Порівняння технологій публічних блокчейнів з точки зору життєвого циклу угоди

Порівняння технічних характеристик різних публічних блокчейнів може здаватися заплутаним через різні точки зору. Щоб швидко і точно зрозуміти відмінності між Aptos та іншими публічними блокчейнами, ми можемо вибрати життєвий цикл транзакцій як точку входу. Аналізуючи повний процес транзакції від створення до остаточного оновлення стану, включаючи створення та ініціювання, трансляцію, сортування, виконання та оновлення стану, ми можемо чітко зрозуміти дизайн та технічні компроміси кожного блокчейну.

Ця стаття буде зосереджена на Aptos, аналізуючи його унікальний дизайн і порівнюючи ключові відмінності з Ethereum та Solana.

Aptos: оптимістичний паралелізм та високопродуктивний дизайн

Aptos є блокчейном, орієнтованим на високу продуктивність, життєвий цикл транзакцій якого схожий з Ethereum, але досягає значного підвищення продуктивності завдяки унікальному оптимістичному паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті.

створення та ініціювання

Мережа Aptos складається з легких вузлів, повних вузлів і валідаторів. Користувачі ініціюють транзакції через легкі вузли (як-от гаманці або додатки), легкі вузли передають транзакції найближчим повним вузлам, а повні вузли синхронізуються з валідаторами.

трансляція

Aptos зберігає пул пам'яті, але між пулами пам'яті не відбувається обміну після QuorumStore. На відміну від Ethereum, його пул пам'яті не є лише буфером для транзакцій. Після того як транзакція потрапляє в пул пам'яті, система здійснює попереднє сортування відповідно до правил (таких як FIFO або плата за газ), забезпечуючи відсутність конфліктів під час подальшого паралельного виконання. Такий дизайн уникає високих вимог до апаратного забезпечення, які виникають через необхідність заздалегідь оголошувати набори читання та запису.

сортування

Aptos використовує консенсус AptosBFT, пропонуючий принципово не може вільно сортувати транзакції, aip-68 надає пропонуючому додаткові права заповнення затриманих транзакцій. Попереднє сортування пам'яті вже завершено для уникнення конфліктів, генерація блоків більше залежить від співпраці між валідаторами, ніж від домінування пропонуючого.

виконати

Aptos використовує технологію Block-STM для реалізації оптимістичного паралельного виконання. Транзакції вважаються безконфліктними і обробляються одночасно, якщо під час виконання виявляється конфлікт, то постраждалі транзакції будуть повторно виконані. Такий підхід використовує багатоядерні процесори для підвищення ефективності, TPS може досягати 160,000.

Оновлення статусу

Стан синхронізації валідаторів, фінальність підтверджується контрольними точками, подібно до механізму Epoch в Ethereum, але з більшою ефективністю.

Основна перевага Aptos полягає в поєднанні оптимістичного паралелізму та попередньої сортування пулу пам'яті, що знижує вимоги до продуктивності вузлів і значно підвищує пропускну спроможність.

Ефіріум: Бенчмарк послідовного виконання

Ефір як творець смарт-контрактів є відправною точкою технології публічних ланцюгів, а його життєвий цикл транзакцій забезпечує базову структуру для розуміння Aptos.

Життєвий цикл транзакцій Ethereum

• Створення та ініціювання: користувачі розпочинають транзакцію через гаманець за допомогою релейного шлюзу або RPC інтерфейсу.
• Трансляція: угода потрапляє в загальний пул пам'яті, чекаючи на упаковку.
• Сортування: Після оновлення PoS будівельники блоків упакують транзакції згідно з принципом максимізації прибутку, після торгів на релейному рівні передають їх пропонентові.
• Виконання: EVM послідовно обробляє транзакції, оновлює стан в однопоточному режимі.
• Оновлення статусу: блок має бути підтверджений через дві контрольні точки для досягнення остаточності.

Обмеження продуктивності серійного виконання та дизайну пулу пам'яті Ethereum призвели до того, що час блокування становить 12 секунд/слот, а TPS низький. На відміну від цього, Aptos досяг якісного стрибка завдяки паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті.

Solana: визначена паралельна екстремальна оптимізація

Solana відома високою продуктивністю, її життєвий цикл транзакцій помітно відрізняється від Aptos, особливо в аспектах пам'яті та способу виконання.

Життєвий цикл торгівлі Solana

• Створення та ініціювання: користувач ініціює транзакцію через гаманець.
• Трансляція: немає публічного пулу пам'яті, транзакції безпосередньо надсилаються поточному та двом наступним пропозиціонерам.
• Сортування: Пропоненти пакують блоки на основі PoH (Proof of History), час блоку становить лише 400 мілісекунд.
• Виконання: Віртуальна машина Sealevel використовує детерміноване паралельне виконання, потрібно заздалегідь оголосити множини читання та запису, щоб уникнути конфліктів.
• Оновлення статусу: Швидке підтвердження BFT консенсусу.

