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Aptosの革新的な技術解析：楽観的並行処理とメモリープール最適化がRWAとステーブルコイン分野の発展を支援
公開チェーン技術の違いを深く理解する：取引ライフサイクルの視点
異なるパブリックチェーンの技術的特徴を比較することは、観察の視点が異なるために複雑に感じられることがあります。パブリックチェーン間の違いを迅速かつ正確に把握するためには、適切な切り口を選ぶことが重要です。
この記事では、取引のライフサイクルを切り口に、取引が作成されてから最終的な状態更新に至るまでの完全なプロセスを分析します。これには、作成と開始、ブロードキャスト、ソート、実行、状態更新の5つのステップが含まれます。この方法により、パブリックチェーンの設計思想と技術的なトレードオフを明確に示すことができます。この基準をもとに、異なるパブリックチェーンのコア理念を理解し、特定のパブリックチェーン上で市場を引き付けるアプリケーションを開発する方法を探ることができます。
全てのブロックチェーン取引はこの5つのステップを中心に展開されます。本記事ではAptosの独自のデザインを重点的に分析し、EthereumやSolanaと比較します。
Aptos: 楽観的並列 & 高性能設計
Aptosは高性能に重点を置いたパブリックチェーンであり、その取引ライフサイクルはEthereumと似ていますが、独自の楽観的並行実行とメモリプールの最適化により、著しい性能向上を実現しています。Aptos取引ライフサイクルの重要なステップは以下の通りです：
創造と開始
Aptosネットワークは、軽ノード、フルノード、バリデーターで構成されています。ユーザーは軽ノード（ウォレットやアプリなど）を介して取引を開始し、軽ノードは取引を近くのフルノードに転送し、フルノードはそれを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。Ethereumとは異なり、メモリプールは単なるトランザクションバッファではありません。トランザクションがメモリプールに入ると、システムはルール（FIFOまたはGas費用など）に基づいて事前にソートし、後続の並行実行時にトランザクションが衝突しないようにします。この設計は、読み書きのコレクションを事前に宣言する必要がある高いハードウェア要件を回避します。
ソート
AptosはAptosBFTコンセンサスを採用しており、提案者は原則として取引を自由に並べ替えることができません。aip-68は、提案者に遅延した取引を追加する権利を与えます。メモリプールの事前ソートは衝突回避を完了しており、ブロック生成は提案者主導ではなく、バリデーター間の協力に依存しています。
###実行
AptosはBlock-STM技術を使用して楽観的並行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。この方法はマルチコアプロセッサを活用して効率を向上させ、TPSは160,000に達します。
ステータス更新
バリデーターの同期状態は、最終性がチェックポイントによって確認され、EthereumのEpochメカニズムに似ていますが、効率が高いです。
Aptosのコアの利点は、楽観的な並行処理とメモリプールの事前ソートの組み合わせにあり、ノードの性能要件を低減し、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先駆者であり、パブリックチェーン技術の起点です。その取引ライフサイクルは他のパブリックチェーンを理解するための基本的な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
作成と発起：ユーザーはウォレットを通じてリレーネットワークまたはRPCインターフェースを介して取引を発起します。
ブロードキャスト：取引が公開メモリプールに入り、パッケージ化されるのを待っています。
ソート：PoSのアップグレード後、ブロック構築者は利益最大化の原則に従って取引をパッケージ化し、中継層が入札した後、提案者に提出します。
実行：EVMがトランザクションを直列処理し、単一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、最終性を確認するために2つのチェックポイントを通過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。
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アプトスと顕著に異なり、特にメモリプールと実行方法において顕著です。
Solanaの取引ライフサイクル
作成と発起：ユーザーはウォレットを通じて取引を開始します。
ブロードキャスト：公共メモリプールなし、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（履歴の証明）に基づいてブロックをパッケージ化し、ブロック時間はわずか400ミリ秒です。
実行：Sealevel仮想マシンは決定論的な並行実行を採用しており、競合を回避するために事前に読み書き集合を宣言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。
Solanaがメモリプールを使用しない理由は、メモリプールがパフォーマンスのボトルネックになる可能性があるためです。メモリプールがないため、そしてSolana独自のPoHコンセンサスのおかげで、ノードは迅速に取引順序のコンセンサスに達することができ、取引がメモリプールで待機する必要がなく、取引はほぼ即座に成立します。しかし、これはまた、ネットワークが過負荷の際に取引が待機するのではなく、却下される可能性があることを意味し、ユーザーは再提出する必要があります。
