Comparación de tecnologías de cadenas públicas desde la perspectiva del ciclo de vida de las transacciones

Comparar las características técnicas de diferentes cadenas de bloques puede parecer confuso y difícil de entender debido a las distintas perspectivas de observación. Para entender rápida y correctamente las diferencias entre Aptos y otras cadenas de bloques, podemos elegir el ciclo de vida de la transacción como punto de entrada. Al analizar los pasos completos de una transacción desde su creación hasta la actualización del estado final, incluyendo la creación e iniciación, la transmisión, la ordenación, la ejecución y la actualización del estado, podemos captar claramente el enfoque de diseño y las decisiones técnicas de cada cadena de bloques.

Este artículo se centrará en Aptos, analizando su diseño único y comparándolo con las diferencias clave entre Ethereum y Solana.

Aptos: diseño optimista y de alto rendimiento en paralelo

Aptos es una blockchain pública centrada en el alto rendimiento, cuyo ciclo de vida de transacciones es similar al de Ethereum, pero ha logrado mejoras significativas en el rendimiento a través de una ejecución optimista en paralelo y optimización de la memoria.

Crear y lanzar

La red Aptos está compuesta por nodos ligeros, nodos completos y validadores. Los usuarios inician transacciones a través de nodos ligeros (como billeteras o aplicaciones), los nodos ligeros reenvían las transacciones a nodos completos cercanos, y los nodos completos luego sincronizan con los validadores.

transmisión

Aptos mantiene el pool de memoria, pero no se comparte entre los pools de memoria después de QuorumStore. A diferencia de Ethereum, su pool de memoria no es solo un buffer de transacciones. Una vez que la transacción entra en el pool de memoria, el sistema realiza una preordenación según las reglas (como FIFO o tarifas de Gas), asegurando que no haya conflictos en las transacciones durante la ejecución paralela posterior. Este diseño evita la alta demanda de hardware que requiere declarar previamente los conjuntos de lectura y escritura.

orden

Aptos utiliza el consenso AptosBFT, y el proponente no puede reordenar libremente las transacciones. Aip-68 otorga al proponente el derecho adicional de rellenar las transacciones retrasadas. La preordenación del grupo de memoria se ha completado para evitar conflictos, y la generación de bloques depende más de la colaboración entre validadores, en lugar de estar dominada por el proponente.

ejecutar

Aptos utiliza la tecnología Block-STM para lograr una ejecución paralela optimista. Las transacciones se asumen sin conflictos y se procesan simultáneamente; si se detecta un conflicto después de la ejecución, las transacciones afectadas se volverán a ejecutar. Este enfoque aprovecha los procesadores multinúcleo para mejorar la eficiencia, alcanzando un TPS de hasta 160,000.

actualización de estado

Estado de sincronización del validador, la finalización se confirma a través de puntos de control, similar al mecanismo de Epoch de Ethereum, pero con mayor eficiencia.

La ventaja clave de Aptos radica en la combinación de la paralelización optimista y la preordenación del pool de memoria, lo que reduce la demanda de rendimiento de los nodos y aumenta significativamente el rendimiento.

Ethereum: Referencia de ejecución en serie

Ethereum, como pionero de los contratos inteligentes, es el punto de origen de la tecnología de cadena pública, y su ciclo de vida de transacciones proporciona un marco básico para entender Aptos.

Ciclo de vida de la transacción de Ethereum

• Creación e inicio: el usuario inicia la transacción a través de la billetera mediante un gateway de retransmisión o interfaz RPC.
• Broadcast: la transacción entra en el pool de memoria público, esperando ser empaquetada.
• Ordenación: Tras la actualización de PoS, los constructores de bloques empaquetan las transacciones según el principio de maximización de beneficios y las envían a los proponentes después de una subasta en la capa de retransmisión.
• Ejecución: EVM procesa las transacciones en serie, actualizando el estado en un solo hilo.
• Actualización de estado: el bloque debe ser confirmado por dos puntos de control para su finalización.

La ejecución en serie de Ethereum y el diseño de la memoria en la piscina limitan el rendimiento, con un tiempo de bloque de 12 segundos/slot y un TPS bajo. En comparación, Aptos ha logrado un salto cualitativo mediante la ejecución en paralelo y la optimización de la memoria en la piscina.

Solana: Optimización extrema de paralelismo determinista

Solana es conocida por su alto rendimiento, y su ciclo de vida de las transacciones difiere significativamente del de Aptos, especialmente en lo que respecta a la memoria y la forma de ejecución.

Ciclo de vida de las transacciones de Solana

• Crear e iniciar: los usuarios inician transacciones a través de la billetera.
• Transmisión: Sin memoria pública, las transacciones se envían directamente a los proponentes actuales y a los dos siguientes.
• Ordenación: Los proponentes empaquetan bloques basados en PoH (Prueba de Historia), el tiempo del bloque es de solo 400 milisegundos.
• Ejecución: La máquina virtual Sealevel utiliza ejecución paralela determinista, y se debe declarar previamente el conjunto de lectura y escritura para evitar conflictos.
• Actualización de estado: confirmación rápida del consenso BFT.

