Aptos楽観的な並行実行による高性能安全なパブリックチェーンの構築

取引ライフサイクルの観点からのパブリックチェーンの差異分析

Move言語、Aptosと他のブロックチェーンの技術的な違いを比較すると、観察の深さによって複雑に見えることがあります。一般的な分析では深く掘り下げることが難しく、コードを深く理解しようとすると全体の視点を失いやすいです。Aptosと他のブロックチェーンの違いを迅速かつ正確に理解するためには、適切な切り口を選ぶことが非常に重要です。

取引のライフサイクルは、間違いなく最適な切り口です。取引が作成されてから最終的な状態更新までの完全なプロセスを分析することで——作成と開始、ブロードキャスト、ソート、実行、状態更新を含む——私たちはパブリックチェーンの設計思想と技術的選択を明確に把握できます。これを基準にして、一歩後退することで異なるパブリックチェーンのコア理念を理解し、一歩前進することでAptos上で市場を引きつけるアプリケーションを開発する方法を探求できます。

すべてのブロックチェーン取引はこの5つのステップを中心に展開されており、この記事ではAptosを中心に、その独自の設計を分析し、イーサリアムとソラナの重要な違いを比較します。

Aptos: 楽観的並列 & 高性能設計

Aptosは高性能を強調するパブリックチェーンであり、そのトランザクションライフサイクルはイーサリアムに類似していますが、独自の楽観的並行実行とメモリプール最適化によって顕著な向上を実現しています。以下はAptos上のトランザクションライフサイクルの重要なステップです:

創造と開始

Aptosネットワークは、ライトノード、フルノード、バリデーターで構成されています。ユーザーはライトノード(ウォレットやアプリなど)を通じてトランザクションを開始し、ライトノードはトランザクションを近くのフルノードに転送し、フルノードはバリデーターに同期します。

ブロードキャスト

Aptosはメモリプールを保持していますが、QuorumStoreの後ではメモリプール間で共有されません。Ethereumとは異なり、そのメモリプールは単なるトランザクションバッファではありません。トランザクションがメモリプールに入ると、システムはルール(FIFOやガス料金など)に基づいて事前にソートし、後続の並行実行時にトランザクションが衝突しないようにします。この設計により、Solanaが事前に読み書きのセットを宣言するために必要な高いハードウェア要件を回避しています。

ソート

AptosはAptosBFTコンセンサスを採用しており、提案者は原則として取引を自由に並べ替えることができません。aip-68は提案者に遅延取引を埋め込む追加の権利を与えます。メモリプールの事前ソートは衝突回避を完了しており、ブロック生成は提案者主導ではなく、検証者間の協力によりより依存しています。

###実行

AptosはBlock-STM技術を使用して楽観的な並行実行を実現しています。取引は衝突がないと仮定され、同時に処理されます。実行後に衝突が発見された場合、影響を受けた取引は再実行されます。この方法はマルチコアプロセッサを利用して効率を向上させ、TPSは160,000に達することができます。

ステータス更新

バリデーターの同期状態、最終性はチェックポイントの確認によって行われ、EthereumのEpochメカニズムに似ていますが、より効率的です。

Aptosのコアの強みは、楽観的並行処理とメモリプールの事前ソートの組み合わせにあり、ノードの性能要件を低下させると同時に、スループットを大幅に向上させます。

取引のライフサイクルにおけるイーサリアム、ソラナ、アプトスの主な違いを深く理解する

イーサリアム:直列実行のベンチマーク

イーサリアムはスマートコントラクトの先駆者であり、パブリックチェーン技術の出発点であり、その取引ライフサイクルはAptosを理解するための基盤フレームワークを提供します。

イーサリアム取引ライフサイクル

  • 作成と発起: ユーザーはウォレットを介して中継ゲートウェイまたはRPCインターフェースを通じて取引を発起します。

  • ブロードキャスト: 取引が公共メモリプールに入り、パッキングを待っています。

  • ソート: PoSアップグレード後、ブロックビルダーは利益最大化原則に基づいてトランザクションをパッケージし、中継層が入札した後、提案者に提出します。

  • 実行: EVMはトランザクションを直列処理し、シングルスレッドで状態を更新します。

  • ステータス更新: ブロックは、最終性を確認するために2つのチェックポイントを通過する必要があります。

イーサリアムの直列実行とメモリプールの設計はパフォーマンスを制限し、ブロック時間は12秒/スロットで、TPSは低いです。それに対して、Aptosは並列実行とメモリプールの最適化を通じて質的な飛躍を達成しました。

