Глибокий аналіз технічних відмінностей між Ethereum, Solana та Aptos

Обговорення технічних відмінностей між Move, Aptos та іншими публічними блокчейнами може здаватися нудним через різну глибину спостережень. Загальний аналіз неминуче залишається на поверхні, а глибоке занурення в код може призвести до того, що ми бачимо лише дерева, а не ліс. Щоб швидко та точно зрозуміти різницю між Aptos та іншими публічними блокчейнами, надзвичайно важливо вибрати правильну точку входу.

Життєвий цикл транзакції є ідеальною аналітичною перспективою. Аналізуючи повний процес транзакції від створення до остаточного оновлення стану — включаючи створення та ініціювання, трансляцію, сортування, виконання та оновлення стану — можна чітко зрозуміти концепцію дизайну публічних блокчейнів та технологічні компроміси. На цій основі можна зрозуміти основні наративи різних публічних блокчейнів; вперед можна досліджувати, як будувати привабливі застосунки на Aptos.

Усі транзакції в блокчейні відбуваються навколо п'яти етапів. У цій статті буде проаналізовано унікальний дизайн Aptos та зроблено порівняння з Ethereum і Solana.

Aptos: оптимістичний паралелізм і висока продуктивність

Aptos є публічною мережею, що акцентує увагу на високій продуктивності, її життєвий цикл транзакцій подібний до Ethereum, але значне підвищення продуктивності досягається завдяки унікальному оптимістичному паралельному виконанню та оптимізації пулу пам'яті. Нижче наведено ключові етапи життєвого циклу транзакцій на Aptos:

Створення та ініціювання

Мережа Aptos складається з легких вузлів, повних вузлів і 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 між пулами пам'яті не відбувається обміну після QuorumStore. На відміну від Ethereum, його пул пам'яті не є лише буфером транзакцій. Після того як транзакції потрапляють у пул пам'яті, система попередньо сортує їх відповідно до правил (наприклад, за принципом "перший прийшов – перший вийшов" або за витратами газу), щоб забезпечити відсутність конфліктів під час подальшого паралельного виконання. Такий дизайн уникає високих апаратних вимог, що виникають при необхідності попередньо оголосити набори читання та запису.

сортування

Aptos використовує консенсус AptosBFT, пропонувальник принципово не може вільно сортувати транзакції, але може заповнити затримані транзакції. Попереднє сортування в пам'яті вже завершено для уникнення конфліктів, генерація блоків більше залежить від співпраці між валідаторами, а не від домінування пропонувальника.

виконати

Aptos використовує технологію Block-STM для реалізації оптимістичного паралельного виконання. Транзакції припускаються без конфліктів і обробляються одночасно, якщо під час виконання виявляються конфлікти, то постраждалі транзакції будуть повторно виконані. Цей підхід повністю використовує багатоядерні процесори для підвищення ефективності, TPS може досягати 160,000.

оновлення статусу

Стан синхронізації валідаторів, остаточність підтверджується контрольними точками, 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.

Ethereum: Бенчмарк послідовного виконання

Ethereum як засновник смарт-контрактів є точкою відліку технології публічних блокчейнів, а його життєвий цикл транзакцій надає базову структуру для розуміння Aptos.

Життєвий цикл транзакцій Ethereum

• Створення та ініціювання: користувачі ініціюють транзакції через гаманець за допомогою релейного шлюзу або RPC інтерфейсу.

• Трансляція: Транзакція входить у загальний пул пам'яті, чекаючи на упаковку.

• Сортування: Після оновлення PoS, будівельники блоків пакують транзакції відповідно до принципу максимізації прибутку, а після аукціону на релейному рівні подають їх пропонувальнику.

• Виконання: EVM послідовно обробляє транзакції, оновлення стану в один потік.

• Оновлення статусу: Блок має пройти два контрольні пункти для підтвердження остаточності.

Обмеження серійного виконання та дизайну пам'яті Ethereum знижують продуктивність, час блоку становить 12 секунд/слот, TPS є відносно низьким. На відміну від цього, Aptos досяг якісного стрибка завдяки паралельному виконанню та оптимізації пам'яті.

Solana: екстремальна оптимізація з детермінованим паралелізмом

Solana відзначається високою продуктивністю, її життєвий цикл транзакцій суттєво відрізняється від Aptos, особливо в пулі пам'яті та способі виконання.

Життєвий цикл торгівлі Solana

• Створення та ініціювання: користувач ініціює транзакцію через гаманець.