Причина, чому Solana не використовує мемпул, полягає в тому, що мемпул може стати вузьким місцем продуктивності. Через відсутність мемпулу та унікальний консенсус PoH, вузли можуть швидко досягати консенсусу щодо порядку транзакцій, уникаючи необхідності чергувати транзакції в мемпулі, що дозволяє практично миттєве виконання транзакцій. Проте це також означає, що під час перевантаження мережі транзакції можуть бути скасовані, а не чекати, і користувачам потрібно повторно надсилати їх.

В порівнянні, оптимістичний паралелізм Aptos не вимагає оголошення наборів читання/запису, поріг для вузлів нижчий, а TPS вищий.

Два шляхи паралельного виконання: Aptos проти Solana

Виконання транзакції означає оновлення стану блоку, це процес перетворення команди ініціювання транзакції в стан з остаточним результатом. Паралельне виконання відноситься до процесу одночасного обчислення стану мережі багатоядерним процесором. У поточному ринку паралельне виконання ділиться на два типи: детерміністське паралельне виконання та оптимістичне паралельне виконання.

• Детерміноване паралельне виконання (Solana): перед трансакцією необхідно оголосити набори на читання та запис, двигун Sealevel обробляє безконфліктні трансакції паралельно відповідно до оголошення, конфліктні трансакції виконуються послідовно. Перевага полягає в ефективності, недолік - високі вимоги до апаратного забезпечення.

• Оптимістичний паралелізм (Aptos): припускаючи, що транзакції не конфліктують, Block-STM виконує паралельну обробку з подальшою перевіркою, а в разі конфлікту - повторює. Попереднє сортування в пам'яті знижує ризик конфліктів, полегшуючи навантаження на вузли.

Оптимістичне паралельне завершення підтвердження конфліктів через пул пам'яті

Оптимістичний паралелізм Aptos не є простою гіпотезою, що транзакції не мають конфліктів, а є запобіганням ризику на етапі трансляції транзакцій. Після того, як транзакція потрапляє до публічного пулу пам'яті, вона попередньо сортується за певними правилами, що забезпечує відсутність конфліктів під час паралельного виконання транзакцій у межах одного блоку. Це попереднє сортування транзакцій є ключовим для реалізації оптимістичного паралелізму Aptos, значно знижуючи вимоги до продуктивності вузлів, одночасно забезпечуючи високу TPS.

Наратив, оснований на безпеці, є напрямком розвитку Aptos

RWA (реальні світові активи)

Переваги Aptos у сфері RWA:

• Block-STM паралельно обробляє кілька трансакцій з переміщення активів, уникаючи затримок у підтвердженні прав.
• Попереднє сортування пулу пам'яті забезпечує виконання транзакцій у порядку, підтримуючи надійність записів активів.
• Move мова підтримує складні смарт-контракти, підходить для розробки застосунків RWA

Прогрес Aptos у сфері RWA:

• У липні 2024 року буде впроваджено USDY від Ondo Finance
• У жовтні 2024 року Franklin Templeton запустить токен BENJI
• Співпраця з Libre для просування токенізації цінних паперів

оплата стейблкоїнами

Переваги Aptos у сфері платежів стабільними монетами:

• Модель ресурсів Move для запобігання подвійним витратам
• Низькі витрати на Gas підходять для сценаріїв малих платежів
• Препідготовка пулу пам'яті та Block-STM забезпечують стабільність і низьку затримку платіжних транзакцій
• Консенсус AptosBFT знижує ризик централізації
• Модульна архітектура підтримує вбудовані перевірки KYC/AML

Можливі напрямки розвитку Aptos у майбутньому:

• Сприяння масовому прийняттю стейблкойнів
• Створення мережі трансакцій через кордони
• Розробка системи розрахунків на блокчейні
• Підтримка мікроплатіжних сценаріїв

Підсумок: Технічні відмінності Aptos та майбутня нарація

Aptos інтегрує безпеку та ефективність на кожному етапі життєвого циклу транзакцій. Його попереднє сортування в пам'яті в поєднанні з оптимістичним паралелізмом Block-STM знижує бар'єри для вузлів та забезпечує високу пропускну здатність. У порівнянні з надійною, але неефективною Ethereum та високопродуктивною, але з високими бар'єрами Solana, Aptos досягнув вишуканого балансу між продуктивністю та безпекою.

Aptos демонструє величезний потенціал у сферах RWA та PayFi. У сфері RWA вже співпрацює з кількома фінансовими установами для просування активації активів в блокчейні. У сфері PayFi та платежів у стабільних монетах його низька вартість, висока ефективність та відповідність вимогам підтримують різноманітні сценарії застосування.

У майбутньому Aptos зможе завдяки наративу "ціннісної мережі, що базується на безпеці", з'єднати традиційні фінанси з екосистемою блокчейну, продовжуючи активно працювати в галузях RWA та PayFi, створюючи нову архітектуру публічних ланцюгів, що поєднує довіру та масштабованість.