Порівняння технологій публічних блокчейнів з точки зору життєвого циклу транзакцій: Aptos, Ethereum та Solana

Порівняння технічних відмінностей різних блокчейнів може здаватися нудним або важким для розуміння ключових моментів через різні кути аналізу. Щоб швидко і точно зрозуміти відмінності між Aptos та іншими блокчейнами, у цій статті обрано життєвий цикл транзакції як точку входу. Аналізуючи повний процес від створення транзакції до оновлення її остаточного стану, ми можемо чітко зрозуміти проектні ідеї та технічні компроміси кожного блокчейну.

Усі транзакції в блокчейні відбуваються навколо п'яти етапів: створення, ініціювання, трансляція, виконання та оновлення статусу. У цій статті буде розглянуто Aptos, його унікальний дизайн та ключові відмінності між Ethereum та Solana.

Aptos: оптимістичний паралелізм та висока продуктивність дизайну

Aptos – це блокчейн, що акцентує увагу на високій продуктивності, його життєвий цикл транзакцій досягає значного підвищення продуктивності завдяки унікальному оптимістичному паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті.

Створення та ініціювання

Мережа Aptos складається з легких вузлів, повних вузлів та валідаторів. Користувачі ініціюють транзакції через легкі вузли, легкі вузли пересилають транзакції найближчим повним вузлам, а повні вузли синхронізують їх з валідаторами.

трансляція

Aptos зберігає пам'ятковий пул, але між пам'ятковими пулами не відбувається обміну після QuorumStore. Система попередньо сортує за правилами (такими як FIFO або витрати на газ), що забезпечує відсутність конфліктів під час подальшого паралельного виконання транзакцій. Цей дизайн уникає високих вимог до апаратного забезпечення, які виникають при необхідності попереднього оголошення набору читання/запису.

сортировка

Aptos використовує консенсус AptosBFT, пропонент не може вільно сортувати транзакції. Попереднє сортування в мемпулі вже завершено для уникнення конфліктів, генерація блоків більше залежить від співпраці між валідаторами.

виконати

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

оновлення стану

Стан синхронізації валідаторів, фінальність підтверджується через контрольну точку, ефективність досить висока.

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

Ethereum: базова лінія для послідовного виконання

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

Життєвий цикл транзакцій Ethereum

• Створення та ініціювання: Користувачі ініціюють транзакції через гаманці за допомогою релейних шлюзів або RPC-інтерфейсів.
• Трансляція: Транзакція потрапляє в публічний пул пам'яті, чекаючи на упакування.
• Сортування: Після оновлення PoS, будівельники блоків упакують транзакції відповідно до принципу максимізації прибутку, подаючи їх пропоненту після торгів на релейному рівні.
• Виконання: EVM послідовно обробляє транзакції, оновлюючи стан в одному потоці.
• Оновлення статусу: Блок має пройти через дві контрольні точки для підтвердження фінальності.

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

Solana: визначена паралельність і максимальна оптимізація

Solana відзначається високою продуктивністю, її життєвий цикл транзакцій суттєво відрізняється від Aptos, особливо в пулі пам'яті та способі виконання.

Життєвий цикл交易 Solana

• Створення та ініціювання: користувач ініціює транзакцію через гаманець.
• Трансляція: без загального пулу пам'яті, транзакції безпосередньо надсилаються поточному та двом наступним пропозиціонерам.
• Сортування: Пропонент на основі PoH (Доказ Історії) пакує блоки, час блоку лише 400 мілісекунд.
• Виконання: Віртуальна машина Sealevel використовує детерміністичне паралельне виконання, необхідно заздалегідь оголосити набори читання та запису, щоб уникнути конфліктів.
• Оновлення статусу: Швидке підтвердження консенсусу BFT.

Solana не використовує пам'яті транзакцій, вузли можуть швидко досягати консенсусу щодо порядку транзакцій, що дозволяє майже миттєве виконання транзакцій. Однак під час перевантаження мережі транзакції можуть бути відхилені, а не чекати, тому користувачам потрібно повторно подавати їх.

На відміну від цього, оптимістичний паралелізм Aptos не потребує оголошення набору читання та запису, поріг для вузлів нижчий, а TPS все ж вищий.

Два шляхи паралельного виконання: Aptos проти Solana

Паралельне виконання означає процес одночасного обчислення стану мережі багатоядерним процесором. Наразі на ринку паралельне виконання поділяється на два типи: детерміноване паралельне виконання та оптимістичне паралельне виконання, різниця полягає в тому, як забезпечити відсутність конфліктів між паралельними транзакціями.

