深入理解以太坊、Solana和Aptos在交易生命週期中的關鍵差異

在區塊鏈技術的發展過程中，不同公鏈採用了各具特色的設計理念。通過分析交易的完整生命週期，我們可以更清晰地把握各公鏈的技術取舍和設計思路。本文將重點探討Aptos的獨特之處，並與以太坊和Solana進行對比。

交易生命週期通常包括五個關鍵步驟:創建與發起、廣播、排序、執行和狀態更新。以此爲基準，我們可以深入了解各公鏈的核心特性，以及它們如何影響用戶體驗和開發者生態。

Aptos:樂觀並行與高性能設計

Aptos作爲一條注重高性能的公鏈，其交易生命週期雖與以太坊相似，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、全節點和驗證者構成。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之後內存池之間不再共享。系統會根據特定規則(如FIFO或Gas費用)對交易進行預排序，確保後續並行執行時交易無衝突。這種設計避免了需要提前聲明讀寫集合的高硬件需求。

排序

Aptos採用AptosBFT共識機制。提議者原則上無法自由排序交易，但某些情況下可以填充被延遲的交易。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。

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。這種方式充分利用多核處理器，使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，效率高於以太坊的Epoch機制。

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

作爲智能合約的開創者，以太坊爲理解其他公鏈提供了基礎框架。

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其性能，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有顯著差異，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，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

並行執行在區塊鏈中指的是多核處理器同時計算網路狀態的過程。當前市場中，並行執行主要分爲確定性並行執行和樂觀並行執行兩種方式。這兩種開發方向的差異根源在於如何確保並行交易不發生衝突。

• 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。

例如，帳戶A餘額100，交易1轉70給B，交易2轉50給C。Solana通過聲明提前確認衝突，按序處理；Aptos並行執行後若發現餘額不足，重新調整。Aptos的靈活性使其更具擴展性。

樂觀並行通過內存池來提前完成衝突確認

樂觀並行的核心思想是假設並行處理的交易不會衝突，無需提前提交交易聲明。若執行後發現衝突，則重新執行受影響的交易。

在Aptos上，交易進入公共內存池後會進行預排序，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，無需引入交易聲明機制，大幅降低了節點性能要求。因此，Aptos的TPS可達160,000，超過Solana一倍以上。

Aptos的技術優勢與未來發展方向

Aptos的設計在性能與安全之間取得了平衡。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，超越了Solana的確定性並行和以太坊的串行執行。

這種"穩中求快"的思路，加上Move語言的資源模型，賦予Aptos更高的安全性，無論是抵御攻擊還是防止合約漏洞，都優於傳統架構。

基於安全性與性能的結合，Aptos在RWA(真實世界資產)和PayFi(支付金融)領域展現出巨大潛力：

• RWA:Aptos的高吞吐量支持大規模資產上鏈，已與多家金融機構合作推進資產代幣化。
• PayFi:低成本、高效率和合規性支持微支付與跨境結算，有望成爲"下一代支付基礎設施"。

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，構建一個兼具信任與擴展性的公鏈新格局。