Аналіз життєвого циклу транзакцій у публічних блокчейнах: технічне порівняння Aptos, Ethereum та Solana

Порівняння технічних особливостей різних публічних блокчейнів може здаватися нудним і нецікавим. Щоб швидко і точно зрозуміти різницю між Aptos та іншими публічними блокчейнами, важливо вибрати відповідну точку входу.

Життєвий цикл однієї транзакції є ідеальним аналітичним кутом зору. Вивчаючи повний процес транзакції від створення до остаточного оновлення стану, включаючи створення та ініціювання, трансляцію, сортування, виконання та оновлення стану, ми можемо чітко зрозуміти концепцію дизайну та технічні компроміси різних публічних блокчейнів. Використовуючи це як основу, можна зрозуміти основні наративи різних публічних блокчейнів; в той час як вперед можна досліджувати, як розробляти привабливі для ринку застосунки на Aptos.

Усі блокчейн-транзакції відбуваються навколо цих п'яти кроків. У цій статті буде розглянуто Aptos, його унікальний дизайн та проведено ключове порівняння з Ethereum та Solana.

Aptos: Оптимістичний паралелізм та висока продуктивність дизайну

Aptos є публічною мережею, що акцентує увагу на високій продуктивності, її життєвий цикл транзакцій схожий на Ethereum, але через унікальне оптимістичне паралельне виконання та оптимізацію пулу пам'яті досягається значне підвищення продуктивності. Ключові етапи життєвого циклу транзакцій Aptos такі:

Створити та ініціювати

Мережа Aptos складається з легких вузлів, повних вузлів та валідаторів. Користувачі ініціюють транзакції через легкі вузли (такі як гаманці або додатки), легкі вузли передають транзакції найближчим повним вузлам, а повні вузли потім 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 входження транзакцій до пулу пам'яті система виконує попереднє сортування на основі правил (наприклад, FIFO або витрати газу), щоб забезпечити відсутність конфліктів під час подальшого паралельного виконання транзакцій. Такий підхід уникнув високих апаратних вимог Solana щодо попереднього оголошення наборів читання/запису.

сортування

Aptos використовує консенсус AptosBFT, пропонуючи, що пропонент принципово не може вільно сортувати транзакції, aip-68 надає пропоненту додаткове право заповнювати затримані транзакції. Попереднє сортування в пам'яті вже завершено для уникнення конфліктів, генерація блоку 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 і обробляються одночасно, якщо під час виконання виявляється конфлікт, то транзакції, що постраждали, будуть повторно виконані. Цей підхід використовує багатоядерні процесори для підвищення ефективності, TPS може досягати 160,000.

Оновлення стану

Стан синхронізації валідаторів, остаточність підтверджується через контрольну точку, подібно до механізму Epoch в Ethereum, але з більшою ефективністю.

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

Ethereum: базове виконання в послідовному режимі

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 транзакцію через гаманець за допомогою релейного шлюзу або RPC-інтерфейсу.

• Трансляція: Транзакція потрапляє в публічний мемпул, чекаючи на упаковку.

• Сортування: Після оновлення PoS будівельники блоків упаковують транзакції, керуючись принципом максимізації прибутку, а потім подають їх пропозиціонеру після аукціону на релейному рівні.

• Виконання: EVM послідовно обробляє транзакції, оновлення стану в однопоточному режимі.

• Оновлення статусу: Блок має бути підтверджений через два контрольні пункти для підтвердження фінальності.

Обмеження серійного виконання та дизайну пам'яті Ethereum знижують продуктивність, час блоку становить 12 секунд/слот, TPS досить низький. На відміну від цього, Aptos досяг якісного стрибка завдяки паралельному виконанню та оптимізації пам'яті.

Solana: визначальна паралельна оптимізація

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

Життєвий цикл торгівлі Solana

• Створення та ініціювання: користувач ініціює транзакцію через гаманець.

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

• Сортування: пропонувальник пакує блоки на основі PoH (Proof of History), час блоку складає лише 400 мілісекунд.

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

• Оновлення статусу: Швидке підтвердження консенсусу BFT.

Причина, чому Solana не використовує пул пам'яті, полягає в тому, що він може стати вузьким місцем у продуктивності. Оскільки немає пулу пам'яті, а також завдяки унікальному консенсусу PoH Solana, вузли можуть швидко досягати консенсусу щодо порядку угод, що усуває необхідність черги угод у пулі пам'яті, угоди можуть бути фактично виконані миттєво. Проте це також означає, що під час перевантаження мережі угоди можуть бути скасовані, а не чекати, тож користувачам потрібно повторно їх подавати.

