取引ライフサイクルの視点からのパブリックチェーン技術の比較：Aptos、イーサリアムとソラナ

異なるパブリックチェーンの技術的な違いを比較する際、分析の観点によっては退屈に感じたり、要点を把握しづらくなることがあります。Aptosと他のパブリックチェーンの違いを迅速かつ正確に理解するために、本稿では取引のライフサイクルを切り口として選びます。取引が作成されて最終的な状態更新に至るまでの完全なステップを分析することで、各パブリックチェーンの設計思想や技術的選択を明確に把握することができます。

すべてのブロックチェーン取引は、作成、発信、ブロードキャスト、ソート、実行、状態更新という5つのステップを中心に展開されます。本稿ではAptosを中心に、その独自の設計を分析し、イーサリアムとソラナの重要な違いを比較します。

Aptos: 楽観的並列 & 高性能設計

Aptosは高性能を強調するパブリックチェーンであり、その取引ライフサイクルは独自の楽観的並行実行とメモリプールの最適化により、顕著な性能向上を実現しています。

創造と開始

Aptosネットワークは、ライトノード、フルノード、バリデーターで構成されています。ユーザーはライトノードを通じてトランザクションを開始し、ライトノードはトランザクションを近くのフルノードに転送し、フルノードはさらにバリデーターに同期します。

ブロードキャスト

Aptosはメモリプールを保持していますが、QuorumStoreの後ではメモリプール間で共有されません。システムはルール（FIFOやガス料金など）に基づいて事前にソートされ、後続の並行実行時に取引が衝突しないようにします。この設計により、読み書き集合を事前に宣言するための高いハードウェア要件が回避されます。

ソート

AptosはAptosBFTコンセンサスを採用しており、提案者は基本的にトランザクションを自由に並べ替えることができません。メモリプールの事前ソートは、コンフリクト回避のためにあらかじめ完了しており、ブロック生成は検証者間の協力にさらに依存しています。

###実行

AptosはBlock-STM技術を使用して楽観的な並列実行を実現しています。取引は衝突がないと仮定され、同時に処理されますが、実行後に衝突が発見された場合、影響を受けた取引は再実行されます。この方式はマルチコアプロセッサを利用して効率を向上させ、TPSは160,000に達することができます。

ステータス更新

バリデーターの同期状態、最終性はチェックポイントの確認によって確認され、効率が高い。

Aptosのコアメリットは、楽観的並行性とメモリプールの事前ソートの組み合わせにあり、ノードの性能要求を低下させ、スループットを大幅に向上させます。

イーサリアム：シリアル実行のベンチマーク

イーサリアムはスマートコントラクトの創始者として、パブリックチェーン技術の原点であり、その取引ライフサイクルはAptosを理解するための基礎フレームワークを提供します。

イーサリアム取引ライフサイクル

• 作成と開始：ユーザーはウォレットを通じて中継ゲートウェイまたはRPCインターフェースを介して取引を開始します。
• ブロードキャスト：取引が公共メモリプールに入り、パッキングを待っています。
• ソート：PoSのアップグレード後、ブロックビルダーは利益最大化の原則に従ってトランザクションをパッケージ化し、中継層が入札した後に提案者に提出します。
• 実行：EVMが取引を直列処理し、シングルスレッドで状態を更新します。
• ステータス更新：ブロックは2つのチェックポイントを通過して最終性を確認する必要があります。

イーサリアムのシリアル実行とメモリプールの設計は性能を制限しており、ブロック時間は12秒/スロットで、TPSは低いです。それに対して、Aptosは並列実行とメモリプールの最適化を通じて質的な飛躍を実現しました。

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Solana: 決定論的並列処理のための極限最適化

ソラナは高性能で知られており、その取引ライフサイクルはAptosと顕著に異なり、特にメモリプールと実行方法において異なります。

ソラナ取引ライフサイクル

• 作成と開始：ユーザーはウォレットを介して取引を開始します。
• ブロードキャスト：パブリックメモリプールなし、トランザクションは現在および次の2人の提案者に直接送信されます。
• ソート：提案者はPoH（Proof of History）に基づいてブロックをパッキングし、ブロック時間はわずか400ミリ秒です。
• 実行：Sealevel仮想マシンは決定的な並行実行を採用しており、競合を避けるために事前に読み書き集合を声明する必要があります。
• ステータス更新：BFTコンセンサスの迅速な確認。

ソラナはメモリプールを使用せず、ノードは迅速に取引順序のコンセンサスを達成でき、取引はほぼ即時に行われます。しかし、ネットワークが過負荷になると、取引は待機するのではなく、廃棄される可能性があり、ユーザーは再度提出する必要があります。

