Глибокий аналіз технологічних відмінностей Aptos та основних публічних блокчейнів

Порівняння технічних характеристик різних публічних блокчейнів може здаватися нудним або однобоким в залежності від точки зору. Щоб швидко і точно зрозуміти відмінності між Aptos та іншими публічними блокчейнами, важливо вибрати відповідну точку входу.

Життєвий цикл угоди є найкращим поглядом для аналізу відмінностей публічних блокчейнів. Досліджуючи повний процес угоди від створення до остаточного підтвердження, включаючи етапи створення та ініціації, трансляції, сортування, виконання та оновлення статусу, ми можемо чітко зрозуміти концепцію дизайну та технічні компроміси кожного публічного блокчейну. Виходячи з цього, можна зрозуміти основні концепції різних публічних блокчейнів; вперед можна досліджувати, як розробити привабливі для ринку застосунки на Aptos.

Усі транзакції в блокчейні обертаються навколо п'яти етапів. У цій статті ми зосередимося на Aptos, проаналізуємо його унікальний дизайн та порівняємо з Ethereum та Solana.

Aptos: оптимістичний паралелізм та висока продуктивність дизайну

Aptos є високопродуктивним публічним блокчейном, чий життєвий цикл транзакцій подібний до Ethereum, але завдяки унікальному оптимістичному паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті досягнуто значних покращень у продуктивності. Нижче наведено 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 (такі як гаманці або додатки), легкі вузли пересилають транзакції найближчим повним вузлам, а повні вузли синхронізуються з валідаторами.

трансляція

Aptos зберігає пул пам'яті, але після QuorumStore між пулами пам'яті більше не відбувається обміну. На відміну від Ethereum, його пул пам'яті не лише буфер для транзакцій. Після того, як транзакція потрапляє в пул пам'яті, система попередньо сортує її відповідно до встановлених правил (наприклад, за принципом «перший прийшов — перший пішов» або за витратами Gas), щоб забезпечити відсутність конфліктів під час подальшого паралельного виконання. Такий дизайн уникає потреби у високих апаратних вимогах для завчасного оголошення набору читання та запису.

сортування

Aptos використовує механізм консенсусу AptosBFT, в якому пропонент в принципі не може вільно сортувати транзакції, але aip-68 наділяє пропонента додатковим правом заповнювати затримані транзакції. Оскільки попереднє сортування в пам'яті вже завершено для уникнення конфліктів, створення блоків більше залежить від співпраці між валідаторами, а не від домінування пропонента.

виконати

Aptos використовує технологію Block-STM для реалізації оптимістичного паралельного виконання. Транзакції вважаються такими, що не конфліктують, і обробляються одночасно, якщо під час виконання виявлено конфлікт, то транзакції, які зазнали впливу, будуть повторно виконані. Цей підхід повністю використовує багатоядерні процесори для підвищення ефективності, TPS може досягати 160,000.

оновлення стану

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

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

Ефір: Бенчмарк послідовного виконання

Ефіріум, як засновник смарт-контрактів, є вихідною точкою технології публічних ланцюгів, а його життєвий цикл транзакцій забезпечує базову структуру для розуміння Aptos.

Життєвий цикл транзакцій Ethereum

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

• Трансляція: Торгівля входить у публічний пул пам'яті, чекаючи на упаковку.

• Сортування: Після оновлення PoS, будівельники блоків упакують транзакції відповідно до принципу максимізації прибутку, після чого подають їх пропозиціонеру через аукціон на релейному рівні.

• Виконання: EVM послідовно обробляє транзакції, оновлення стану в одноточковому режимі.

• Оновлення статусу: Блок має бути підтверджений через два контрольні пункти для підтвердження остаточності.

Обмеження серійного виконання та дизайну пам'яті Ethereum знизили його продуктивність, час блоку становить 12 секунд/слот, TPS є низьким. У порівнянні, Aptos досяг якісного стрибка завдяки паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті.

Solana: визначена паралельна оптимізація

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 ініціація: Користувач ініціює транзакцію через гаманець.

• Трансляція: немає публічного пулу пам'яті, транзакції надсилаються безпосередньо поточному та двом наступним пропозиціонерам.

• Сортування: Пропонент пакує блоки на основі PoH (Proof of History), час блоку лише 400 мс.

• Виконання: Віртуальна машина Sealevel використовує детерміністське паралельне виконання, потрібно заздалегідь оголосити набори читань і записів, щоб уникнути конфліктів.