La razón por la que Solana no utiliza un pool de memoria es que este podría convertirse en un cuello de botella de rendimiento. Debido a la ausencia de un pool de memoria y al consenso PoH único de Solana, los nodos pueden alcanzar rápidamente un consenso sobre el orden de las transacciones, evitando la necesidad de que las transacciones se pongan en cola en el pool de memoria, lo que permite que las transacciones se completen casi de inmediato. Sin embargo, esto también significa que en caso de sobrecarga de la red, las transacciones pueden ser descartadas en lugar de esperar, lo que obliga a los usuarios a volver a enviar.

En comparación, el paralelismo optimista de Aptos no requiere declarar conjuntos de lectura y escritura, el umbral de nodos es más bajo, pero el TPS es más alto.

Dos caminos de ejecución paralela: Aptos vs Solana

La ejecución de transacciones representa la actualización del estado del bloque, y es el proceso mediante el cual las instrucciones de inicio de transacción se convierten en un estado definitivo. La ejecución paralela se refiere al proceso en el que múltiples núcleos de procesadores calculan el estado de la red simultáneamente. En el mercado actual, la ejecución paralela se divide en dos tipos: ejecución paralela determinista y ejecución paralela optimista.

• Paralelismo determinista (Solana): Antes de la difusión de la transacción, se debe declarar el conjunto de lectura y escritura. El motor Sealevel procesa en paralelo las transacciones sin conflictos según la declaración, mientras que las transacciones en conflicto se ejecutan de forma secuencial. La ventaja es la eficiencia, y la desventaja son los altos requisitos de hardware.

• Optimismo en paralelo (Aptos): Asumiendo que no hay conflictos en las transacciones, Block-STM ejecuta en paralelo y luego verifica; si hay un conflicto, se vuelve a intentar. La preordenación del pool de memoria reduce el riesgo de conflictos y aligera la carga de los nodos.

La confirmación de conflictos se completa anticipadamente a través del pool de memoria en paralelo optimista.

La paralelización optimista de Aptos no se basa simplemente en suponer que las transacciones no tienen conflictos, sino que evita riesgos en la fase de transmisión de transacciones. Una vez que las transacciones ingresan al pool de memoria pública, se preordenan según ciertas reglas para asegurar que las transacciones dentro de un bloque no entren en conflicto durante la ejecución paralela. Esta preordenación de transacciones es clave para que Aptos logre una paralelización optimista, reduciendo significativamente los requisitos de rendimiento de los nodos, al tiempo que garantiza un alto TPS.

La narrativa basada en la seguridad es la dirección de desarrollo de Aptos

RWA (activos del mundo real)

Las ventajas de Aptos en el campo de RWA:

• Block-STM procesa en paralelo múltiples transacciones de transferencia de activos, evitando retrasos en la confirmación de derechos.
• La preordenación del pool de memoria asegura que las transacciones se ejecuten en orden, manteniendo la fiabilidad de los registros de activos.
• El lenguaje Move soporta contratos inteligentes complejos, adecuado para el desarrollo de aplicaciones RWA.

Avances de Aptos en el ámbito de RWA:

• En julio de 2024, se introduce el USDY de Ondo Finance
• En octubre de 2024, Franklin Templeton lanzará el token BENJI.
• Colaborar con Libre para promover la tokenización de valores

Pago de moneda estable

Las ventajas de Aptos en el ámbito de los pagos con stablecoins:

• El modelo de recursos de Move previene el doble gasto
• Tarifas de Gas bajas son adecuadas para escenarios de pagos pequeños
• La preordenación del pool de memoria y Block-STM garantizan la estabilidad y baja latencia de las transacciones de pago
• AptosBFT consensus reduce el riesgo de centralización
• La arquitectura modular admite la integración de verificaciones KYC/AML

Direcciones de desarrollo posibles para Aptos en el futuro:

• Impulsar la adopción masiva de las stablecoins
• Crear una red de pagos transfronterizos
• Sistema de liquidación en la cadena de bloques
• Soporte para escenarios de micropagos

Resumen: Las diferencias técnicas de Aptos y la narrativa futura

Aptos ha integrado consideraciones de seguridad y eficiencia en cada etapa del ciclo de vida de las transacciones. Su preordenamiento del grupo de memoria, combinado con la paralelización optimista de Block-STM, reduce la barrera de entrada para los nodos y logra un alto rendimiento. En comparación con la robustez ineficiente de Ethereum y el alto rendimiento con alta barrera de entrada de Solana, Aptos ha logrado un equilibrio ingenioso entre rendimiento y seguridad.

Aptos muestra un gran potencial en los campos de RWA y PayFi. En el ámbito de RWA, ha colaborado con varias instituciones financieras para promover la tokenización de activos. En el área de PayFi y pagos con stablecoins, su bajo costo, alta eficiencia y cumplimiento normativo respaldan una variedad de escenarios de aplicación.

En el futuro, Aptos podrá conectar las finanzas tradicionales con el ecosistema blockchain a través de la narrativa de "red de valor impulsada por la seguridad", continuando su impulso en los campos de RWA y PayFi, y construyendo un nuevo patrón de cadena pública que combine confianza y escalabilidad.