Аналіз відмінностей публічних ланцюгів з точки зору життєвого циклу транзакцій

Порівняння технічних відмінностей між Move, Aptos та іншими публічними блокчейнами може здаватися складним через різну глибину спостереження. Загальний аналіз часто не здатний поглибити розуміння, тоді як детальне вивчення коду може призвести до втрати глобальної перспективи. Щоб швидко і точно зрозуміти відмінності Aptos від інших публічних блокчейнів, надзвичайно важливо вибрати правильну точку входу.

Життєвий цикл однієї транзакції безперечно є найкращою точкою входу. Аналізуючи повний процес транзакції від створення до остаточного оновлення статусу — включаючи створення та ініціювання, трансляцію, впорядкування, виконання та оновлення статусу — ми можемо чітко зрозуміти дизайн публічних блокчейнів та технічні компроміси. Відштовхуючись від цього, можна зрозуміти основні концепції різних публічних блокчейнів; рухаючись вперед, можна дослідити, як розробляти привабливі для ринку додатки на Aptos.

Усі транзакції в блокчейні обертаються навколо цих п'яти кроків, а ця стаття зосередиться на Aptos, аналізуючи його унікальний дизайн та порівнюючи ключові відмінності з Ethereum і Solana.

Aptos: оптимістичний паралелізм та високоефективний дизайн

Aptos є високопродуктивним публічним блокчейном, чий життєвий цикл транзакцій подібний до Ethereum, але досягає значного підвищення за рахунок унікального оптимістичного паралельного виконання та оптимізації пулу пам'яті. Ось ключові етапи життєвого циклу транзакцій на Aptos:

створення та ініціювання

Мережа Aptos складається з легких вузлів, повних вузлів та валідаторів. Користувачі ініціюють транзакції через легкі вузли (як-от гаманці або додатки), легкі вузли пересилають транзакції найближчим повним вузлам, які потім синхронізуються з валідаторами.

трансляція

Aptos зберігає пам'ятковий пул, але після QuorumStore пам'яткові пули не поділяються. На відміну від Ethereum, його пам'ятковий пул не є лише буфером для транзакцій. Після того, як транзакція потрапляє до пам'яткового пулу, система попередньо сортує її відповідно до правил (наприклад, FIFO або витрати Gas), щоб забезпечити відсутність конфліктів під час подальшого паралельного виконання. Такий дизайн уникає високих вимог до апаратного забезпечення, які потребує Solana для попереднього оголошення наборів читання та запису.

сортування

Aptos використовує консенсус AptosBFT, при цьому пропонент принципово не може вільно впорядковувати транзакції, aip-68 надає пропоненту додаткове право заповнювати затримані транзакції. Попереднє впорядкування пам'яті вже завершило уникнення конфліктів, а генерація блоків більше залежить від співпраці між валідаторами, а не від домінування пропонента.

виконання

Aptos використовує технологію Block-STM для реалізації оптимістичного паралельного виконання. Транзакції вважаються такими, що не мають конфліктів, і обробляються одночасно; якщо під час виконання виявляються конфлікти, постраждалі транзакції повторно виконуються. Цей підхід використовує багатоядерні процесори для підвищення ефективності, TPS може досягати 160,000.

оновлення статусу

Стан синхронізації валідаторів, остаточність підтверджується через контрольні точки, подібно до механізму Epoch в Ethereum, але з більшою ефективністю.

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

Ефір: Бенчмарк послідовного виконання

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

Життєвий цикл транзакцій Ethereum

• Створення та ініціювання: Користувач ініціює транзакцію через гаманець за посередництвом релейного шлюзу або RPC-інтерфейсу.

• Г broadcasting: Транзакція потрапляє в загальний пул пам'яті, чекаючи на пакування.

• Сортування: Після оновлення PoS, будівельники блоків упаковують транзакції згідно з принципом максимізації прибутку, подаючи їх пропонуючому після аукціону на проміжному рівні.

• Виконання: EVM послідовно обробляє транзакції, оновлює стан в один потік.

• Оновлення статусу: Блок має бути підтверджений через дві контрольні точки для підтвердження остаточності.

Обмеження продуктивності, пов'язані з послідовним виконанням та дизайном пулу пам'яті Ethereum, призводять до часу блоку в 12 секунд/слот і низького TPS. У порівнянні з цим, Aptos досяг якісного стрибка завдяки паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті.

Solana: максимальна оптимізація з детермінованим паралелізмом

Solana відома своєю високою продуктивністю, її життєвий цикл транзакцій значно відрізняється від Aptos, особливо в контексті пулу пам'яті та способу виконання.

Життєвий цикл торгівлі Solana

• Створення та ініціювання: користувач ініціює транзакцію через гаманець.

• Трансляція: без загального пулу пам'яті, транзакції надсилаються безпосередньо до поточного та наступних двох пропонентів.