対照的に、Aptosの楽観的並行処理は読み書き集合の宣言を必要とせず、ノードの敷居が低く、TPSは高い。

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並行実行の2つのパス：Aptos vs ソラナ

並行実行とは、多核プロセッサが同時にネットワーク状態を計算するプロセスを指します。現在の市場では、並行実行は決定的並行実行と楽観的並行実行の2つの方法に分かれています。違いは、並行取引が衝突しないようにする方法にあります。

• 決定性並行（ソラナ）：取引をブロードキャストする前に読み書きの集合を宣言する必要があり、Sealevelエンジンは宣言に基づいて無衝突取引を並行処理し、衝突取引は逐次実行されます。利点は効率的であること、欠点はハードウェアの要求が高いことです。

• 楽観的並行処理（Aptos）：取引が衝突しないと仮定し、Block-STMが並行に実行された後に検証され、衝突があれば再試行されます。メモリプールの事前ソートは衝突リスクを低減し、ノードの負担を軽くします。

Aptosの柔軟性は、それをよりスケーラブルにします。

楽観的並行処理によるメモリプールを通じて衝突確認を事前に完了する

Aptosの楽観的並行処理は、単にトランザクションの衝突を仮定するものではなく、トランザクションのブロードキャスト段階でリスクを事前に回避しています。トランザクションが公共メモリプールに入ると、一定のルールに基づいて事前にソートされ、1つのブロック内のトランザクションが並行して実行される際に衝突しないことが保証されます。

この取引の事前ソートは、Aptosが楽観的な並行処理を実現するための鍵です。Solanaが取引の宣言を導入する必要があるのとは異なり、Aptosはこのメカニズムを必要としないため、ノードの性能に対する要求が大幅に低下します。取引が衝突しないようにするためのネットワークオーバーヘッドにおいて、Aptosがメモリプールを追加することがTPSに与える影響は、Solanaが取引の宣言を導入するコストに比べてはるかに小さいです。したがって、AptosのTPSは160,000に達し、Solanaの倍以上となります。

セキュリティに基づくストーリーはAptosの発展方向です

RWA ###

Aptosは、現実の資産のトークン化と機関金融ソリューションの推進に積極的です。他のパブリックブロックチェーンと比較して、AptosのBlock-STMは複数の資産移転取引を並行して処理でき、ネットワークの混雑による権利確認の遅延を回避します。メモリプールの事前ソートにより、取引が順番に実行され、資産記録の信頼性が維持されます。

Move言語のモジュール化設計と安全性により、開発者は信頼性の高いRWAアプリケーションをより簡単に構築できます。AptosのRWA分野における潜在能力は、安全性とパフォーマンスの組み合わせにあります。将来的には、伝統的な金融機関と協力し、高価値資産をブロックチェーンに上載し、Move言語を活用してコンプライアンスの高いトークン化基準を構築することに焦点を当てることができます。

ステーブルコイン決済

AptosのMove言語はリソースモデルを通じて二重支払いを防止し、各ステーブルコインの転送の正確性を確保します。低いガス料金は少額決済シーンにおいて非常に競争力があります。メモリプールの事前ソートとBlock-STMは、支払い取引の安定性と低遅延を保証します。

AptosBFTの分散型コンセンサスは中央集権リスクを低減し、一方でそのモジュール化アーキテクチャは開発者がKYC/AMLチェックを組み込むことをサポートします。このバランスの取れた設計により、Aptosは金融機関の参入により適しています。

AptosのPayFiおよびステーブルコイン決済分野における潜在能力は、「安全、高効率、コンプライアンス」という三位一体にあります。将来的には、ステーブルコインの大規模採用を持続的に推進し、クロスボーダー決済ネットワークを構築するか、決済大手と協力してオンチェーン決済システムを開発することが期待されます。

まとめ: Aptos の技術的な違い vs. 未来の物語

Aptosの設計は、性能と安全性の間で巧妙なバランスを達成しています。そのメモリプールの予備ソートはBlock-STMの楽観的な並行処理と組み合わさり、ノードの敷居を下げながら高いスループットを実現しています。この「安定の中で速さを求める」という考え方は、Move言語のリソースモデルによって強化され、Aptosにより高い安全性をもたらしています。

安全性とパフォーマンスの組み合わせに基づいて、AptosはRWAとPayFiのストーリーの中で巨大な潜在能力を示しています。RWAの分野では、Aptosの高スループットが大規模な資産のオンチェーンをサポートします。PayFiとステーブルコインの支払いにおいて、Aptosの低コスト、高効率、コンプライアンスがマイクロペイメントと国際決済をサポートし、「次世代の支払いインフラ」の有力な候補となっています。

未来、Aptosは「安全駆動の価値ネットワーク」という物語を通じて、従来の金融とブロックチェーンエコシステムを結びつけ、RWAやPayFi分野で継続的に力を入れ、信頼と拡張性を兼ね備えた新しいパブリックチェーンの構図を構築する。

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