取引のライフサイクルにおけるイーサリアム、ソラナ、アプトスの主要な違いを深く理解する

ソラナ:決定的な並行性の究極の最適化

ソラナは高性能で知られており、その取引ライフサイクルはアプトスと大きく異なり、特にメモリプールと実行方法において顕著です。

Solana取引ライフサイクル

  • 作成と発起:ユーザーはウォレットを通じて取引を発起します。

  • ブロードキャスト:公共メモリプールなし、トランザクションは現在および次の2人の提案者に直接送信されます。

  • ソート:提案者はPoH(Proof of History)に基づいてブロックをパッケージ化し、ブロック時間はわずか400ミリ秒です。

  • 実行:Sealevel仮想マシンは決定論的な並行実行を採用しており、競合を避けるために事前に読み書きセットを宣言する必要があります。

  • ステータス更新:BFTコンセンサスの迅速な確認。

Solanaがメモリプールを使用しない理由は、メモリプールがパフォーマンスのボトルネックになる可能性があるからです。メモリプールがないこと、そしてSolana独自のPoHコンセンサスにより、ノードは迅速に取引順序の合意に達することができ、取引がメモリプールで待機する必要がなく、ほぼ即座に取引が成立します。しかし、これによりネットワークが過負荷になると、取引が待つのではなく破棄される可能性があるため、ユーザーは再度提出する必要があります。

比較すると、Aptosの楽観的並行処理は読み書きの集合を宣言する必要がなく、ノードの閾値が低く、TPSはさらに高い。

取引のライフサイクルにおけるイーサリアム、ソラナ、アプトスの主要な違いをわかりやすく理解する

並列実行の2つのパス:Aptos vs Solana

取引の実行はブロックの状態の更新を表し、取引の発信指令が最終的な状態に変換されるプロセスです。この変化はどのように理解されるべきでしょうか?ノードは取引が成功したと仮定し、そのネットワークの状態への影響を計算します。この計算プロセスが実行です。

したがって、ブロックチェーンにおける並行実行とは、マルチコアプロセッサがネットワークの状態を同時に計算するプロセスを指します。現在の市場では、並行実行は決定論的並行実行と楽観的並行実行の2つの方法に分かれています。この2つの開発方向の違いは、並行取引が衝突しないことをどのように保証するかに起因しています——すなわち、取引間に依存関係が存在するかどうかです。

これにより、取引ライフサイクルにおいて並行取引依存関係の衝突を特定するタイミングが明らかになり、決定的な並行実行と楽観的な並行実行の2つの開発方向の分化が決まります。AptosとSolanaは異なる方向を選択しました。

  • 確定的並行(Solana):取引をブロードキャストする前に読み書きの集合を宣言する必要があり、Sealevelエンジンは宣言に基づいて衝突のない取引を並行処理し、衝突する取引は直列実行されます。利点は効率的であり、欠点はハードウェアの要件が高いことです。

  • 楽観的並行処理(Aptos):取引に衝突がないと仮定し、Block-STMが並行実行後に検証を行う。衝突があれば再試行する。メモリプールの事前ソートにより衝突リスクが低減され、ノードの負担が軽くなる。

例:アカウントAの残高100、取引1でBに70転送、取引2でCに50転送。Solanaは衝突を事前に確認することを宣言し、順序通りに処理します;Aptosは並行実行後に残高不足を発見した場合、再調整します。Aptosの柔軟性はその拡張性を高めています。

! トランザクションのライフサイクルにおけるイーサリアム、ソラナ、アプトスの主な違いを簡単に理解する

楽観的並行はメモリプールを通じて衝突確認を事前に完了させる

楽観的並行の核心思想は、並行処理されるトランザクションが衝突しないと仮定することであり、したがってトランザクションの実行前にアプリケーション側がトランザクション宣言を提出する必要はありません。トランザクションの実行後に検証時に衝突が発見された場合、Block-STMは影響を受けたトランザクションを再実行して整合性を確保します。

しかし、実際には、トランザクションの依存関係に衝突がないことを事前に確認しないと、実行時に大量のエラーが発生し、パブリックチェーンの運用が遅延する可能性があります。したがって、楽観的並行処理は単にトランザクションに衝突がないと仮定するのではなく、ある段階でリスクを事前に回避することを意味します。この段階はトランザクションのブロードキャスト段階です。

Aptosでは、取引が公共メモリプールに入ると、FIFOやガス料金の高低などの一定のルールに基づいて事前にソートされ、ブロック内の取引が並行実行される際に衝突しないようにします。これにより、Aptosの提案者は実際には取引のソート能力を持たず、ネットワーク内にブロック構築者は存在しません。この取引の事前ソートは、Aptosが楽観的な並行処理を実現するための鍵です。Solanaが取引宣言を導入する必要があるのに対し、Aptosはこのメカニズムを必要としないため、ノードのパフォーマンスに対する要求が大幅に低下します。取引が衝突しないことを保証するためのネットワークオーバーヘッドにおいて、Aptosがメモリプールに追加されることがTPSに与える影響は、Solanaが取引宣言を導入するコストよりもはるかに小さいです。したがって、AptosのTPSは160,000に達し、Solanaの倍以上となります。取引の事前ソートの影響は、AptosでのMEVの捕獲の難易度を高め、ユーザーにとっては利点と欠点の両方があります。

