Сравнение технологий публичных блокчейнов с точки зрения жизненного цикла транзакций: Aptos, Ethereum и Solana

Сравнение технических различий между различными публичными блокчейнами может показаться скучным или трудным для понимания ключевых моментов из-за различий в аналитическом подходе. Для быстрого и точного понимания различий между Aptos и другими публичными блокчейнами, в этой статье выбран жизненный цикл транзакции в качестве отправной точки. Анализируя полный процесс транзакции от создания до окончательного обновления состояния, мы можем четко понять дизайн и технические компромиссы каждого публичного блокчейна.

Все транзакции в блокчейне вращаются вокруг пяти этапов: создание, инициирование, распространение, сортировка, выполнение и обновление состояния. В этой статье будет сосредоточено внимание на Aptos, анализируя его уникальный дизайн и сравнивая ключевые различия с Ethereum и Solana.

Aptos: Оптимистичное параллельное выполнение и высокопроизводительный дизайн

Aptos — это блокчейн, который акцентирует внимание на высокой производительности, его жизненный цикл транзакций достигает значительного повышения производительности благодаря уникальному оптимистичному параллельному исполнению и оптимизации пула памяти.

Создание и инициирование

Сеть Aptos состоит из легких узлов, полных узлов и валидаторов. Пользователи инициируют транзакции через легкие узлы, которые пересылают транзакции ближайшим полным узлам, а полные узлы затем синхронизируются с валидаторами.

трансляция

Aptos сохранил пул памяти, но между пулами памяти не происходит обмена после QuorumStore. Система предварительно сортирует транзакции на основе правил (таких как FIFO или стоимость газа), что гарантирует отсутствие конфликтов при последующем параллельном выполнении. Этот дизайн избегает высокой аппаратной нагрузки, требуемой для предварительного объявления наборов чтения и записи.

сортировка

Aptos использует консенсус AptosBFT, где инициатор не может свободно упорядочивать транзакции. Предварительная сортировка в памяти завершена заранее для избежания конфликтов, генерация блока больше зависит от сотрудничества между валидаторами.

Выполнить

Aptos использует технологию Block-STM для реализации оптимистичного параллельного выполнения. Транзакции предполагаются без конфликтов и обрабатываются одновременно, если после выполнения обнаруживается конфликт, затронутые транзакции будут повторно выполнены. Этот подход использует многоядерные процессоры для повышения эффективности, TPS может достигать 160,000.

обновление статуса

Состояние синхронизации валидатора, финальность подтверждается проверкой контрольной точки, эффективность высокая.

Основное преимущество Aptos заключается в сочетании оптимистичного параллелизма и предварительной сортировки в памяти, что снижает требования к производительности узлов и значительно увеличивает пропускную способность.

Ethereum: Бенчмарк последовательного выполнения

Ethereum, как создатель смарт-контрактов, является исходной точкой технологии публичных цепей, а его жизненный цикл транзакций обеспечивает базовую структуру для понимания Aptos.

Жизненный цикл транзакций Ethereum

• Создание и инициирование: Пользователи инициируют транзакции через кошелек, используя шлюз реле или интерфейс RPC.
• Трансляция: Сделка попадает в публичный пул памяти, ожидая упаковки.
• Сортировка: После обновления PoS строители блоков упаковывают транзакции согласно принципу максимизации прибыли, а затем подают их предложителю после аукциона на промежуточном уровне.
• Выполнение: EVM последовательно обрабатывает транзакции, обновление состояния в одном потоке.
• Обновление статуса: блок должен пройти два контрольных пункта для подтверждения окончательности.

Ограничения производительности, связанные с последовательным выполнением и проектированием пула памяти Ethereum, приводят к времени блока в 12 секунд/слот и низкому TPS. В отличие от этого, Aptos достиг качественного прорыва благодаря параллельному выполнению и оптимизации пула памяти.

Solana: крайняя оптимизация с детерминированным параллелизмом

Solana известна высокой производительностью, ее жизненный цикл транзакций значительно отличается от Aptos, особенно в пуле памяти и способах выполнения.

Жизненный цикл сделок Solana

• Создание и инициирование: Пользователь инициирует транзакцию через кошелек.
• Трансляция: отсутствие общего пула памяти, транзакции отправляются непосредственно текущему и двум следующим предложителям.
• Сортировка: Предложители упаковывают блоки на основе PoH (Доказательство Истории), время блока составляет всего 400 миллисекунд.
• Исполнение: Виртуальная машина Sealevel использует детерминированное параллельное исполнение, необходимо заранее объявить наборы чтения и записи, чтобы избежать конфликтов.
• Обновление статуса: Быстрое подтверждение BFT консенсуса.

Solana не использует пул памяти, узлы могут быстро достигать согласия по порядку транзакций, транзакции могут быть выполнены почти мгновенно. Однако, при перегрузке сети транзакции могут быть отброшены, а не ожидать, и пользователям нужно будет повторно отправить их.

В отличие от этого, оптимистичное параллельное выполнение Aptos не требует объявления наборов чтения и записи, порог для узлов ниже, а TPS выше.