• Оновлення статусу: швидке підтвердження BFT-консенсусу.

Solana не використовує пам'яті пулу, оскільки пам'ять пулу може стати вузьким місцем продуктивності. Через відсутність пам'яті пулу та унікальний консенсус PoH Solana, вузли можуть швидко досягати консенсусу щодо порядку транзакцій, уникаючи потреби в черзі транзакцій у пам'яті пулу, транзакції майже можуть здійснюватися миттєво. Однак це також означає, що під час перевантаження мережі транзакції можуть бути скинуті, а не чекати, користувачам потрібно повторно надсилати.

На відміну від цього, оптимістичний паралелізм Aptos не вимагає оголошення наборів читання і запису, поріг входу для вузлів нижчий, але TPS вищий.

Два шляхи паралельного виконання: Aptos проти Solana

Виконання транзакції представляє собою оновлення стану блоку, є процесом перетворення команди ініціювання транзакції в стан з остаточним статусом. Як зрозуміти цю зміну? Вузол припускає, що транзакція успішна, обчислює її вплив на стан мережі, цей процес обчислення і є виконанням.

Отже, паралельне виконання в блокчейні означає процес, при якому багато ядерний процесор одночасно обробляє стан мережі. На сьогоднішньому ринку паралельне виконання поділяється на дві категорії: детерміністичне паралельне виконання та оптимістичне паралельне виконання. Різниця між цими двома напрямками розробки полягає в тому, як забезпечити, щоб паралельні транзакції не конфліктували – тобто, чи існує залежність між транзакціями.

З цього видно, що час визначення конфліктів залежностей паралельних транзакцій під час життєвого циклу транзакцій визначає диференціацію між детерміністським паралельним виконанням та оптимістичним паралельним виконанням. Aptos та Solana обрали різні напрямки:

• Детермінований паралелізм (Solana): перед трансляцією транзакції необхідно оголосити набори для читання і запису, двигун Sealevel обробляє паралельно неконфліктуючі транзакції на основі оголошення, конфліктуючі транзакції виконуються послідовно. Перевага - ефективність, недолік - високі вимоги до апаратного забезпечення.

• Оптимістичний паралелізм (Aptos): передбачається, що транзакції не мають конфліктів, блоки STM виконуються паралельно і потім перевіряються, якщо виникають конфлікти, то повторюються. Попередня сортировка в пам’яті зменшує ризик конфліктів, а навантаження на вузли зменшується.

Приклад: баланс рахунку A 100, транзакція 1 переказує 70 B, транзакція 2 переказує 50 C. Solana підтверджує конфлікти заздалегідь через заяву та обробляє за порядком; Aptos виконує паралельно, а якщо виявляє недостатність балансу, коригує повторно. Гнучкість Aptos робить його більш масштабованим.

Оптимістичне паралельне виконання підтвердження конфліктів через пул пам'яті

Оптимістична паралельність ґрунтується на припущенні, що паралельно оброблені транзакції не будуть конфліктувати, тому на стороні застосунку немає потреби подавати заяву про транзакцію до її виконання. Якщо під час перевірки після виконання транзакції виявляється конфлікт, Block-STM повторно виконує транзакції, що постраждали, щоб забезпечити узгодженість.

Однак на практиці, якщо заздалегідь не підтвердити, чи є конфлікти в залежностях транзакцій, під час реального виконання можуть виникнути численні помилки, що призведе до затримки роботи публічної блокчейн-мережі. Таким чином, оптимістичне паралельне виконання не є простим припущенням про відсутність конфліктів у транзакціях, а є етапом, на якому заздалегідь уникають ризиків, і цей етап є етапом трансляції транзакцій.

На Aptos, після того як транзакції потрапляють у загальний пул пам'яті, вони попередньо сортуються відповідно до певних правил (таких як принцип «перший прийшов — перший пішов» та висота Gas-витрат), щоб забезпечити, що транзакції в одному блоці не конфліктують під час паралельного виконання. Це свідчить про те, що пропоненти Aptos насправді не мають можливості сортування транзакцій, а в мережі немає будівельників блоків. Це попереднє сортування транзакцій є ключем до реалізації оптимістичного паралелізму Aptos. На відміну від Solana, яка потребує впровадження заявок на транзакції, Aptos не вимагає цього механізму, що значно знижує вимоги до продуктивності вузлів. Що стосується витрат мережі для забезпечення несуперечності транзакцій, вплив додавання пулу пам'яті Aptos на TPS значно менший, ніж витрати, пов'язані з впровадженням заявок на транзакції в Solana. Таким чином, TPS Aptos може досягати 160,000, що більше ніж удвічі перевищує Solana. Вплив попереднього сортування транзакцій ускладнює захоплення MEV на Aptos, що має свої плюси і мінуси для користувачів.

