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Analyse approfondie de la technologie de la blockchain Aptos : l'optimisme parallèle et l'optimisation du pool de mémoire conduisent à de nouveaux sommets de performance
Comparaison des technologies de chaînes publiques sous l'angle du cycle de vie des transactions
Comparer les caractéristiques techniques de différentes blockchains peut sembler obscur et difficile à comprendre en raison de perspectives d'observation différentes. Pour comprendre rapidement et précisément la différence entre Aptos et d'autres blockchains, nous pouvons choisir le cycle de vie des transactions comme point d'entrée. En analysant les étapes complètes d'une transaction, de sa création à sa mise à jour finale, y compris la création et l'initiation, la diffusion, le tri, l'exécution et la mise à jour de l'état, nous pouvons saisir clairement les idées de conception et les choix techniques de chaque blockchain.
Cet article se concentrera sur Aptos, en analysant son design unique et en le comparant aux différences clés avec Ethereum et Solana.
Aptos : Conception optimiste et parallèle à haute performance
Aptos est une blockchain publique axée sur la haute performance, dont le cycle de vie des transactions est similaire à celui d'Ethereum, mais qui réalise des améliorations de performance significatives grâce à une exécution parallèle optimiste unique et une optimisation des pools de mémoire.
Création et lancement
Le réseau Aptos est composé de nœuds légers, de nœuds complets et de validateurs. Les utilisateurs initient des transactions via des nœuds légers (comme des portefeuilles ou des applications), qui transmettent les transactions aux nœuds complets à proximité, et les nœuds complets les synchronisent ensuite aux validateurs.
diffusion
Aptos conserve le pool de mémoire, mais il n'est pas partagé entre les pools de mémoire après QuorumStore. Contrairement à Ethereum, son pool de mémoire n'est pas seulement un tampon de transactions. Une fois qu'une transaction entre dans le pool de mémoire, le système effectue un pré-tri en fonction de règles (comme FIFO ou les frais de Gas) pour s'assurer qu'il n'y a pas de conflits lors de l'exécution parallèle ultérieure. Ce design évite les exigences matérielles élevées liées à la déclaration préalable des ensembles de lecture et d'écriture.
tri
Aptos utilise le consensus AptosBFT, selon lequel le proposeur ne peut généralement pas trier librement les transactions. L'aip-68 accorde au proposeur le droit supplémentaire d'ajouter des transactions retardées. Le pré-tri dans le pool de mémoire a été effectué à l'avance pour éviter les conflits, et la génération de blocs dépend davantage de la coopération entre les validateurs que de la domination du proposeur.
Exécuter
Aptos utilise la technologie Block-STM pour réaliser une exécution parallèle optimiste. Les transactions sont supposées sans conflit et traitées simultanément. Si un conflit est découvert après l'exécution, les transactions affectées seront réexécutées. Cette méthode utilise des processeurs multicœurs pour améliorer l'efficacité, avec un TPS pouvant atteindre 160 000.
mise à jour de l'état
État de synchronisation des validateurs, finalité confirmée par des points de contrôle, similaire au mécanisme Epoch d'Ethereum, mais avec une efficacité supérieure.
L'avantage principal d'Aptos réside dans la combinaison de l'exécution parallèle optimiste et du pré-tri du pool de mémoire, ce qui réduit les exigences de performance des nœuds tout en augmentant considérablement le débit.
Ethereum : Référence pour l'exécution en série
Ethereum, en tant que pionnier des contrats intelligents, est le point de départ de la technologie des chaînes publiques, et son cycle de vie des transactions fournit un cadre de base pour comprendre Aptos.
Cycle de vie des transactions Ethereum
L'exécution séquentielle d'Ethereum et la conception de son pool de mémoire limitent les performances, avec un temps de bloc de 12 secondes/par slot et un TPS relativement bas. En revanche, Aptos a réalisé un bond qualitatif grâce à l'exécution parallèle et à l'optimisation du pool de mémoire.
Solana : optimisation extrême avec parallélisme déterministe
Solana est réputé pour sa haute performance, et son cycle de vie des transactions diffère considérablement de celui d'Aptos, notamment en ce qui concerne le pool de mémoire et la manière d'exécuter.
