Aptos公链技術深析:楽観的並行とメモリープール最適化が性能の新たな高みをリードする

取引ライフサイクルの視点からのパブリックチェーン技術の比較

異なるパブリックチェーンの技術的特性を比較することは、観察の視点によっては難解に見えることがあります。Aptosと他のパブリックチェーンの違いを迅速かつ正確に理解するために、取引のライフサイクルを切り口として選択することができます。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ステップを分析することで、作成と発起、ブロードキャスト、ソート、実行、状態更新を含め、各パブリックチェーンの設計思想と技術的妥協を明確に把握することができます。

この記事では、Aptosを中心にその独自の設計を分析し、EthereumやSolanaとの重要な違いを比較します。

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、そのトランザクションライフサイクルはイーサリアムに似ていますが、独自の楽観的並列実行とメモリプールの最適化により、著しいパフォーマンスの向上が実現されています。

創造と開始

Aptosネットワークは、ライトノード、フルノード、バリデーターで構成されています。ユーザーはライトノード(ウォレットやアプリなど)を通じて取引を開始し、ライトノードは取引を近くのフルノードに転送し、フルノードはさらに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の後はメモリプール間で共有されません。イーサリアムとは異なり、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やガス料金など)に基づいて事前にソートし、後続の並列実行時にトランザクションの衝突がないことを保証します。この設計により、事前に読み書き集合を宣言する必要がある高いハードウェア要件を回避しています。

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順序付けることができず、aip-68は提案者に遅延取引を追加する権利を付与します。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の主導よりも、検証者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な並行実行を実現しています。トランザクションは無衝突であると仮定され、同時に処理されますが、実行後に衝突が発見された場合、影響を受けたトランザクションは再実行されます。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、最終性は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、より効率的です。

Aptosのコアの利点は、楽観的並列処理とメモリプールの事前ソートの組み合わせにあり、ノードのパフォーマンス要件を低下させると同時に、スループットを大幅に向上させます。

取引のライフサイクルにおけるイーサリアム、ソラナ、アプトスの主な違いをわかりやすく理解する

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創始者であり、パブリックチェーン技術の原点であり、その取引ライフサイクルはAptosを理解するための基礎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

  • 作成と開始:ユーザーはウォレットを介して中継ゲートウェイまたはRPCインターフェイスを通じて取引を開始します。
  • ブロードキャスト:取引は公共メモリプールに入り、パッキングを待っています。
  • ソート:PoSアップグレード後、ブロックビルダーは利益最大化の原則に従ってトランザクションをパッケージ化し、中継層で入札した後に提案者に提出します。
  • 実行:EVMはトランザクションをシリアル処理し、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は並行実行とメモリプールの最適化により質的な飛躍を実現しました。

取引のライフサイクルにおけるイーサリアム、ソラナ、アプトスの主な違いをわかりやすく理解する

Solana: 決定論的並列処理のための極限最適化

Solanaは高性能で知られており、その取引ライフサイクルはAptosと大きく異なり、特にメモリプールと実行方法において顕著です。

Solana取引ライフサイクル

  • 作成と開始: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(Proof of History)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、競合を避け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からです。メモリプールがないことと、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を達成でき、取引がメモリプールで待機する必要がなく、ほぼ即座に取引が成立します。ただし、これは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、破棄される可能性があることを意味し、ユーザーは再送信する必要があります。

対照的に、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はより高いです。

! トランザクションのライフサイクルにおけるイーサリアム、ソラナ、アプトスの主な違いを簡単に理解する

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、取引を開始する指示が最終的な状態に変換されるプロセスです。並行実行は、マルチコアプロセッサがネットワークの状態を同時に計算するプロセスを指します。現在の市場では、並行実行は決定性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。

  • 決定的並行(Solana):取引をブロードキャストする前に、読み取りおよび書き込みの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、衝突する取引は逐次実行します。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が並行して実行された後に検証を行います。衝突があった場合は再試行します。メモリプールの事前ソートにより衝突リスクが低下し、ノードの負担が軽減されます。