Наратив, заснований на безпеці, є напрямком розвитку Aptos

RWA

Aptos активно просуває токенізацію реальних активів та рішення для інституційного фінансування. На відміну від Ethereum, Block-STM Aptos може паралельно обробляти кілька транзакцій з передачею активів, уникаючи затримки в підтвердженні прав власності через затори в мережі. На деяких платформах, незважаючи на швидкість транзакцій, відсутність дизайну меморі-пулу може призвести до скидання транзакцій під час перевантаження мережі, що вплине на стабільність підтвердження прав власності на RWA. Попередня сортировка меморі-пулу Aptos забезпечує порядок виконання транзакцій, навіть під час пікових навантажень, підтримуючи надійність записів активів.

RWA потребує складної підтримки смарт-контрактів, наприклад, розподілу активів, розподілу доходів та перевірки відповідності. Модульний дизайн і безпека мови Move дозволяють розробникам легше створювати надійні RWA додатки. На фоні цього, складність мов програмування на деяких платформах і ризики вразливостей збільшують витрати на розробку, тоді як на інших платформах програмування хоча й ефективне, але вимагає високої кривої навчання для розробників. Екологічна дружелюбність Aptos має всі шанси залучити більше RWA проектів, що призведе до позитивного циклу.

Потенціал Aptos у сфері RWA полягає в поєднанні безпеки та продуктивності. У майбутньому він може зосередитися на співпраці з традиційними фінансовими установами, щоб перевести на блокчейн високоліквідні активи, такі 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 свою 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, що складає 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, щоб перенести інвестиційні фонди кількох інвестиційних компаній на блокчейн, що покращить доступ для інституційних інвесторів.

платіж стабільною монетою

Платежі стабільними монетами повинні забезпечувати остаточність транзакцій і безпеку активів. Мова Move Aptos через модель ресурсів запобігає подвійним витратам, забезпечуючи точність кожного переказу стабільної монети. Наприклад, коли користувач здійснює платіж USDC на Aptos, оновлення статусу транзакції суворо захищене, щоб уникнути втрати коштів через вразливості контракту. Крім того, низькі комісії Gas Aptos (завдяки високій TPS, що розподіляє витрати) роблять його надзвичайно конкурентоспроможним у сценаріях малих платежів. Високі комісії Gas деяких публічних блокчейнів обмежують їх платіжні застосунки, тоді як інші публічні блокчейни, хоч і з низькими витратами, можуть мати ризик втрати транзакцій під час перевантаження мережі, що може вплинути на користувацький досвід. Передсортування пам’яті Aptos і Block-STM забезпечують стабільність і низьку затримку платіжних транзакцій.

PayFi та стабільні монети повинні враховувати як децентралізацію, так і регуляторну відповідність. Децентралізований консенсус AptosBFT знижує ризики централізації, в той час як його модульна архітектура підтримує розробників у впровадженні перевірок KYC/AML. Наприклад, емітент стабільної монети може розгорнути комплаєнс-контракт на Aptos, щоб забезпечити відповідність транзакцій місцевим правилам, не жертвуючи ефективністю мережі. Це є перевагою над централізованими релейними моделями деяких публічних блокчейнів і компенсує потенційні недоліки комплаєнсу, запропоновані домінуючими учасниками інших публічних блокчейнів. Збалансований дизайн Aptos робить його більш придатним для входу фінансових установ.

Потенціал Aptos у сфері PayFi та стабільних монет полягає в "безпеці, ефективності та відповідності" трьох складових. У майбутньому буде продовжено сприяти масовому впровадженню стабільних монет, створюючи мережу транскордонних платежів або співпрацюючи з платіжними гігантами для розробки системи розрахунків на блокчейні. Високий TPS та низькі витрати також підтримують мікроплатежі, такі як миттєві винагороди для творців контенту. Наратив Aptos може зосередитися на "інфраструктурі наступного покоління для платежів", залучаючи двосторонній трафік з боку підприємств і користувачів.

Aptos в безпеці