Глубокий анализ жизненного цикла транзакций: технические различия между Ethereum, Solana и Aptos

Сравнение технических различий между различными публичными цепочками может показаться скучным из-за разных углов обзора. Для быстрого и точного понимания различий между Aptos и другими публичными цепочками крайне важно выбрать подходящую точку входа. В данной статье будет проведен анализ полного процесса жизненного цикла транзакции, начиная с создания и инициирования, затем передача, сортировка, выполнение и обновление состояния, чтобы понять концепцию дизайна и технические компромиссы каждой публичной цепочки.

Все транзакции в блокчейне разворачиваются вокруг этих пяти шагов. В этой статье будет сосредоточено внимание на Aptos, его уникальном дизайне, а также будут сравниваться ключевые различия между Ethereum и Solana.

Aptos: Оптимистичное параллельное выполнение и высокопроизводительный дизайн

Aptos — это высокопроизводительная публичная цепочка, жизненный цикл транзакций которой похож на Ethereum, но благодаря уникальному оптимистичному параллельному выполнению и оптимизации пула памяти достигается значительное улучшение. Вот ключевые этапы жизненного цикла транзакций на Aptos:

Создание и инициирование

Сеть Aptos состоит из легких узлов, полных узлов и валидаторов. Пользователи инициируют транзакции через легкие узлы (, такие как кошельки или приложения ), легкие узлы пересылают транзакции ближайшим полным узлам, полные узлы затем синхронизируются с валидаторами.

广ос

Aptos сохранил пул памяти, однако после QuorumStore пулы памяти не делятся. В отличие от Ethereum, его пул памяти не просто буфер для транзакций. После того как транзакция попадает в пул памяти, система выполняет предварительную сортировку по правилам (, таким как FIFO или газовые сборы ), чтобы гарантировать отсутствие конфликтов при последующем параллельном выполнении транзакций. Эта конструкция избегает высоких аппаратных требований, которые необходимо заранее объявить для чтения и записи на Solana.

сортировка

Aptos использует консенсус AptosBFT, при этом предлагающий в принципе не может свободно упорядочивать транзакции, aip-68 предоставляет предлагающему дополнительные права заполнять задержанные транзакции. Предварительная сортировка в памяти завершена для избежания конфликтов, создание блока больше зависит от сотрудничества между валидаторами, а не от доминирования предлагающего.

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 состояния

Состояние синхронизации валидатора, финальность подтверждается контрольной точкой, аналогично механизму Epoch в Ethereum, но с большей эффективностью.

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

Ethereum: Бенчмарк последовательного выполнения

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

Жизненный цикл транзакций Ethereum

• Создание и инициирование: Пользователь инициирует транзакцию через кошелек с использованием релейного шлюза или RPC-интерфейса.

• Трансляция: сделка попала в общую память и ждет упаковки.

• Сортировка: После обновления PoS строители блоков упаковывают транзакции в соответствии с принципом максимизации прибыли, после чего они подают их предложителю после торгов на релейном уровне.

• Выполнение: EVM последовательная обработка транзакций, однопоточное обновление состояния.

• Обновление статуса: блок должен быть подтвержден через две контрольные точки для окончательности.

Производительность Ethereum ограничивается последовательным выполнением и дизайном памяти, время блока составляет 12 секунд на слот, а TPS низкий. В отличие от этого, Aptos добился качественного прорыва благодаря параллельному выполнению и оптимизации памяти.

Solana: предельная оптимизация с детерминированным параллелизмом

Solana известен высокой производительностью, его жизненный цикл сделки значительно отличается от Aptos, особенно в области пула памяти и способов выполнения.

Жизненный цикл транзакции Solana

• Создание и инициирование: пользователи инициируют транзакции через кошелек.

• Трансляция: нет общего пула памяти, транзакции отправляются напрямую текущему и двум следующим предложителям.

• Сортировка: Предложение основано на PoH(Proof of History) упаковывает блоки, время блока 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 консенсуса BFT.

Причина, по которой Solana не использует пул памяти, заключается в том, что пул памяти может стать узким местом в производительности. Из-за отсутствия пула памяти и уникального консенсуса PoH в Solana, узлы могут быстро достигать консенсуса по порядку транзакций, избегая необходимости ставить транзакции в очередь в пуле памяти, что позволяет практически мгновенно завершать транзакции. Однако это также означает, что при перегрузке сети транзакции могут быть отброшены, а не ждать, и пользователям придется повторно отправлять их.

В сравнении с этим, оптимистичная параллель Aptos не требует декларации наборов чтения и записи, порог для узлов ниже, а TPS выше.