• Сортування: Пропоненти упаковують блоки на основі PoH (Proof of History), час блоку складає лише 400 мілісекунд.

• Виконання: Віртуальна машина Sealevel використовує детерміністичне паралельне виконання, необхідно заздалегідь оголосити набори читання та запису, щоб уникнути конфліктів.

• Оновлення статусу: Швидке підтвердження BFT консенсусу.

Причина, чому Solana не використовує пул пам'яті, полягає в тому, що пул пам'яті може стати вузьким місцем продуктивності. Відсутність пулу пам'яті, а також унікальний консенсус PoH Solana дозволяють вузлам швидко досягати консенсусу щодо порядку транзакцій, уникаючи необхідності чергувати транзакції в пулі пам'яті, тому транзакції можуть виконуватись майже миттєво. Однак це також означає, що під час перевантаження мережі транзакції можуть бути скинуті, а не чекати, і користувачам потрібно буде повторно відправити їх.

На відміну від цього, оптимістичне паралельне виконання Aptos не вимагає оголошення наборів читання та запису, поріг для вузлів є нижчим, а TPS є вищим.

Два шляхи паралельного виконання: Aptos проти Solana

Виконання угоди представляє собою оновлення стану блоку, це процес перетворення команди ініціювання угоди в стан з остаточним статусом. Як розуміти цю зміну? Вузол припускає, що угода успішна, обчислює її вплив на стан мережі, цей обчислювальний процес і є виконанням.

Отже, паралельне виконання в блокчейні означає процес одночасного обчислення стану мережі багато-ядерним процесором. У поточному ринку паралельне виконання поділяється на два види: детерміноване паралельне виконання та оптимістичне паралельне виконання. Різниця між цими двома напрямками розробки полягає в тому, як забезпечити відсутність конфліктів паралельних транзакцій — тобто чи існують залежності між транзакціями.

Отже, видно, що визначення моменту конфлікту залежностей паралельних транзакцій у життєвому циклі торгівлі — це те, що визначає розподіл між двома напрямками розробки: детерміноване паралельне виконання та оптимістичне паралельне виконання. Aptos і Solana вибрали різні напрямки:

• Детерміноване паралельне оброблення (Solana): перед трансакцією необхідно оголосити колекцію читання/запису, двигун Sealevel обробляє безконфліктні трансакції паралельно на основі оголошення, конфліктні трансакції виконуються послідовно. Перевага в ефективності, недолік у високих вимогах до апаратного забезпечення.

• Оптимістичне паралельне виконання (Aptos): припускаючи, що транзакції не конфліктують, Block-STM виконує паралельне виконання з подальшою верифікацією, якщо є конфлікти, то повторює. Передсортування в пулі пам'яті знижує ризик конфліктів, зменшуючи навантаження на вузли.

Приклад: Баланс рахунку A 100, транзакція 1 перевести 70 на B, транзакція 2 перевести 50 на C. Solana підтверджує конфлікти заздалегідь через декларацію, обробляючи за порядком; Aptos, якщо після паралельного виконання виявляє недостатність балансу, переосмислює. Гнучкість Aptos робить його більш масштабованим.

Оптимістичне паралельне завершення підтвердження конфліктів через пул пам'яті

Оптимістична паралельність полягає в припущенні, що транзакції, що обробляються паралельно, не будуть конфліктувати, тому на стороні застосунку немає необхідності подавати заяву про транзакцію перед її виконанням. Якщо під час перевірки після виконання транзакції виявляється конфлікт, Block-STM повторно виконає транзакції, що підлягають впливу, для забезпечення узгодженості.

Однак на практиці, якщо заздалегідь не підтвердити, чи є конфлікти в залежностях транзакцій, під час реального виконання може виникнути безліч помилок, що призводить до затримок у роботі публічної мережі. Тому оптимістичний паралелізм не є простою гіпотезою, що транзакції не конфліктують, а є етапом, на якому заздалегідь мінімізовано ризики, і цей етап - етап трансляції транзакцій.

На Aptos, після того як транзакції потрапляють у публічний пул пам'яті, вони попередньо сортуються відповідно до певних правил (такі як FIFO та вартість газу), щоб забезпечити, що транзакції в одному блоці не будуть конфліктувати під час паралельного виконання. Отже, можна побачити, що пропоненти Aptos насправді не мають можливості сортування транзакцій, і в мережі немає побудовників блоків. Це попереднє сортування транзакцій є ключовим для реалізації оптимістичної паралельності в Aptos. На відміну від Solana, яка повинна запроваджувати декларацію транзакцій, Aptos не потребує цього механізму, тому вимоги до продуктивності вузлів значно знижуються. Щодо витрат мережі на забезпечення несуперечності транзакцій, вплив приєднання до пулу пам'яті на TPS Aptos значно менший, ніж витрати, пов'язані з введенням декларації транзакцій у Solana. Таким чином, TPS Aptos може досягати 160,000, що більше ніж у два рази перевищує Solana. Вплив попереднього сортування транзакцій ускладнює захоплення MEV на Aptos, що має як переваги, так і недоліки для користувачів.