取引のライフサイクルにおけるイーサリアム、ソラナ、アプトスの主要な違いを深く理解する

セキュリティに基づくストーリーはAptosの発展方向です

RWA ###

Aptosは実世界資産のトークン化と機関金融ソリューションを積極的に推進しています。イーサリアムと比較して、AptosのBlock-STMは複数の資産移転取引を並行して処理でき、ネットワークの混雑による権利確認の遅延を回避します。特定のパブリックチェーンでは、取引速度は速いものの、メモリプール設計がないためにネットワークが過負荷になると取引が破棄され、RWAの権利確認の安定性に影響を与えることがあります。Aptosのメモリプールの事前ソートは、取引が順番に実行されることを保証し、ピーク時でも資産記録の信頼性を維持します。RWAは資産の分割、収益の配分、コンプライアンスチェックなど、複雑なスマートコントラクトのサポートを必要とします。Move言語のモジュール設計と安全性により、開発者は信頼性の高いRWAアプリケーションをより簡単に構築できます。それに対して、特定のパブリックチェーンではコントラクト開発の複雑性や脆弱性のリスクが開発コストを増加させ、他のパブリックチェーンではプログラミング言語が効率的であっても、開発者に高い学習曲線を要求します。Aptosのエコシステムの友好性は、より多くのRWAプロジェクトを引き寄せ、正の循環を形成することが期待されています。AptosのRWA分野における潜在能力は、安全性と性能の組み合わせにあります。将来的には、伝統的な金融機関との協力に焦点を合わせ、債券や株式などの高価値資産をブロックチェーン上に上げ、Move言語を利用してコンプライアンスの強いトークン化基準を構築することができます。この"安全+効率"のストーリーは、AptosがRWA市場で際立つことを可能にします。

2024年7月、AptosはOndo FinanceのUSDYをエコシステムに導入し、主要なDEXおよび貸出アプリに統合すると公式に発表しました。3月10日現在、AptosにおけるUSDYの時価総額は約1500万ドルで、USDYの総時価総額の約2.5%を占めています。2024年10月、Aptosはフランクリン・テンプルトンがAptos Network上でBENJIトークンを代表とするフランクリンのオンチェーン米国政府マネーマーケットファンド(FOBXX)をローンチしたと発表しました。さらに、AptosはLibreと協力して証券のトークン化を推進し、Brevan Howard、BlackRock、およびHamilton Laneの投資ファンドをオンチェーン化し、機関投資家のアクセスを強化します。

ステーブルコイン決済

ステーブルコインの支払いは、取引の最終性と資産の安全性を確保する必要があります。AptosのMove言語はリソースモデルを通じて二重支払いを防ぎ、各ステーブルコインの送金の正確性を保証します。例えば、ユーザーがAptos上でUSDCを使用して支払う際、取引の状態更新は厳格に保護されており、コントラクトの脆弱性による資金の損失を避けます。さらに、Aptosの低Gas費用(高TPSによるコストの分散のおかげ)により、小額支払いのシナリオにおいて非常に競争力があります。ある公链の高Gas費用はその支払いアプリケーションを制限し、他の公链はコストが低いものの、ネットワークの過負荷時の取引の廃棄リスクがユーザー体験に影響を与える可能性があります。Aptosのメモリプールの事前ソートとBlock-STMは、支払い取引の安定性と低遅延を保証します。

PayFiとステーブルコインの支払いは、分散化と規制コンプライアンスの両方を考慮する必要があります。AptosBFTの分散化コンセンサスは中央集権的なリスクを低減し、そのモジュール化アーキテクチャは開発者がKYC/AMLチェックを組み込むことをサポートします。例えば、ステーブルコインの発行者はAptos上にコンプライアンス契約を展開し、取引が地元の規制に従っていることを保証しつつ、ネットワークの効率を犠牲にしません。この点は、いくつかのパブリックチェーンの中央集権的な中継モデルよりも優れており、他のパブリックチェーンの提案者が主導する潜在的なコンプライアンスの弱点を補完します。Aptosのバランスの取れた設計は、金融機関が参入するのにより適しています。

AptosのPayFiとステーブルコイン決済分野における潜在能力は、「安全、高効率、コンプライアンス」の三位一体にあります。今後、ステーブルコインの大規模な採用を継続的に推進し、クロスボーダー決済ネットワークを構築していきます。

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コメント
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OnChainArchaeologistvip
· 08-01 18:02
ムーブマニア
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FortuneTeller42vip
· 08-01 17:47
並行実行は本当にすごい
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MEVSupportGroupvip
· 08-01 10:10
moveはダメだと早く言っておけばよかった
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ForkItAllvip
· 07-31 09:05
アプトスエターナルゴッド~
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BlockchainDecodervip
· 07-29 18:32
2022年のMITブロックチェーン論文の性能データによると、Aptosの並列度はさらに検証が必要です。
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BoredWatchervip
· 07-29 18:31
ブロックチェーンを長く遊んでいると、こうなります。
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BlockchainBardvip
· 07-29 18:19
MOVEは世界最高です
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MoonBoi42vip
· 07-29 18:19
ああ、この波には本当に何かがありますね。
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DuskSurfervip
· 07-29 18:06
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