Два пути параллельного выполнения: Aptos против Solana

Исполнение транзакции представляет собой обновление состояния блока и является процессом преобразования команды на инициирование транзакции в состояние с окончательностью. Как понять это изменение? Узлы предполагают, что транзакция успешна, и вычисляют ее влияние на состояние сети, этот процесс вычисления и есть исполнение.

Таким образом, параллельное выполнение в блокчейне относится к процессу одновременного вычисления состояния сети с использованием многопроцессорной обработки. В текущем рынке параллельное выполнение делится на два типа: детерминированное параллельное выполнение и оптимистичное параллельное выполнение. Различия между этими двумя направлениями разработки коренятся в том, как обеспечить отсутствие конфликтов между параллельными транзакциями - то есть, существуют ли зависимости между транзакциями.

Таким образом, можно увидеть, что момент определения конфликтов зависимостей параллельных транзакций в жизненном цикле транзакций ---- определяет дифференциацию двух направлений разработки: детерминированное параллельное выполнение и оптимистичное параллельное выполнение. Aptos и Solana выбрали разные направления:

• Детерминированное параллельное ( Solana ): перед трансакцией необходимо заявить о наборах чтения и записи, движок Sealevel обрабатывает безконфликтные транзакции параллельно согласно заявлению, конфликтующие транзакции выполняются последовательно. Преимущества - высокая эффективность, недостатки - высокие требования к оборудованию.

• Оптимистичная параллельность ( Aptos ): предполагая отсутствие конфликтов в транзакциях, Block-STM выполняет параллельную проверку, и в случае конфликта повторяет попытку. Предварительная сортировка в памяти снижает риск конфликтов, облегчая нагрузку на узлы.

Пример: Баланс счета A 100, транзакция 1 переводит 70 на счет B, транзакция 2 переводит 50 на счет C. Solana заранее подтверждает конфликты через объявления и обрабатывает их по порядку; Aptos, если обнаруживает недостаток баланса после параллельного выполнения, корректирует его. Гибкость Aptos делает его более масштабируемым.

Оптимистичное параллельное подтверждение конфликтов через пул памяти

Основная идея оптимистичного параллелизма заключается в предположении, что параллельно обрабатываемые транзакции не будут конфликтовать, поэтому на стороне приложения перед выполнением транзакций не нужно отправлять заявление о транзакциях. Если при верификации после выполнения транзакции выявляется конфликт, Block-STM повторно выполнит затронутые транзакции для обеспечения согласованности.

Однако на практике, если заранее не подтвердить, есть ли конфликты в зависимостях транзакций, то при реальном выполнении может возникнуть множество ошибок, что приведет к задержкам в работе публичной цепи. Таким образом, оптимистичное параллельное выполнение не просто предполагает отсутствие конфликтов в транзакциях, а на определенном этапе заранее избегает рисков, и этот этап — этап трансляции транзакций.

На Aptos, после того как транзакции попадают в общую память, они предварительно сортируются по определенным правилам (, таким как FIFO и уровень газовых сборов ), чтобы гарантировать, что транзакции в одном блоке не конфликтуют при параллельном выполнении. Из этого видно, что предложители Aptos на самом деле не обладают способностью сортировки транзакций, и в сети нет строителей блоков. Эта предварительная сортировка транзакций является ключом к оптимистичному параллелизму Aptos. В отличие от Solana, которая требует введения декларации транзакций, Aptos в этом не нуждается, что значительно снижает требования к производительности узлов. Что касается сетевых затрат на обеспечение отсутствия конфликтов транзакций, влияние добавления памяти на TPS в Aptos гораздо меньше, чем стоимость введения деклараций транзакций в Solana. Поэтому TPS Aptos может достигать 160 000, что более чем в два раза превышает Solana. Влияние предварительной сортировки транзакций усложняет захват MEV на Aptos, что имеет свои плюсы и минусы для пользователей, о чем здесь не будет подробно рассматриваться.