取引のライフサイクルにおけるイーサリアム、ソラナ、アプトスの主な違いを分かりやすく理解する

楽観的な並行処理がメモリプールを通じて衝突確認を先行して完了する

Aptosの楽観的並列は単に取引の衝突がないと仮定するのではなく、取引のブロードキャスト段階でリスクを事前に回避しています。取引が公共メモリプールに入ると、一定のルールに基づいて予備ソートが行われ、1つの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ことが保証されます。この取引の予備ソートがAptosの楽観的並列を実現する鍵であり、ノードの性能に対する要求を大幅に低下させつつ、高いTPSを保証します。

セキュリティに基づくストーリーはAptosの発展方向です

RWA(リアルワールドアセット)

RWA分野におけるAptosの利点:

  • Block-STMは、複数の資産譲渡取引を並行して処理し、権利確認の遅延を回避します
  • メモリプールのプレソートにより、トランザクションが順序通りに実行され、資産記録の信頼性が維持されます。
  • Move言語は複雑なスマートコントラクトをサポートし、RWAアプリケーションの開発に適しています

RWAに関するAptosの進捗状況:

  • 2024年7月、Ondo FinanceのUSDYが導入される
  • 2024年10月、フランクリン・テンプルトンがBENJIトークンを発表
  • Libreと協力して証券のトークン化を推進する

ステーブルコイン決済

Aptosのステーブルコイン決済分野における利点:

  • Move言語リソースモデルは二重支払いを防止します
  • 低いガス料金は少額支払いのシーンに適しています
  • メモリプールの事前ソートとBlock-STMは、支払い取引の安定性と低遅延を保証します。
  • AptosBFTコンセンサスは中央集権リスクを低減します
  • モジュール式アーキテクチャはKYC/AMLチェックの埋め込みをサポートします

Aptosの将来の方向性の可能性:

  • ステーブルコインの大規模導入を促進する
  • クロスボーダー決済ネットワークを構築する
  • ブロックチェーン上の決済システムを開発する
  • マイクロペイメントシーンをサポート

サマリー:Aptosの技術的差異と未来のストーリー

Aptosは、取引ライフサイクルの各段階において、安全性と効率性を考慮しています。そのメモリプールの事前ソートは、Block-STMの楽観的並行処理と組み合わさることで、ノードの敷居を下げ、高いスループットを実現しています。Ethereumの堅実で非効率的な特性や、Solanaの高性能で高い敷居に比べて、Aptosは性能と安全性の間に巧妙なバランスを達成しています。

AptosはRWAとPayFi分野で巨大な潜在能力を示しています。RWAの分野では、複数の金融機関と協力し、資産のブロックチェーン上での管理を促進しています。PayFiとステーブルコインの決済分野では、その低コスト、高効率、コンプライアンスが多様なアプリケーションシーンをサポートしています。

将来的には、Aptosは「セキュリティ主導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とPayFiの分野で継続的に力を入れ、信頼性と拡張性を兼ね備えた新しいパブリックチェーンの構図を構築します。

! トランザクションのライフサイクルにおけるイーサリアム、ソラナ、アプトスの主な違いを理解する

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コメント
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NullWhisperervip
· 35分前
うーん…正直、別の理論的なスケーリングの試みですね。並列性は理論的に活用可能です。
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SingleForYearsvip
· 7時間前
三つのチェーンが一つに合体して、新しい遊び方ができるの?
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BankruptWorkervip
· 07-16 14:50
確かに強気ですね。ただ、通貨はちょっと高く見えます。
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DaoResearchervip
· 07-16 14:46
総合データ分析に基づくと、いかなる線形実行モデルも性能の壁を突破することはできません。
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BugBountyHuntervip
· 07-16 14:30
このTPSは天に届くが、地に落ちるにはシャーディングを見る必要がある
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