Compreendendo as principais diferenças entre Ethereum, Solana e Aptos no ciclo de vida das transações

Durante o desenvolvimento da tecnologia blockchain, diferentes blockchains públicas adotaram conceitos de design distintos. Ao analisar o ciclo de vida completo das transações, podemos ter uma compreensão mais clara das escolhas técnicas e das abordagens de design de cada blockchain pública. Este artigo se concentrará nas singularidades do Aptos e fará uma comparação com o Ethereum e Solana.

O ciclo de vida da transação geralmente inclui cinco etapas-chave: criação e início, transmissão, ordenação, execução e atualização de estado. Com isso como base, podemos aprofundar nossa compreensão das características centrais de cada blockchain, bem como como elas afetam a experiência do usuário e o ecossistema dos desenvolvedores.

Aptos: design otimista e de alto desempenho com paralelismo

Aptos, como uma blockchain pública focada em alto desempenho, embora seu ciclo de vida de transações seja semelhante ao do Ethereum, alcança uma melhoria significativa de desempenho através da execução otimista paralela única e da otimização da 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 aplicativos ), os nós leves encaminham as transações para os nós completos próximos, que por sua vez sincronizam com os validadores.

transmissão

Aptos mantém o pool de memória, mas após o QuorumStore, o pool de memória não é mais compartilhado. O sistema pré-ordena as transações com base em regras específicas (, como FIFO ou taxas de Gas ), garantindo que, durante a execução paralela subsequente, não haja conflitos nas transações. Este design evita a alta demanda de hardware necessária para declarar antecipadamente o conjunto de leitura/gravação.

ordenação

Aptos utiliza o mecanismo de consenso AptosBFT. O proponente, em princípio, não pode ordenar livremente as transações, mas em certas situações pode preencher transações atrasadas. A pré-ordenação do pool de memória é realizada antecipadamente para evitar conflitos, e a geração de blocos depende mais da colaboração entre os validadores.

executar

Aptos utiliza a tecnologia Block-STM para realizar execução paralela otimista. As transações são assumidas como não conflitantes e processadas simultaneamente; se for detectado um conflito após a execução, as transações afetadas serão reexecutadas. Este método aproveita ao máximo os processadores de múltiplos núcleos, permitindo que o TPS alcance 160.000.

atualização de status

Estado de sincronização do validador, a finalização é confirmada através de pontos de verificação, com eficiência superior ao mecanismo de Epoch do Ethereum.

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

Ethereum: Referência de execução serial

Como criador de contratos inteligentes, o Ethereum fornece uma estrutura básica para entender outras blockchains.

Ciclo de vida da transação Ethereum

• Criar e iniciar: 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, e a camada de retransmissão faz licitações antes de enviar ao proponente.
• Execução: processamento de transações em série EVM, atualização de estado em thread única.
• Atualização de estado: Os blocos devem ser confirmados em sua finalidade através de dois pontos de verificação.

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

Solana: otimização extrema de paralelismo determinístico

Solana é conhecida pelo seu alto desempenho, e seu ciclo de vida das transações difere significativamente do Aptos, especialmente na forma como lida com o pool de memória e na execução.

Ciclo de vida da transação Solana

• Criar e iniciar: o usuário inicia a transação através da carteira.
• Transmissão: sem pool de memória pública, as transações são enviadas diretamente aos proponentes atuais e aos dois próximos.
• Classificação: O proponente empacota blocos com base no PoH(Prova de História), o tempo do bloco é 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 status: Confirmação rápida do consenso BFT.

Solana não utiliza pool de memória, permitindo que os nós alcancem rapidamente o consenso sobre a ordem das transações, evitando a necessidade de filas no pool de memória, e as transações podem ser 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 execução otimista paralela do Aptos não requer a declaração de conjuntos de leitura e escrita, a barreira para os nós é mais baixa, mas o TPS é mais alto.

Duas rotas de execução paralela: Aptos vs Solana

A execução paralela em blockchain refere-se ao processo de múltiplos processadores de núcleos calculando simultaneamente o estado da rede. No mercado atual, a execução paralela é principalmente dividida em duas formas: execução paralela determinística e execução paralela otimista. A diferença entre estas duas direções de desenvolvimento reside em como garantir que as transações paralelas não entrem em conflito.

• Paralelismo determinístico ( Solana ): Antes da transmissão da transação, é necessário declarar o conjunto de leitura e escrita, o motor Sealevel processa transações sem conflito em paralelo com base na declaração, enquanto transações em conflito são executadas em série. A vantagem é a eficiência, a desvantagem é a alta demanda de hardware.

• Otimista e paralelo ( Aptos ): supondo que as transações não tenham conflitos, a execução paralela do Block-STM é verificada, e se houver conflitos, será feito um novo teste. A pré-ordenção do pool de memória reduz o risco de conflitos, aliviando a carga dos nós.

Por exemplo, a conta A tem um saldo de 100, a transação 1 transfere 70 para B, e a transação 2 transfere 50 para C. Solana confirma conflitos antecipadamente através de declarações e processa em ordem; Aptos, após executar em paralelo, se descobrir saldo insuficiente, ajusta novamente. A flexibilidade do Aptos torna-o mais escalável.

Confirmação de conflitos antecipada através de pool de memória com paralelismo otimista

A ideia central do otimista paralelo é assumir que as transações processadas em paralelo não entrarão em conflito, não sendo necessário submeter uma declaração de transação antecipadamente. Se um conflito for encontrado após a execução, as transações afetadas serão reexecutadas.

No Aptos, as transações entram no pool de memória pública, elas passam por uma pré-ordenação, garantindo que as transações dentro de um bloco não entrem em conflito durante a execução paralela. Esta pré-ordenação de transações é a chave para o paralelismo otimista do Aptos, sem a necessidade de introduzir um mecanismo de declaração de transações, reduzindo significativamente os requisitos de desempenho dos nós. Assim, o TPS do Aptos pode atingir 160.000, mais do que o dobro de Solana.

Vantagens técnicas da Aptos e direções futuras de desenvolvimento

O design do Aptos alcançou um equilíbrio entre desempenho e segurança. A pré-ordenação do pool de memória, combinada com a paralelização otimista do Block-STM, reduz o limiar para os nós e ao mesmo tempo realiza uma alta taxa de transferência, superando a paralelização determinística do Solana e a execução sequencial do Ethereum.

Esta abordagem de "procurar rapidez dentro da estabilidade", juntamente com o modelo de recursos da linguagem Move, confere à Aptos uma maior segurança, tanto na resistência a ataques quanto na prevenção de falhas em contratos, superando as arquiteturas tradicionais.

Combinando segurança e desempenho, Aptos demonstra um enorme potencial nos campos de ativos do mundo real RWA( e Finanças de Pagamento PayFi).

• RWA: A alta taxa de transferência do Aptos suporta a tokenização em larga escala de ativos, já tendo colaborado com várias instituições financeiras para promover a tokenização de ativos.
• PayFi: Baixo custo, alta eficiência e conformidade apoiam micropagamentos e liquidações transfronteiriças, com potencial para se tornar a "próxima geração de infraestrutura de pagamento".

No futuro, a Aptos pode, com a narrativa de "rede de valor impulsionada pela segurança", conectar as finanças tradicionais ao ecossistema blockchain, concentrando-se nas áreas de RWA e PayFi, e construir um novo padrão de blockchain público que combina confiança e escalabilidade.