Comparação da tecnologia de blockchain pública sob a perspectiva do ciclo de vida das transações

Comparar as características técnicas de diferentes blockchains pode parecer obscuro e difícil de entender, dependendo do ponto de vista. Para compreender de forma rápida e precisa as diferenças entre Aptos e outras blockchains, podemos escolher o ciclo de vida da transação como ponto de partida. Ao analisar as etapas completas da transação, desde a criação até a atualização do estado final, incluindo criação e iniciação, difusão, ordenação, execução e atualização do estado, podemos entender claramente o raciocínio de design e as escolhas técnicas de cada blockchain.

Este artigo irá centrar-se na Aptos, analisando o seu design único e comparando as principais diferenças com o Ethereum e o Solana.

Aptos: Design otimista e de alto desempenho com paralelismo

Aptos é uma blockchain pública focada em alto desempenho, cujo ciclo de vida das transações é semelhante ao do Ethereum, mas que alcança um aumento significativo de desempenho por meio da execução paralela otimista única e da otimização do pool de memória.

Criar e iniciar

A rede Aptos é composta por nós leves, nós completos e validadores. Os usuários iniciam transações através de nós leves (como carteiras ou aplicações), que encaminham as transações para os nós completos mais próximos, e os nós completos sincronizam com os validadores.

transmissão

Aptos mantém o pool de memória, mas os pools de memória não são compartilhados após o QuorumStore. Ao contrário do Ethereum, o seu pool de memória não é apenas um buffer de transações. Depois que uma transação entra no pool de memória, o sistema realiza uma pré-ordenação com base em regras (como FIFO ou taxa de Gas) para garantir que não haja conflitos nas transações durante a execução paralela subsequente. Este design evita a alta demanda de hardware necessária para declarar antecipadamente os conjuntos de leitura e escrita.

ordenação

Aptos utiliza o consenso AptosBFT, onde os proponentes, em princípio, não podem ordenar as transações livremente. O aip-68 concede aos proponentes o direito adicional de preencher transações atrasadas. A pré-ordenação do pool de memórias já foi concluída para evitar conflitos, e a geração de blocos depende mais da colaboração entre validadores do que da liderança dos proponentes.

executar

Aptos utiliza a tecnologia Block-STM para realizar execução paralela otimista. As transações são assumidas como sem conflitos e processadas simultaneamente; se um conflito for descoberto após a execução, as transações afetadas serão reexecutadas. Esse método aproveita processadores multicore para aumentar a eficiência, com TPS podendo chegar a 160,000.

Atualização de estado

O estado de sincronização do validador, a finalização é confirmada por pontos de verificação, semelhante ao mecanismo de Epoch do Ethereum, mas com maior eficiência.

A principal vantagem do Aptos reside na combinação de paralelismo otimista e pré-ordenamento de pool de memória, que reduz as exigências de desempenho dos nós e aumenta significativamente a taxa de transferência.

Ethereum: Benchmark de Execução Séria

O Ethereum, como o pioneiro dos contratos inteligentes, é o ponto de origem da tecnologia de blockchain pública, e seu ciclo de vida das transações fornece a estrutura básica para entender o Aptos.

Ciclo de vida da transação Ethereum

• Criação e início: Os usuários iniciam transações através da carteira via gateway de retransmissão ou interface RPC.
• Broadcast: A transação entra no pool de memória pública, aguardando ser empacotada.
• Ordenação: Após a atualização PoS, os construtores de blocos empacotam transações com base no princípio da maximização do lucro, submetendo-as ao proponente após o leilão da camada de retransmissão.
• Execução: EVM processa transações em série, atualiza o estado em um único thread.
• Atualização de estado: O bloco deve ser confirmado por dois pontos de verificação para garantir a sua finalização.

A execução serial e o design da pool de memória do Ethereum limitam o desempenho, com um tempo de bloco de 12 segundos/slot e um TPS relativamente baixo. Em comparação, o Aptos alcançou um salto qualitativo através da execução paralela e da otimização da pool de memória.

Solana: Otimização extrema de paralelismo determinístico

A Solana é conhecida pelo seu alto desempenho, e seu ciclo de vida das transações difere significativamente do Aptos, especialmente em relação ao pool de memória e ao modo de execução.

Ciclo de Vida da Transação Solana

• Criar e iniciar: o usuário inicia a transação através da carteira.
• Broadcast: Sem pool de memória pública, as transações são enviadas diretamente para o proponente atual e os dois próximos.
• Ordenação: Os proponentes empacotam blocos com base no PoH (Prova de História), com um tempo de bloco de apenas 400 milissegundos.
• Execução: A máquina virtual Sealevel utiliza execução paralela determinística, sendo necessário declarar antecipadamente o conjunto de leitura e escrita para evitar conflitos.
• Atualização de estado: Confirmação rápida do consenso BFT.