Два пути параллельного выполнения: Aptos против Solana

Параллельное выполнение означает процесс одновременного вычисления состояния сети многоядерными процессорами. В настоящее время на рынке параллельное выполнение делится на два типа: детерминированное параллельное выполнение и оптимистичное параллельное выполнение, различие заключается в том, как обеспечить отсутствие конфликтов между параллельными транзакциями.

• Детерминированный параллелизм (Solana): перед трансляцией транзакций необходимо объявить наборы для чтения и записи, движок Sealevel обрабатывает параллельные транзакции без конфликтов в соответствии с объявлением, конфликтующие транзакции выполняются последовательно. Преимущества: высокая эффективность, недостатки: высокие требования к оборудованию.

• Оптимистичное параллельное выполнение (Aptos): предполагается, что транзакции не конфликтуют, параллельное выполнение Block-STM проверяется после выполнения, в случае конфликта происходит повторная попытка. Предварительная сортировка в памяти снижает риск конфликтов, нагрузка на узлы становится легче.

Гибкость Aptos делает его более масштабируемым.

Оптимистичное параллельное завершение подтверждения конфликтов через пул памяти

Оптимистичная параллельность Aptos не просто предполагает отсутствие конфликтов между транзакциями, а заранее избегает рисков на этапе трансляции транзакций. После того как транзакции попадают в общую память, они проходят предварительную сортировку по определенным правилам, чтобы гарантировать, что транзакции внутри блока не будут конфликтовать при параллельном выполнении.

Эта предварительная сортировка транзакций является ключом к реализации оптимистичного параллелизма в Aptos. В отличие от Solana, которому необходимо вводить декларации транзакций, Aptos не требует этого механизма, что значительно снижает требования к производительности узлов. С точки зрения сетевых затрат на обеспечение отсутствия конфликтов транзакций, влияние памяти на TPS в Aptos намного меньше, чем затраты на введение деклараций транзакций в Solana. Таким образом, TPS Aptos может достигать 160,000, что более чем в два раза превышает показатели Solana.

Наратив, основанный на безопасности, является направлением развития Aptos

RWA

Aptos активно продвигает токенизацию реальных активов и решения для институциональных финансов. По сравнению с другими публичными блокчейнами, Block-STM Aptos может параллельно обрабатывать множество транзакций по передаче активов, предотвращая задержки в подтверждении прав собственности из-за перегруженности сети. Предварительная сортировка в памяти гарантирует, что транзакции выполняются в порядке поступления, поддерживая надежность записей об активах.

Модульный дизайн и безопасность языка Move позволяют разработчикам легче создавать надежные приложения RWA. Потенциал Aptos в области RWA заключается в сочетании безопасности и производительности. В будущем он сможет сосредоточиться на сотрудничестве с традиционными финансовыми институтами, чтобы перенести высокоценные активы на блокчейн и создать стандарты токенизации с высокой степенью соответствия, используя язык Move.

Оплата стейблкоинами

Язык Move от Aptos предотвращает двойные расходы с помощью модели ресурсов, обеспечивая точность каждой транзакции со стабильными монетами. Низкие комиссии за Gas делают его весьма конкурентоспособным в сценариях малых платежей. Предварительная сортировка в памяти и Block-STM гарантируют стабильность платежных транзакций и низкую задержку.

Децентрализованный консенсус AptosBFT снижает риски централизации, в то время как его модульная архитектура поддерживает внедрение KYC/AML проверок разработчиками. Этот сбалансированный дизайн делает Aptos более подходящим для входа финансовых учреждений.

Потенциал Aptos в области PayFi и платежей стабильными монетами заключается в триаде "безопасность, эффективность, соответствие". В будущем это может обеспечить устойчивое широкомасштабное принятие стабильных монет, создание сети трансакций через границы или сотрудничество с платежными гигантами для разработки систем расчётов на цепочке.

Резюме: Технические отличия Aptos и будущее повествование

Дизайн Aptos достигает тонкого баланса между производительностью и безопасностью. Предварительная сортировка в памяти в сочетании с оптимистичным параллелизмом Block-STM снижает порог для узлов и обеспечивает высокую пропускную способность. Этот подход "стабильного стремления к скорости", дополненный ресурсной моделью языка Move, придаёт Aptos более высокую безопасность.

На основе сочетания безопасности и производительности Aptos демонстрирует огромный потенциал в нарративе RWA и PayFi. В области RWA высокая пропускная способность Aptos поддерживает масштабное размещение активов в блокчейне. В PayFi и платежах со стабильными монетами низкие затраты, высокая эффективность и соблюдение норм Aptos поддерживают микро-платежи и трансакции между странами, становясь сильным кандидатом на "инфраструктуру следующего поколения для платежей".

В будущем Aptos сможет соединить традиционные финансы и экосистему блокчейна благодаря нарративу "безопасной ценностной сети", продолжая активно развивать области RWA и PayFi, создавая новую структуру публичной цепи, сочетающую доверие и масштабируемость.