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

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

• Виконання: віртуальна машина Sealevel використовує детерміноване паралельне виконання, потрібно заздалегідь оголосити набір читання та запису, щоб уникнути конфліктів.

• Оновлення статусу: Швидке підтвердження BFT консенсусу.

Solana не використовує мемпул, щоб уникнути вузьких місць у продуктивності. Через відсутність мемпулу та унікальний консенсус PoH Solana, вузли можуть швидко досягати консенсусу щодо порядку трансакцій, уникаючи необхідності черги трансакцій у мемпулі, що дозволяє майже миттєво завершувати трансакції. Однак це також означає, що під час перевантаження мережі трансакції можуть бути відхилені замість того, щоб чекати, і користувачам необхідно повторно подавати.

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

Два шляхи паралельного виконання: Aptos проти Solana

Виконання транзакцій є оновленням стану блокчейну, це процес перетворення команди транзакції в кінцевий стан. Вузол припускає, що транзакція успішна, обчислює її вплив на стан мережі, цей обчислювальний процес і є виконанням.

Паралельне виконання в блокчейні означає одночасне обчислення стану мережі багатоядерними процесорами. Наразі на ринку паралельне виконання поділяється на два типи: детерміністське паралельне виконання та оптимістичне паралельне виконання. Різниця полягає в тому, як забезпечити, щоб паралельні транзакції не стикалися — тобто, чи існують залежності між транзакціями.

Визначення моменту конфлікту залежностей паралельних транзакцій визначає диференціацію двох напрямків розробки, Aptos і Solana обрали різні шляхи:

• Детермінований паралелізм (Solana): перед трансакцією потрібно оголосити набори читання та запису, двигун Sealevel обробляє безконфліктні трансакції паралельно на основі оголошення, конфліктні трансакції виконуються серійно. Перевага – ефективність, недолік – високі вимоги до апаратного забезпечення.

• Оптимістичний паралелізм (Aptos): припускаючи, що транзакції не конфліктують, Block-STM виконує паралельну перевірку, а у разі конфлікту - спробує знову. Попереднє сортування у пам'яті знижує ризик конфліктів, зменшуючи навантаження на вузли.

Приклад: Баланс рахунку A 100, транзакція 1 передає 70 B, транзакція 2 передає 50 C. Solana підтверджує конфлікти заздалегідь через декларації та обробляє в порядку; Aptos, якщо виявить недостатній баланс після паралельного виконання, повторно коригує. Гнучкість Aptos робить його більш масштабованим.

Оптимістичний паралелізм через пул пам'яті для раннього підтвердження конфліктів

Оптимістична паралельність базується на припущенні, що паралельно оброблювані транзакції не конфліктують, тому на стороні програми не потрібно подавати заяву про транзакцію до її виконання. Якщо під час валідації після виконання транзакції виявляється конфлікт, Block-STM повторно виконає постраждалі транзакції для забезпечення узгодженості.

Однак на практиці, якщо заздалегідь не підтвердити, чи є конфлікти у залежностях транзакцій, під час реального виконання може виникнути велика кількість помилок, що призведе до затримок у роботі публічної блокчейн-мережі. Тому оптимістичне паралельне виконання не є простим припущенням про відсутність конфліктів у транзакціях, а є заздалегідь вжитими заходами для уникнення ризиків на етапі трансляції транзакцій.

На Aptos, після входу транзакції в загальний пул пам'яті, вона попередньо сортується відповідно до певних правил (таких як принцип «перший прийшов – перший вийшов» та висота витрат на Gas), щоб забезпечити, що транзакції в одному блоці не конфліктують під час паралельного виконання. З цього видно, що пропоненти Aptos насправді не мають можливості сортування транзакцій, а в мережі також немає будівельників блоків. Це попереднє сортування транзакцій є ключем до досягнення оптимістичної паралельності в Aptos. На відміну від Solana, яка повинна вводити заяви про транзакції, Aptos не потребує цього механізму, тому вимоги до продуктивності вузлів значно знижуються. У забезпеченні відсутності конфліктів транзакцій витрати в мережі Aptos, що додаються до пулу пам'яті, значно менше впливають на TPS, ніж витрати, пов'язані з введенням заяв про транзакції в Solana. Таким чином, TPS Aptos може досягати 160 000, що перевищує Solana більш ніж вдвічі. Вплив попереднього сортування транзакцій ускладнює захоплення MEV на Aptos, що має як плюси, так 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 трансакцій з переказу активів, уникаючи затримок у правовстановленні, викликаних перевантаженням мережі. На деяких публічних блокчейнах, незважаючи на високу швидкість транзакцій, відсутність дизайну меморі-пулу може призвести до скидання транзакцій під час перевантаження мережі, що вплине на стабільність правовстановлення RWA. Попереднє сортування меморі-пулу Aptos забезпечує виконання транзакцій у порядку, навіть у пікові часи, підтримуючи надійність записів активів.