Нарратив, основанный на безопасности, является направлением развития Aptos

RWA

Aptos активно продвигает токенизацию реальных активов и решения для институционального финансового сектора. В отличие от Ethereum, Block-STM Aptos может параллельно обрабатывать несколько транзакций по перемещению активов, избегая задержек в подтверждении прав из-за перегрузки сети. На некоторых публичных блокчейнах, несмотря на быструю скорость транзакций, отсутствие дизайна пула памяти может привести к потере транзакций в условиях перегрузки сети, что влияет на стабильность подтверждения прав на RWA. Предварительная сортировка пула памяти Aptos обеспечивает последовательное выполнение транзакций, даже в пиковые часы, что позволяет поддерживать надежность записей активов. RWA требует сложной поддержки смарт-контрактов, таких как разделение активов, распределение доходов и проверка соблюдения норм. Модульный дизайн и безопасность языка Move позволяют разработчикам легче создавать надежные приложения для RWA. В отличие от этого, языки программирования других публичных блокчейнов могут иметь сложности и риски уязвимостей, повышая затраты на разработку. Экологическая дружелюбность Aptos, вероятно, привлечет больше проектов RWA, создавая положительный цикл. Потенциал Aptos в области RWA заключается в сочетании безопасности и производительности. В будущем он может сосредоточиться на сотрудничестве с традиционными финансовыми учреждениями, чтобы токенизировать высокоценные активы, такие как облигации и акции, используя язык Move для создания стандартов токенизации с высокой степенью соблюдения норм. Эта нарратив "безопасность + эффективность" позволит Aptos выделиться на рынке RWA.

В июле 2024 года Aptos официально объявил о введении USDY от одной финансовой организации в экосистему, а также о его интеграции на основных DEX и в кредитные приложения. По состоянию на 10 марта, рыночная капитализация USDY на Aptos составила около 15 миллионов долларов, что составляет около 2,5% от общей рыночной капитализации USDY. В октябре 2024 года Aptos объявил, что одна компания по управлению активами запустила на сети Aptos фонд денежного рынка США, представленный токеном BENJI (FOBXX). Кроме того, Aptos сотрудничает с одной компанией для продвижения токенизации ценных бумаг, переводя инвестиционные фонды нескольких инвестиционных учреждений на блокчейн, что усиливает доступ институциональных инвесторов.

платежи в стейблкоинах

Платежи с использованием стейблкоинов требуют обеспечения окончательности транзакций и безопасности активов. Язык Move от Aptos предотвращает двойные траты с помощью ресурсной модели, гарантируя точность каждой транзакции со стейблкоином. Например, когда пользователь оплачивает с помощью USDC на Aptos, статус транзакции обновляется с жесткой защитой, что предотвращает потерю средств из-за уязвимостей в контрактах. Кроме того, низкие комиссии за газ Aptos ( обусловлены высокой пропускной способностью (TPS), что делает его конкурентоспособным в сценариях мелких платежей. Высокие комиссии за газ на некоторых публичных блокчейнах ограничивают их платежные приложения, в то время как другие публичные блокчейны имеют низкие затраты, но риск отказа транзакций в условиях перегрузки сети может повлиять на пользовательский опыт. Предварительная сортировка в пуле памяти Aptos и Block-STM обеспечивают стабильность и низкую задержку платежных транзакций.

PayFi и платежи в стейблкоинах должны учитывать как децентрализацию, так и соблюдение нормативных требований. Децентрализованный консенсус AptosBFT снижает риски централизации, в то время как его модульная архитектура поддерживает внедрение KYC/AML-проверок разработчиками. Например, эмитент стейблкоина может развернуть комплайенс-контракт на Aptos, чтобы гарантировать соответствие транзакций местным нормативам, не жертвуя эффективностью сети. Это является преимуществом по сравнению с централизованными релейными моделями некоторых публичных блокчейнов и компенсирует потенциальные недостатки соблюдения нормативных требований, которые могут возникнуть из-за доминирования других публичных блокчейнов. Сбалансированный дизайн Aptos делает его более подходящим для входа финансовых учреждений.

Потенциал Aptos в области PayFi и платежей на основе стабильных монет заключается в триединстве "безопасность, эффективность, соответствие". В будущем будет продолжаться продвижение массового внедрения стабильных монет, создание сети трансакционных платежей или сотрудничество с платежными гигантами для разработки систем расчетов на блокчейне. Высокая пропускная способность и низкие затраты также поддержат сценарии микроплатежей, такие как моментальные вознаграждения для создателей контента. Наратив Aptos может сосредоточиться на "инфраструктуре платежей следующего поколения", привлекая двусторонний поток от бизнеса и пользователей.

![Глубокое понимание основных различий между Ethereum, Solana и Aptos в жизненном цикле одной транзакции])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-99c993e92d55b0fc27ffb530d2bce05b.webp(

Преимущества Aptos в области безопасности----предварительная сортировка в пуле памяти, Block-STM, AptosBFT и язык Move----не только повышают устойчивость к атакам, но и закладывают надежную основу для нарративов RWA и PayFi. В области RWA его высокая безопасность и пропускная способность поддерживают токенизацию активов и масштабные сделки; в PayFi и стейблах