В порівнянні, оптимістична паралельність Aptos не потребує оголошення наборів на читання та запис, поріг для вузлів є нижчим, а TPS - вищим.

Два шляхи паралельного виконання: Aptos проти Solana

Виконання транзакції представляє собою оновлення стану блокчейну, це процес перетворення команди ініціювання транзакції в стан з остаточним результатом. Вузол припускає, що транзакція успішна, обчислює її вплив на стан мережі, цей обчислювальний процес і є виконанням.

Паралельне виконання в блокчейні стосується процесу одночасного обчислення стану мережі багатоядерними процесорами. В даний час на ринку паралельне виконання поділяється на детерміноване 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 детермінованим паралельним виконанням і оптимістичним паралельним виконанням. Aptos і Solana вибрали різні напрямки:

• Детермінований паралелізм (Solana): перед трансляцією транзакції необхідно оголосити колекцію читання та запису, двигун Sealevel обробляє неконфліктні транзакції паралельно відповідно до оголошення, конфліктні транзакції виконуються послідовно. Перевага - висока ефективність, недолік - високі вимоги до апаратного забезпечення.

• Оптимістичний паралелізм (Aptos): припускаючи, що транзакції без конфліктів, Block-STM паралельно виконує перевірку, якщо є конфлікти, то повторює спробу. Попереднє сортування в пам'яті зменшує ризик конфліктів, навантаження на вузли менше.

Наприклад, баланс рахунку A 100, транзакція 1 переказує 70 B, транзакція 2 переказує 50 C. Solana підтверджує конфлікти заздалегідь через заявлення та обробляє їх у порядку; Aptos, якщо після паралельного виконання виявляє недостатній баланс, коригує його. Гнучкість Aptos робить його більш масштабованим.

Оптимістичний паралелізм через пул пам'яті для раннього завершення підтвердження конфлікту

Оптимістична паралельність ґрунтується на припущенні, що паралельно оброблювані транзакції не будуть конфліктувати, тому на стороні додатка не потрібно подавати заяву про транзакцію перед виконанням. Якщо під час перевірки після виконання транзакцій виявляється конфлікт, Block-STM повторно виконає постраждалі транзакції для забезпечення узгодженості.

Однак на практиці, якщо заздалегідь не підтвердити, чи є конфлікти в залежностях транзакцій, під час реального виконання можуть виникнути численні помилки, що призведе до затримок у роботі публічної мережі. Тому оптимістичне паралельне виконання не є простою гіпотезою про те, що транзакції не конфліктують, а є етапом, на якому заздалегідь уникли ризиків, і цей етап - це етап трансляції транзакцій.

На Aptos, після того як транзакції потрапляють у публічний мемпул, вони попередньо сортуються за певними правилами (наприклад, FIFO та висотою газових зборів), щоб забезпечити відсутність конфліктів під час паралельного виконання транзакцій в одному блоці. Таким чином, можна побачити, що пропоненти Aptos фактично не мають можливості сортування транзакцій, а в мережі немає будівельників блоків. Це попереднє сортування транзакцій є ключовим для реалізації оптимістичної паралельності Aptos. На відміну від Solana, яка повинна впроваджувати заяви про транзакції, Aptos не потребує цього механізму, що значно знижує вимоги до продуктивності вузлів. Щодо витрат у мережі для забезпечення відсутності конфліктів транзакцій, вплив мемпулу Aptos на TPS значно менший, ніж витрати Solana на впровадження заяв про транзакції. Таким чином, TPS Aptos може досягати 160,000, що більш ніж у два рази перевищує показник Solana.

Вплив попереднього сортування угод ускладнює захоплення MEV на Aptos, що має свої плюси і мінуси для користувачів.

Наратив на основі безпеки є напрямком розвитку Aptos

RWA

Aptos активно просуває токенізацію реальних активів та фінансові рішення для установ. На відміну від Ethereum, Block-STM Aptos може паралельно обробляти кілька транзакцій з переказу активів, уникаючи затримок у правонаступництві через затори в мережі. У порівнянні з Solana або Sui, дизайн пулу пам'яті Aptos забезпечує виконання транзакцій у порядку, навіть у пікові періоди, що дозволяє підтримувати надійність записів активів.

