交易生命週期視角下的公鏈技術對比

對比不同公鏈的技術特性可能會因觀察角度不同而顯得晦澀難懂。爲了快速準確地理解Aptos與其他公鏈的區別，我們可以選擇交易生命週期作爲切入點。通過分析交易從創建到最終狀態更新的完整步驟，包括創建與發起、廣播、排序、執行和狀態更新，我們可以清晰把握各公鏈的設計思路與技術取舍。

本文將以Aptos爲中心，剖析其獨特設計，並與以太坊和Solana進行關鍵差異對比。

Aptos：樂觀並行與高性能設計

Aptos是一個注重高性能的公鏈，其交易生命週期與以太坊相似，但通過獨特的樂觀並行執行和內存池優化實現了顯著的性能提升。

創建與發起

Aptos網路由輕節點、全節點和驗證者組成。用戶通過輕節點（如錢包或應用）發起交易，輕節點將交易轉發給附近的全節點，全節點再同步至驗證者。

廣播

Aptos保留了內存池，但在QuorumStore之後內存池之間不共享。與以太坊不同的是，其內存池不僅僅是交易緩衝區。在交易進入內存池後，系統根據規則（如FIFO或Gas費用）進行預排序，確保後續並行執行時交易無衝突。這種設計避免了需提前聲明讀寫集合的高硬件需求。

排序

Aptos採用AptosBFT共識，提議者原則上無法自由排序交易，aip-68賦予提議者額外填充被延遲交易的權利。內存池預排序已提前完成衝突規避，區塊生成更依賴驗證者間的協作，而非提議者主導。

執行

Aptos使用Block-STM技術實現樂觀並行執行。交易被假設無衝突並同時處理，若執行後發現衝突，受影響的交易會被重新執行。這種方式利用多核處理器提升效率，TPS可達160,000。

狀態更新

驗證者同步狀態，最終性通過檢查點確認，類似於以太坊的Epoch機制，但效率更高。

Aptos的核心優勢在於樂觀並行與內存池預排序的結合，既降低了節點性能需求，又大幅提升了吞吐量。

以太坊：串行執行的基準

以太坊作爲智能合約的開創者，是公鏈技術的原點，其交易生命週期爲理解Aptos提供基礎框架。

以太坊交易生命週期

• 創建與發起：用戶通過錢包經中繼網關或RPC接口發起交易。
• 廣播：交易進入公共內存池，等待打包。
• 排序：PoS升級後，區塊構建者按利潤最大化原則打包交易，中繼層競標後提交給提議者。
• 執行：EVM串行處理交易，單線程更新狀態。
• 狀態更新：區塊需通過兩個檢查點確認最終性。

以太坊的串行執行和內存池設計限制了性能，區塊時間爲12秒/插槽，TPS較低。相比之下，Aptos通過並行執行和內存池優化實現了質的飛躍。

Solana：確定性並行的極致優化

Solana以高性能著稱，其交易生命週期與Aptos差異顯著，尤其在內存池和執行方式上。

Solana交易生命週期

• 創建與發起：用戶通過錢包發起交易。
• 廣播：無公共內存池，交易直接發送給當前及下兩位提議者。
• 排序：提議者基於PoH（Proof of History）打包區塊，區塊時間僅400毫秒。
• 執行：Sealevel虛擬機採用確定性並行執行，需提前聲明讀寫集合以避免衝突。
• 狀態更新：BFT共識快速確認。

Solana不使用內存池的原因是內存池可能成爲性能瓶頸。由於沒有內存池，以及Solana獨特的PoH共識，節點能夠快速達成交易順序共識，避免了交易在內存池中排隊的需要，交易幾乎可以即時成交。然而，這也意味着在網路過載時，交易可能被丟棄而非等待，用戶需重新提交。

相比之下，Aptos的樂觀並行無需聲明讀寫集合，節點門檻更低，TPS卻更高。

並行執行的兩種路徑：Aptos vs Solana

交易的執行代表區塊狀態的更新，是交易發起指令轉化爲具有最終性狀態的過程。並行執行指的是多核處理器同時計算網路狀態的過程。當前市場中，並行執行分爲確定性並行執行和樂觀並行執行兩種方式。

• 確定性並行（Solana）：交易廣播前需聲明讀寫集合，Sealevel引擎根據聲明並行處理無衝突交易，衝突交易串行執行。優點是高效，缺點是硬件需求高。

• 樂觀並行（Aptos）：假設交易無衝突，Block-STM並行執行後驗證，若有衝突則重試。內存池預排序降低衝突風險，節點負擔更輕。

樂觀並行通過內存池來提前完成衝突確認

Aptos的樂觀並行並非單純假設交易無衝突，而是在交易廣播階段提前規避了風險。交易進入公共內存池後，會根據一定規則進行預排序，確保一個區塊內的交易在並行執行時不會衝突。這種交易預排序是Aptos實現樂觀並行的關鍵，大幅降低了對節點性能的要求，同時保證了高TPS。

基於安全性的敘事是Aptos的發展方向

RWA（真實世界資產）

Aptos在RWA領域的優勢：

• Block-STM並行處理多筆資產轉移交易，避免確權延遲
• 內存池預排序確保交易按序執行，維持資產記錄可靠性
• Move語言支持復雜智能合約，適合RWA應用開發

Aptos在RWA方面的進展：

• 2024年7月，引入Ondo Finance的USDY
• 2024年10月，富蘭克林鄧普頓推出BENJI代幣
• 與Libre合作推進證券代幣化

穩定幣支付

Aptos在穩定幣支付領域的優勢：

• Move語言資源模型防止雙重支付
• 低Gas費用適合小額支付場景
• 內存池預排序和Block-STM保證支付交易穩定性和低延遲
• AptosBFT共識降低中心化風險
• 模塊化架構支持嵌入KYC/AML檢查

Aptos未來可能的發展方向：

• 推動穩定幣大規模採用
• 打造跨境支付網絡
• 開發鏈上結算系統
• 支持微支付場景

總結：Aptos的技術差異與未來敘事

Aptos在交易生命週期的每個環節都融入了安全與高效的考量。其內存池預排序結合Block-STM的樂觀並行，既降低了節點門檻，又實現了高吞吐量。相較於以太坊的穩健低效、Solana的高性能高門檻，Aptos在性能與安全之間取得了巧妙平衡。

Aptos在RWA和PayFi領域展現出巨大潛力。在RWA方面，已與多家金融機構合作，推動資產上鏈。在PayFi和穩定幣支付領域，其低成本、高效率和合規性支持多樣化應用場景。

未來，Aptos可憑藉"安全驅動的價值網路"敘事，連接傳統金融與區塊鏈生態，在RWA和PayFi領域持續發力，構建兼具信任與擴展性的公鏈新格局。