• Детермінований паралелізм (Solana): перед трансакцією необхідно оголосити набори читання та запису, двигун Sealevel обробляє безконфліктні трансакції паралельно відповідно до оголошення, конфліктні трансакції виконуються серійно. Перевага в ефективності, недолік у високих вимогах до апаратного забезпечення.

• Оптимістичний паралелізм (Aptos): припускаючи, що транзакції не конфліктують, Block-STM паралельно виконує перевірку, якщо є конфлікт, то повторює. Попереднє сортування в пам’яті знижує ризик конфлікту, навантаження на вузол менше.

Гнучкість Aptos робить його більш масштабованим.

Оптимістичне паралельне завершення підтвердження конфлікту через пул пам'яті

Оптимістичний паралелізм Aptos не є простим припущенням, що транзакції не конфліктують, а полягає у тому, що на етапі трансляції транзакцій заздалегідь уникають ризиків. Після того, як транзакції потрапляють до загального пулу пам'яті, вони попередньо сортуються відповідно до певних правил, щоб забезпечити відсутність конфліктів під час паралельного виконання транзакцій у межах одного блоку.

Ця передпорядкова обробка транзакцій є ключем до реалізації оптимістичного паралелізму в Aptos. На відміну від Solana, яка вимагає впровадження заявок на транзакції, Aptos не потребує цього механізму, тому вимоги до продуктивності вузлів значно знижені. Щодо мережевих витрат на забезпечення того, щоб транзакції не конфліктували, вплив пулу пам'яті Aptos на TPS набагато менший, ніж вартість впровадження заявок на транзакції в Solana. Тому TPS Aptos може досягати 160 000, що вдвічі перевищує показник Solana.

Наратив, заснований на безпеці, є напрямком розвитку Aptos

RWA

Aptos активно просуває токенізацію реальних активів та рішення для інституційного фінансування. На відміну від інших публічних блокчейнів, Block-STM Aptos може паралельно обробляти кілька транзакцій з передачею активів, уникнувши затримок у підтвердженні права власності через перевантаження мережі. Попередня сортування пулу пам'яті гарантує, що транзакції виконуються в порядку, підтримуючи надійність записів активів.

Модульний дизайн та безпека мови Move дозволяють розробникам легше створювати надійні RWA-додатки. Потенціал Aptos у сфері RWA полягає в поєднанні безпеки та продуктивності. У майбутньому він може зосередитися на співпраці з традиційними фінансовими установами, щоб перенести активи високої вартості в блокчейн, використовуючи мову Move для створення стандартів токенізації з високим рівнем відповідності.

Платежі стабільною монетою

Мова Move Aptos запобігає подвійній витраті через модель ресурсів, забезпечуючи точність кожного переказу стабільної монети. Низькі газові витрати роблять її дуже конкурентоспроможною в сценаріях малих платежів. Попередня сортування пулу пам'яті та Block-STM гарантують стабільність платіжних транзакцій та низьку затримку.

Децентралізований консенсус AptosBFT зменшує ризики централізації, в той час як його модульна архітектура підтримує вбудовування перевірок KYC/AML для розробників. Цей збалансований дизайн робить Aptos більш придатним для входу фінансових установ.

Потенціал Aptos у сфері PayFi та платежів стабільними монетами полягає в тріаді "безпека, ефективність, відповідність". У майбутньому це може сприяти масовому впровадженню стабільних монет, створенню мережі для міжнародних платежів або співпраці з платіжними гігантами для розробки системи розрахунків на базі блокчейн.

Резюме: Технічні відмінності Aptos та майбутні наративи

Дизайн Aptos досягнув тонкого балансу між продуктивністю та безпекою. Його попередня сортування пулу пам'яті в поєднанні з оптимістичним паралелізмом Block-STM знижує поріг для вузлів і забезпечує високу пропускну спроможність. Такий підхід "стабільності та швидкості" в поєднанні з ресурсною моделлю мови Move надає Aptos вищий рівень безпеки.

На основі поєднання безпеки та продуктивності, Aptos демонструє величезний потенціал у наративі RWA та PayFi. У сфері RWA висока пропускна здатність Aptos підтримує масове перенесення активів на блокчейн. У PayFi та платежах у стейблкоїнах низька вартість, висока ефективність і відповідність Aptos підтримують мікроплатежі та трансакції через кордони, ставши потужним кандидатом на "інфраструктуру наступного покоління для платежів".

У майбутньому Aptos зможе завдяки наративу "мережа вартості, що керується безпекою" з'єднати традиційні фінанси з екосистемою блокчейну, продовжуючи зусилля в сферах RWA та PayFi, створюючи нову структуру публічної блокчейн з довірою та масштабованістю.