Модульний дизайн та безпека мови Move дозволяють розробникам легше створювати надійні RWA додатки. У порівнянні з цим, складність і ризики вразливостей Ethereum Solidity збільшують витрати на розробку, тоді як програмування Rust у Solana є ефективним, але вимагає високої кривої навчання для розробників.

Потенціал Aptos у сфері RWA полягає в поєднанні безпеки та продуктивності. У майбутньому він може зосередитися на співпраці з традиційними фінансовими установами для переведення на блокчейн цінних активів, таких як облігації та акції, використовуючи мову Move для створення стандартів токенізації з високою відповідністю.

У липні 2024 року Aptos офіційно оголосив про впровадження USDY від Ondo Finance в екосистему та інтеграцію в основні DEX та кредитні програми. Станом на 10 березня, ринкова капіталізація USDY на Aptos становила приблизно 15 мільйонів доларів, що складає близько 2,5% від загальної ринкової капіталізації USDY. У жовтні 2024 року Aptos оголосив, що Franklin Templeton запустив на Aptos Network валютний фонд уряду США (FOBXX), представлений токеном BENJI. Крім того, Aptos співпрацює з Libre для просування токенізації цінних паперів, переводячи інвестиційні фонди Brevan Howard, BlackRock та Hamilton Lane на блокчейн, що покращує доступ інституційних інвесторів.

Платежі стейблкоїнів

Платежі стабільними монетами потребують забезпечення остаточності транзакцій та безпеки активів. Мова Move в Aptos запобігає подвійній витраті через модель ресурсів, що забезпечує точність кожного переказу стабільних монет. Крім того, низькі витрати на Gas в Aptos (завдяки високій TPS, яка розподіляє витрати) роблять її надзвичайно конкурентоспроможною в сценаріях малих платежів.

PayFi та стабільні монети повинні враховувати децентралізацію та регуляторну відповідність. Децентралізований консенсус AptosBFT знижує ризики централізації, в той час як його модульна архітектура підтримує розробників у впровадженні KYC/AML перевірок. Наприклад, емітенти стабільних монет можуть розгортати комплаєнс контракти на Aptos, щоб забезпечити відповідність угод місцевим регламентам, не жертвуючи ефективністю мережі.

Потенціал Aptos у сфері PayFi та стабільних монет полягає в трійці "безпека, ефективність, відповідність". У майбутньому буде продовжено просувати масове використання стабільних монет, створювати мережі міжнародних платежів або співпрацювати з платіжними гігантами для розробки системи розрахунків на базі блокчейну. Висока TPS та низька вартість також можуть підтримувати мікроплатіжні сценарії, такі як миттєві винагороди для творців контенту.

Підсумок: Технологічні відмінності Aptos та майбутнє оповідання

Дизайн Aptos досягає тонкого балансу між продуктивністю та безпекою. Його попереднє сортування пулу пам'яті в поєднанні з оптимістичним паралелізмом Block-STM знижує бар'єри для вузлів і забезпечує високу пропускну спроможність у 160 000 TPS, перевершуючи детерміністичний паралелізм Solana та об'єктний паралелізм Sui. У порівнянні з послідовним виконанням Ethereum, паралельні можливості Aptos забезпечують якісний стрибок; а порівняно з радикальною оптимізацією Solana та Sui, яка відмовляється від пулу пам'яті, Aptos зберігає механізм попереднього сортування, що гарантує стабільність мережі при високих навантаженнях.

Саме на основі цієї комбінації безпеки та продуктивності Aptos демонструє величезний потенціал у наративі RWA та PayFi. У сфері RWA висока пропускна спроможність Aptos підтримує масштабне впровадження активів, нещодавні співпраці з Ondo Finance, Franklin Templeton та Libre вже показали результати. У PayFi та платежах стабільними монетами низька вартість, висока ефективність та відповідність нормам Aptos підтримують мікроплатежі та трансакції через кордон, стаючи потужним кандидатом на "інфраструктуру наступного покоління для платежів".

У майбутньому Aptos зможе за рахунок наративу "мережі вартості, що керується безпекою", з'єднати традиційні фінанси з екосистемою блокчейну, продовжуючи зусилля в сферах RWA та PayFi, створюючи нову архітектуру публічних ланцюгів, що поєднує довіру та масштабованість.

![Глибоке і просте розуміння в одній угоді