比較すると、Aptosの楽観的並行処理は読み書き集合を宣言する必要がなく、ノードの敷居が低いにもかかわらず、TPSはより高い。
並列実行の2つのパス:Aptos vs Solana
取引の実行はブロックの状態の更新を表し、取引の発起指令が最終的な状態に変換されるプロセスです。ノードは取引が成功すると仮定し、そのネットワーク状態への影響を計算します。この計算プロセスが実行です。
ブロックチェーンにおける並行実行とは、マルチコアプロセッサがネットワーク状態を同時に計算するプロセスを指します。現在、市場における並行実行は、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。これら2つの開発方向の違いは、並行取引が衝突しないことをどう確保するかに起因しています。
並行取引依存関係の競合を特定するタイミングは、決定論的並行実行と楽観的並行実行の二つの開発方向の分化を決定します。AptosとSolanaは異なる方向を選択しました：
決定性並行（Solana）：取引をブロードキャストする前に、読取および書込集合を宣言する必要があります。Sealevelエンジンは、宣言に基づいて衝突のない取引を並行処理し、衝突した取引は直列実行されます。利点は効率的であり、欠点はハードウェアの要求が高いことです。
楽観的並行（Aptos）：取引が衝突しないと仮定し、Block-STMが並行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。
例：アカウントAの残高が100で、取引1で70をBに送金し、取引2で50をCに送金します。Solanaは衝突を事前に確認することで順序通りに処理します；Aptosは並行実行を行った後、残高不足が発見された場合、再調整を行います。Aptosの柔軟性は、その拡張性を高めています。
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楽観的並行によるメモリプールでの衝突確認の早期完了
楽観的並行処理の核心思想は、並行処理されたトランザクションが衝突しないと仮定することです。したがって、トランザクションの実行前に、アプリケーション側はトランザクション声明を提出する必要はありません。トランザクションの実行後に検証を行った際に衝突が発見された場合、Block-STMは影響を受けたトランザクションを再実行して一貫性を確保します。
しかし、実際には、取引の依存関係に衝突がないことを事前に確認しない場合、実行時に多くのエラーが発生し、パブリックチェーンの動作が遅くなる可能性があります。したがって、楽観的な並行処理は単に取引に衝突がないと仮定するのではなく、ある段階でリスクを事前に回避することです。この段階が取引のブロードキャスト段階です。
Aptosでは、取引が公共メモリプールに入ると、一定のルール（FIFOやガス料金の高低など）に基づいて事前にソートされ、ブロック内の取引が並行して実行される際に衝突しないようにします。このことから、Aptosの提案者は実際には取引のソート能力を持たず、ネットワーク内にはブロック構築者も存在しません。この取引の事前ソートは、Aptosが楽観的並行処理を実現するための鍵です。Solanaが取引宣言を導入する必要があるのに対し、Aptosはこのメカニズムを必要としないため、ノードのパフォーマンスに対する要求が大幅に低下します。取引の衝突を避けるためのネットワークオーバーヘッドに関して、Aptosのメモリプールの追加がTPSに与える影響は、Solanaが取引宣言を導入するコストよりもはるかに小さいです。そのため、AptosのTPSは160,000に達し、Solanaの倍以上になります。
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セキュリティに基づくストーリーはAptosの発展方向である
RWA ###
RWA分野におけるAptosの利点:
RWA分野におけるAptosの進展:
ステーブルコイン決済
Aptosのステーブルコイン決済分野での利点：
AptosのPayFiとステーブルコイン決済分野における潜在能力：
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まとめ：Aptosの技術的違いと未来の物語
Aptosの設計は、パフォーマンスとセキュリティのバランスを取っています。そのメモリプールの事前ソートは、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ると同時に、160,000 TPSの高いスループットを実現しています。この「安定性を求めつつ迅速さを追求する」という考え方は、Move言語のリソースモデルによって補強され、Aptosにより高いセキュリティを与えています。
AptosはRWAとPayFiの物語の中で巨大な潜在能力を示しています。RWA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、多くの金融機関と提携しています。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、コンプライアンスはマイクロペイメントとクロスボーダー決済をサポートします。
未来、Aptosは「安全駆動の価値ネットワーク」というストーリーを通じて、従来の金融とブロックチェーンエコシステムをつなぎ、RWAおよびPayFi分野での取り組みを継続し、信頼性と拡張性を兼ね備えた新たなパブリックチェーンの構造を構築します。
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