RWA потребує складної підтримки смарт-контрактів, таких як розподіл активів, розподіл доходів та перевірка відповідності. Модульний дизайн та безпека мови Move дозволяють розробникам легше створювати надійні RWA додатки. У порівнянні, складність мов контрактів деяких публічних ланцюгів та ризики вразливостей збільшують витрати на розробку, тоді як програмні мови інших публічних ланцюгів, хоча й ефективні, мають високі вимоги до навчальної кривої для розробників. Екологічна дружність Aptos має надію залучити більше RWA проектів до реалізації, формуючи позитивний цикл.

Потенціал Aptos у сфері RWA полягає в поєднанні безпеки та продуктивності. У майбутньому він може зосередитися на співпраці з традиційними фінансовими установами, переводячи на блокчейн високовартісні активи, такі як облігації та акції, використовуючи мову Move для створення стандартів токенізації з високою відповідністю. Такий наратив "безпека + ефективність" дозволить Aptos вирізнятися на ринку RWA.

У липні 2024 року Aptos офіційно оголосив про впровадження USDY на певній платформі та інтеграцію його в основні DEX і програми кредитування. Станом на 10 березня, ринкова капіталізація USDY на Aptos становила близько 15 мільйонів доларів, що приблизно дорівнює 2,5% від загальної ринкової капіталізації USDY. У жовтні 2024 року Aptos оголосив, що певна компанія з управління активами запустила на Aptos Network фонд грошового ринку уряду США, представлений токеном BENJI (FOBXX). Крім того, Aptos співпрацює з певною платформою для просування токенізації цінних паперів, переводячи інвестиційні фонди кількох інвестиційних компаній на блокчейн, що покращує доступ для інституційних інвесторів.

Платежі в стабільних монетах

Платежі стейблкоїнами повинні забезпечувати фінальність транзакцій та безпеку активів. Мова Move від Aptos через модель ресурсів запобігає подвійним витратам, забезпечуючи точність кожного переказу стейблкоїну. Наприклад, коли користувач здійснює платіж стейблкоїном на Aptos, оновлення статусу транзакції підлягає суворому захисту, запобігаючи втраті коштів через вразливості контрактів. Крім того, низькі витрати на газ Aptos (завдяки високій TPS, яка розподіляє витрати) роблять його надзвичайно конкурентоспроможним у сценаріях малих платежів. Високі витрати на газ у деяких публічних блокчейнах обмежують їх платіжні застосунки, тоді як інші публічні блокчейни, хоч і з низькими витратами, можуть зазнати ризику скидання транзакцій під час перевантаження мережі, що може вплинути на досвід користувача. Пре-сортування в пам'яті Aptos та Block-STM забезпечують стабільність і низьку затримку платіжних транзакцій.

PayFi та стабільні монети повинні поєднувати децентралізацію та регуляторну відповідність. Децентралізований консенсус AptosBFT знижує ризики централізації, водночас його модульна архітектура підтримує розробників у впровадженні перевірок KYC/AML. Наприклад, емітент стабільної монети може розгортати комплаєнс-контракти на Aptos, щоб забезпечити відповідність транзакцій місцевим нормативним актам, не жертвуючи ефективністю мережі. Це є перевагою над централізованими релейними моделями деяких публічних блокчейнів і компенсує потенційні недоліки у 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 тріаді "безпека, ефективність, відповідність". У майбутньому буде продовжено просування масового прийняття стабільних монет, створення мережі міжнародних платежів або співпраця з платіжними гігантами для розробки системи розрахунків на базі блокчейну. Висока TPS та низькі витрати також підтримають мікроплатіжні сценарії, такі як реальні чаї для творців контенту. Наратив Aptos може зосередитися на "інфраструктурі платежів нового покоління", приваблюючи двосторонній потік підприємств і користувачів.

Переваги Aptos у безпеці — попередня сортировка пулу пам'яті, Block-STM, AptosBFT та мова Move — не лише підвищують стійкість до атак, а й закладають міцний фундамент для наративу RWA та PayFi. У сфері RWA її висока безпека та пропускна здатність підтримують токенізацію активів та масові транзакції; у PayF