж в два рази. Вплив попереднього сортування транзакцій ускладнює захоплення MEV на Aptos, що має як переваги, так і недоліки для користувачів.

Наратив, заснований на безпеці, є напрямком розвитку Aptos

RWA

Aptos активно просуває токенізацію реальних активів та фінансові рішення для установ. У порівнянні з Ethereum, Block-STM Aptos може паралельно обробляти кілька трансакцій з передачі активів, уникаючи затримок у підтвердженні прав власності через завантаженість мережі. На деяких публічних блокчейнах, незважаючи на швидкість транзакцій, відсутність дизайну пулу пам’яті може призвести до відкидання транзакцій під час перевантаження мережі, що вплине на стабільність підтвердження прав власності на RWA. Передсортування в пулі пам’яті Aptos забезпечує виконання транзакцій у порядку, навіть у пікові часи, зберігаючи надійність записів активів.

RWA потребує складної підтримки смарт-контрактів, таких як розподіл активів, розподіл доходів та перевірка відповідності. Модульний дизайн і безпека мови Move дозволяють розробникам легше створювати надійні RWA-додатки. У порівнянні, складність мов програмування деяких публічних блокчейнів і ризик вразливостей підвищують витрати на розробку, тоді як інші публічні блокчейни мають ефективні мови програмування, але вимагають високої навчальної кривої для розробників. Екологічна дружелюбність Aptos має шанс залучити більше RWA-проектів до реалізації, створюючи позитивний цикл.

Потенціал Aptos у сфері RWA полягає в поєднанні безпеки та продуктивності. У майбутньому він може зосередитися на співпраці з традиційними фінансовими установами, переведе на блокчейн високоцінні активи, такі як облігації та акції, використовуючи мову Move для створення стандартів токенізації з високою відповідністю. Ця розповідь "безпека + ефективність" дозволить Aptos виділитися на ринку RWA.

У липні 2024 року Aptos впроваджує USDY від Ondo Finance та інтегрує його в основні DEX та кредитні додатки. Станом на 10 березня, ринкова капіталізація USDY на Aptos складає приблизно 15 мільйонів доларів, що становить близько 2,5% від загальної ринкової капіталізації USDY. У жовтні 2024 року Aptos співпрацює з Franklin Templeton для запуску фонду грошового ринку уряду США на основі токена BENJI (FOBXX). Крім того, Aptos співпрацює з Libre для просування токенізації цінних паперів, переводячи на ланцюг інвестиційні фонди кількох відомих інвестиційних установ, щоб покращити доступ інституційних інвесторів.

Платежі стабільною монетою

Платежі в стейблах потрібно забезпечити остаточність транзакцій і безпеку активів. Мова Move від Aptos за допомогою моделі ресурсів запобігає подвійному витраті, забезпечуючи точність кожного переказу стейбла. Наприклад, коли користувач використовує USDC на Aptos для оплати, стан транзакції оновлюється з суворим захистом, щоб уникнути втрати коштів через вразливості контракту. Крім того, низькі витрати на Gas Aptos ( виграють від високої TPS, що розподіляє витрати ), роблячи його дуже конкурентоспроможним у сценаріях малих платежів. Високі витрати на Gas деяких публічних блокчейнів обмежують їх платіжні застосунки, в той час як інші публічні блокчейни, хоча і мають низькі витрати, можуть зазнати ризику відкидання транзакцій під час перевантаження мережі, що може вплинути на досвід користувачів. Попереднє сортування в пам'яті Aptos і Block-STM забезпечують стабільність платіжних транзакцій і низьку затримку.

PayFi та стабільні монети потребують врахування децентралізації та регуляторної відповідності. Децентралізований консенсус AptosBFT знижує ризики централізації, одночасно його модульна архітектура підтримує розробників у вбудовуванні перевірок KYC/AML. Наприклад, емітент стабільної монети може розгорнути комплаєнс-контракт на Aptos, щоб забезпечити відповідність транзакцій місцевим нормативам, не жертвуючи ефективністю мережі. Це перевершує централізовані релейні моделі деяких публічних блокчейнів та компенсує потенційні недоліки відповідності, доміновані пропозиціями інших публічних блокчейнів. Збалансований дизайн Aptos робить його більш придатним для входу фінансових установ.

Потенціал Aptos у сфері PayFi та стабільних монет полягає в трійці "безпека, ефективність, відповідність". У майбутньому буде продовжено просування масового прийняття стабільних монет, створення мережі міжнародних платежів або співпраця з платіжними гігантами для розробки системи розрахунків на базі блокчейну. Високий TPS та низька вартість також можуть підтримувати мікроплатіжні сценарії, такі як миттєві винагороди для творців контенту. Наратив Aptos може зосередитися на "інфраструктурі наступного покоління для платежів", залучаючи потоки підприємств і користувачів.

Переваги Aptos у безпеці ------ попередня сортировка пулу пам'яті, Block-STM, AptosBFT та мова Move ------ не лише підвищують стійкість до атак, але й закладають міцну основу для наративу RWA та PayFi. У сфері RWA його висока безпека та пропускна спроможність підтримують токенізацію активів та масові транзакції; у PayFi та платежах зі стабільними монетами низькі витрати та ефективність сприяють реалізації реальних застосувань. На відміну від різних компромісів інших публічних блокчейнів, Aptos прокладає новий шлях через баланс. У майбутньому Aptos може завдяки цим перевагам формувати наратив "мережі вартості, що керується безпекою", ставши мостом між традиційною економікою та блокчейном.

Підсумок: Технічні відмінності Aptos та майбутня наратив