Наратив на основі безпеки є напрямком розвитку Aptos

RWA

Aptos активно просуває токенізацію реальних активів та рішення для інституційних фінансів. На відміну від Ethereum, Block-STM Aptos може паралельно обробляти кілька транзакцій з переміщення активів, уникаючи затримок у підтвердженні прав власності, викликаних перевантаженням мережі. На деяких публічних блокчейнах, незважаючи на швидкість транзакцій, відсутність дизайну пам'яті може призвести до скидання транзакцій під час перевантаження мережі, що вплине на стабільність підтвердження прав власності (RWA). Попереднє сортування пам'яті Aptos гарантує, що транзакції входять до виконання у порядку, навіть під час пікових навантажень, зберігаючи надійність записів активів. RWA потребує складної підтримки смарт-контрактів, таких як розподіл активів, розподіл доходів та перевірка відповідності. Модульний дизайн і безпека мови Move дозволяють розробникам легше створювати надійні програми RWA. У порівнянні, складність розробки контрактів на деяких публічних блокчейнах та ризики вразливостей підвищують витрати на розробку, тоді як програмні мови інших публічних блокчейнів, хоча й ефективні, вимагають від розробників високої кривої навчання. Екологічна дружність Aptos має потенціал залучити більше RWA проектів, створюючи позитивний цикл. Потенціал Aptos у сфері RWA полягає у поєднанні безпеки та продуктивності. У майбутньому він може зосередитися на співпраці з традиційними фінансовими установами для токенізації високовартісних активів, таких як облігації та акції, використовуючи мову Move для створення стандартів токенізації з високою відповідністю. Ця наратив "безпека + ефективність" дозволить Aptos виділитися на ринку RWA.

У липні 2024 року Aptos офіційно оголосив про інтеграцію USDY від Ondo Finance в екосистему, а також про інтеграцію на основних DEX та кредитних додатках. Станом на 10 березня, ринкова капіталізація USDY на Aptos становила приблизно 15 мільйонів доларів США, що становить близько 2,5% від загальної ринкової капіталізації USDY. У жовтні 2024 року Aptos оголосив, що Franklin Templeton запустив на Aptos Network фонд грошового ринку уряду США (FOBXX), представлений токеном BENJI. Крім того, Aptos співпрацює з Libre для просування токенізації цінних паперів, переводячи інвестиційні фонди Brevan Howard, BlackRock та Hamilton Lane на блокчейн, що підвищує доступ інституційних інвесторів.

оплата стейблкоїнами

Платежі стабільною валютою повинні забезпечувати остаточність транзакцій і безпеку активів. Мова Move Aptos за допомогою моделі ресурсів запобігає подвійним витратам, забезпечуючи точність кожного переказу стабільної валюти. Наприклад, коли користувач використовує USDC на Aptos для оплати, оновлення статусу транзакції підлягає суворому захисту, щоб уникнути втрати коштів через вразливості контракту. Крім того, низькі збори за Gas на Aptos (завдяки високій TPS, що розподіляє витрати) роблять його дуже конкурентоспроможним у сценаріях малих платежів. Високі збори за Gas на деяких публічних блокчейнах обмежують їхні платіжні застосунки, тоді як інші публічні блокчейни, хоча і з низькими витратами, можуть піддавати ризику відкидання транзакцій під час перевантаження мережі, що може вплинути на досвід користувачів. Попередній сортування в пулі пам'яті Aptos і Block-STM забезпечують стабільність і низьку затримку платіжних транзакцій.

Платежі PayFi та стабільні монети повинні поєднувати децентралізацію та регуляторну відповідність. Децентралізований консенсус AptosBFT знижує ризики централізації, одночасно його модульна архітектура підтримує розробників у впровадженні перевірок KYC/AML. Наприклад, емітент стабільної монети може розгорнути контракт відповідності на Aptos, щоб забезпечити відповідність транзакцій місцевим нормам, не жертвуючи ефективністю мережі. Це є перевагою перед централізованими релейними моделями деяких публічних блокчейнів, а також компенсує потенційні недоліки відповідності, пов'язані з домінуванням пропонентів інших публічних блокчейнів. Збалансований дизайн Aptos робить його більш придатним для входження фінансових установ.

Потенціал Aptos у сфері PayFi та платежів стабільними монетами полягає в "безпеці, ефективності та відповідності" трьохсторонньому підходу. У майбутньому буде продовжено сприяти масовому прийняттю стабільних монет та створенню мережі трансакцій через кордони,