A razão pela qual a Solana não utiliza um pool de memória é que o pool de memória pode se tornar um gargalo de desempenho. Devido à ausência de um pool de memória e ao consenso PoH único da Solana, os nós conseguem rapidamente alcançar um consenso sobre a ordem das transações, evitando a necessidade de as transações ficarem enfileiradas no pool de memória, permitindo que as transações sejam quase instantaneamente concluídas. No entanto, isso também significa que, em caso de sobrecarga da rede, as transações podem ser descartadas em vez de aguardarem, e os usuários precisam reenviar.

Em comparação, a paralelização otimista do Aptos não requer a declaração de conjuntos de leitura e escrita, a barreira de entrada para os nós é mais baixa, mas o TPS é mais alto.

Duas rotas de execução paralela: Aptos vs Solana

A execução de transações representa a atualização do estado do bloco, sendo o processo de conversão do comando de iniciação da transação em um estado final. A execução paralela refere-se ao processo em que múltiplos processadores de núcleos calculam simultaneamente o estado da rede. No mercado atual, a execução paralela é dividida em duas formas: execução paralela determinística e execução paralela otimista.

• Paralelismo determinístico (Solana): Antes de transmitir as transações, é necessário declarar o conjunto de leituras e gravações. O motor Sealevel processa transações sem conflitos em paralelo com base na declaração, enquanto as transações em conflito são executadas em série. A vantagem é a eficiência, a desvantagem é a alta demanda de hardware.

• Execução paralela otimista (Aptos): assume que as transações não têm conflitos, a execução paralela do Block-STM é verificada após, se houver conflitos, tenta novamente. A pré-ordenação do pool de memórias reduz o risco de conflitos, aliviando a carga dos nós.

Confirmação de conflito antecipada através do pool de memória de maneira otimista e paralela

A otimização paralela otimista da Aptos não se baseia apenas na suposição de que as transações não entram em conflito, mas sim na mitigação de riscos durante a fase de difusão das transações. Após a entrada no pool de memórias públicas, as transações são pré-ordenadas de acordo com certas regras, garantindo que as transações dentro de um bloco não entrem em conflito durante a execução paralela. Essa pré-ordenamento de transações é a chave para a implementação da paralelização otimista da Aptos, reduzindo significativamente as exigências de desempenho dos nós, ao mesmo tempo que garante uma alta TPS.

A narrativa baseada na segurança é a direção do desenvolvimento da Aptos

RWA (ativos do mundo real)

As vantagens da Aptos no campo de RWA:

• Block-STM processa em paralelo várias transações de transferência de ativos, evitando atrasos na certidão.
• A pré-ordenção do pool de memória garante que as transações sejam executadas na ordem, mantendo a fiabilidade dos registos de ativos.
• A linguagem Move suporta contratos inteligentes complexos, adequada para o desenvolvimento de aplicações RWA

Progresso da Aptos em RWA:

• Em julho de 2024, introdução do USDY da Ondo Finance
• Em outubro de 2024, a Franklin Templeton lançará o token BENJI
• Colaborar com a Libre para promover a tokenização de valores mobiliários

pagamento de stablecoin

As vantagens do Aptos no domínio dos pagamentos em stablecoin:

• O modelo de recursos Move previne o double spending
• Baixas taxas de Gas são adequadas para cenários de pagamentos de baixo valor
• Pré-ordenamento do pool de memória e Block-STM garantem a estabilidade e baixa latência das transações de pagamento
• O consenso AptosBFT reduz o risco de centralização
• A arquitetura modular suporta a incorporação de verificações KYC/AML

Possíveis direções de desenvolvimento futuro do Aptos:

• Impulsionar a adoção em larga escala de stablecoins
• Criar uma rede de pagamentos transfronteiriços
• Desenvolver um sistema de liquidação em blockchain
• Suporte para cenários de micropagamento

Resumo: As diferenças tecnológicas da Aptos e a narrativa futura

Aptos integrou considerações de segurança e eficiência em cada etapa do ciclo de vida das transações. A pré-ordenação do seu pool de memórias, combinada com a paralelização otimista do Block-STM, reduz a barreira de entrada para os nós e alcança alta taxa de transferência. Em comparação com a robustez ineficiente do Ethereum e a alta performance com elevada barreira do Solana, Aptos conseguiu um equilíbrio engenhoso entre performance e segurança.

Aptos demonstra um enorme potencial nas áreas de RWA e PayFi. Na área de RWA, já colaborou com várias instituições financeiras para promover a tokenização de ativos. No campo de pagamentos PayFi e stablecoins, seu baixo custo, alta eficiência e conformidade suportam uma variedade de cenários de aplicação.

No futuro, a Aptos pode conectar as finanças tradicionais e o ecossistema de blockchain com a narrativa de "rede de valor impulsionada pela segurança", focando continuamente nas áreas de RWA e PayFi, construindo um novo padrão de blockchain pública que combina confiança e escalabilidade.