Cycle de vie des transactions Solana
La raison pour laquelle Solana n'utilise pas de mémoire tampon est que celle-ci pourrait devenir un goulot d'étranglement en termes de performance. En l'absence de mémoire tampon, et grâce au consensus PoH unique de Solana, les nœuds peuvent rapidement parvenir à un consensus sur l'ordre des transactions, évitant ainsi la nécessité d'attendre dans la mémoire tampon, permettant aux transactions d'être presque instantanément exécutées. Cependant, cela signifie également qu'en cas de surcharge du réseau, les transactions peuvent être rejetées plutôt qu'attendues, et les utilisateurs doivent les soumettre à nouveau.
En comparaison, l'exécution parallèle optimiste d'Aptos ne nécessite pas de déclaration de collections de lecture/écriture, le seuil pour les nœuds est plus bas, mais le TPS est plus élevé.
Deux voies d'exécution parallèle : Aptos vs Solana
L'exécution des transactions représente la mise à jour de l'état du bloc, c'est le processus de transformation des instructions de lancement de transaction en un état final. L'exécution parallèle fait référence au processus de calcul simultané de l'état du réseau par des processeurs multicœurs. Actuellement, dans le marché, l'exécution parallèle se divise en deux modes : l'exécution parallèle déterministe et l'exécution parallèle optimiste.
Exécution parallèle déterministe (Solana) : avant de diffuser des transactions, il est nécessaire de déclarer un ensemble de lecture/écriture. Le moteur Sealevel traite en parallèle les transactions sans conflit en fonction de la déclaration, tandis que les transactions en conflit sont exécutées de manière séquentielle. L'avantage est l'efficacité, l'inconvénient est des exigences matérielles élevées.
Optimisme parallèle (Aptos) : Supposons qu'il n'y ait pas de conflit de transactions, Block-STM exécute en parallèle et vérifie ensuite. S'il y a un conflit, un nouvel essai est effectué. Le pré-tri du pool de mémoire réduit le risque de conflit, allégeant ainsi la charge des nœuds.
Confirmation des conflits anticipée par le biais de la mémoire tampon optimiste
L'optimisme parallèle d'Aptos ne repose pas simplement sur l'hypothèse qu'il n'y a pas de conflits entre les transactions, mais qu'il évite les risques à l'avance lors de la phase de diffusion des transactions. Une fois qu'une transaction entre dans le pool de mémoire publique, elle est pré-triée selon certaines règles pour garantir qu'il n'y aura pas de conflits lors de l'exécution parallèle des transactions dans un même bloc. Ce pré-tri des transactions est la clé de la mise en œuvre de l'optimisme parallèle par Aptos, réduisant considérablement les exigences de performance des nœuds tout en garantissant un TPS élevé.
La narration basée sur la sécurité est la direction de développement d'Aptos
RWA (actifs du monde réel)
Les avantages d'Aptos dans le domaine des RWA :
Progrès d'Aptos dans le domaine des RWA :
Paiement en stablecoin
Les avantages d'Aptos dans le domaine des paiements en stablecoins :
Les directions potentielles de développement d'Aptos dans le futur :
Résumé : Les différences technologiques d'Aptos et le récit futur
Aptos intègre des considérations de sécurité et d'efficacité à chaque étape du cycle de transaction. Son prétri de mémoire tampon associé à la parallélisation optimiste de Block-STM réduit le seuil d'entrée des nœuds tout en réalisant un haut débit. Comparé à l'efficacité robuste et inefficace d'Ethereum et au haut seuil de performance de Solana, Aptos a réussi à trouver un équilibre subtil entre performance et sécurité.
Aptos montre un potentiel énorme dans les domaines de RWA et de PayFi. Dans le domaine de RWA, il a collaboré avec plusieurs institutions financières pour promouvoir l'intégration des actifs sur la blockchain. Dans le domaine des paiements PayFi et des stablecoins, son faible coût, son efficacité élevée et sa conformité soutiennent une variété de scénarios d'application.
À l'avenir, Aptos pourra, grâce à son récit de "réseau de valeur axé sur la sécurité", connecter la finance traditionnelle et l'écosystème blockchain, tout en continuant à se concentrer sur les domaines des RWA et de PayFi, afin de construire un nouveau schéma de blockchain publique alliant confiance et extensibilité.