Análisis profundo del ciclo de vida de las transacciones: diferencias técnicas entre Ethereum, Solana y Aptos

Comparar las características técnicas de diferentes cadenas de bloques puede parecer monótono o unilateral debido a diferentes perspectivas. Para comprender completamente las diferencias entre Aptos y otras cadenas de bloques, utilizar el ciclo de vida de las transacciones como punto de entrada es una buena opción. Al analizar el proceso completo de una transacción desde su creación hasta la actualización final del estado, incluyendo la creación e inicio, la difusión, el ordenamiento, la ejecución y la actualización del estado, podemos comprender claramente la filosofía de diseño y las elecciones tecnológicas de cada cadena de bloques.

Todas las transacciones de blockchain giran en torno a estos cinco pasos. Este artículo se centrará en Aptos, analizando su diseño único y comparándolo con Ethereum y Solana.

Aptos: diseño optimista en paralelo y de alto rendimiento

Aptos es una cadena pública centrada en el alto rendimiento; aunque su ciclo de vida de las transacciones es similar al de Ethereum, ha logrado un aumento significativo en el rendimiento mediante la ejecución paralela optimista única y la optimización del pool de memoria.

Crear e iniciar

La red Aptos está compuesta por nodos ligeros, nodos completos y validadores. Los usuarios inician transacciones a través de nodos ligeros ( como billeteras o aplicaciones ), los nodos ligeros reenvían las transacciones a los nodos completos cercanos, y los nodos completos sincronizan con los validadores.

transmisión

Aptos ha mantenido el pool de memoria, pero después de QuorumStore, los pools de memoria ya no se comparten. A diferencia de Ethereum, el pool de memoria de Aptos no es solo un buffer de transacciones. Una vez que las transacciones ingresan al pool de memoria, el sistema las preordena según ciertas reglas ( como FIFO o tarifas de Gas ), asegurando que no haya conflictos durante la ejecución paralela posterior. Este diseño evita la alta demanda de hardware que requiere Solana al declarar por adelantado los conjuntos de lectura y escritura.

orden

Aptos utiliza el consenso AptosBFT, donde el proponente no puede ordenar libremente las transacciones. AIP-68 otorga al proponente el derecho adicional de llenar las transacciones retrasadas. La preordenación del pool de memoria se ha completado anticipadamente para evitar conflictos, y la generación de bloques depende más de la colaboración entre validadores, en lugar de estar dominada por el proponente.

ejecutar

Aptos utiliza la tecnología Block-STM para lograr la ejecución paralela optimista. Las transacciones se asumen sin conflictos y se procesan simultáneamente; si se descubre un conflicto después de la ejecución, las transacciones afectadas se volverán a ejecutar. Este enfoque aprovecha al máximo los procesadores multinúcleo para mejorar la eficiencia, alcanzando un TPS de hasta 160,000.

actualización de estado

Estado de sincronización del validador, la finalización se confirma a través de puntos de control, similar al mecanismo de Epoch de Ethereum, pero con mayor eficiencia.

La ventaja clave de Aptos radica en la combinación de la paralelización optimista y el preordenamiento del pool de memoria, lo que reduce las demandas de rendimiento de los nodos y aumenta significativamente el rendimiento.

Ethereum: Referencia de ejecución en serie

Ethereum, como el pionero de los contratos inteligentes, es el punto de origen de la tecnología de cadena pública, y su ciclo de vida de transacciones proporciona un marco básico para entender Aptos.

Ciclo de vida de la transacción de Ethereum

• Creación e inicio: los usuarios inician transacciones a través de la billetera mediante una puerta de enlace de retransmisión o una interfaz RPC.

• Transmisión: la transacción entra en el mempool público, esperando ser empaquetada.

• Ordenación: Después de la actualización PoS, los constructores de bloques empaquetan las transacciones según el principio de maximización de beneficios y las envían a los proponentes después de la subasta de la capa de retransmisión.

• Ejecución: procesamiento de transacciones en serie EVM, actualización de estado en un solo hilo.

• Actualización de estado: el bloque debe ser confirmado por dos puntos de control para su finalización.

La ejecución en serie de Ethereum y el diseño de la memoria limitada restringen el rendimiento, con un tiempo de bloque de 12 segundos/slot y un TPS bajo. En comparación, Aptos logra un salto cualitativo a través de la ejecución paralela y la optimización de la memoria.

Solana: optimización extrema de la paralelización determinista

Solana es conocida por su alto rendimiento, y su ciclo de vida de transacciones difiere significativamente del de Aptos, especialmente en términos de la memoria y el método de ejecución.

ciclo de vida de la transacción de Solana

• Crear e iniciar: los usuarios inician transacciones a través de la billetera.

• Transmisión: Sin memoria pública, las transacciones se envían directamente a los proponentes actuales y a los dos siguientes.

• Orden: Los proponentes empaquetan bloques basados en PoH(Prueba de Historia), el tiempo de bloque es de solo 400 milisegundos.

• Ejecución: La máquina virtual Sealevel adopta una ejecución paralela determinista, y se deben declarar previamente los conjuntos de lectura y escritura para evitar conflictos.

• Actualización de estado: Confirmación rápida del consenso BFT.

Solana no utiliza un pool de memoria para evitar cuellos de botella en el rendimiento. Debido a la ausencia de un pool de memoria y al consenso PoH único de Solana, los nodos pueden alcanzar rápidamente un consenso sobre el orden de las transacciones, evitando la necesidad de que las transacciones hagan cola en el pool de memoria; las transacciones se pueden completar casi de inmediato. Sin embargo, esto también significa que en caso de sobrecarga de la red, las transacciones pueden ser descartadas en lugar de esperar, y los usuarios deben volver a enviarlas.

En comparación, el paralelismo optimista de Aptos no requiere declarar conjuntos de lectura y escritura, el umbral de nodos es más bajo, pero el TPS es más alto.

Dos caminos de ejecución en paralelo: Aptos vs Solana

La ejecución de transacciones representa la actualización del estado del bloque, y es el proceso en el que las instrucciones de transacción se convierten en un estado final. La ejecución en paralelo se refiere al cálculo del estado de la red realizado simultáneamente por procesadores multinúcleo. Actualmente, la ejecución en paralelo en el mercado se divide en dos métodos: ejecución paralela determinista y ejecución paralela optimista, cuya diferencia radica en cómo garantizar que las transacciones paralelas no entren en conflicto.

• Paralelismo determinista ( Solana ): Antes de la transmisión de transacciones, se debe declarar el conjunto de lectura y escritura. El motor Sealevel procesa transacciones sin conflictos de manera paralela según la declaración, mientras que las transacciones en conflicto se ejecutan de forma secuencial. La ventaja es la eficiencia, y la desventaja es la alta demanda de hardware.

• Optimismo en paralelo ( Aptos ): Supongamos que las transacciones no tienen conflictos, la ejecución en paralelo de Block-STM se verifica después; si hay conflictos, se vuelve a intentar. La preordenación del grupo de memoria reduce el riesgo de conflictos, aliviando la carga de los nodos.

Ejemplo: Cuenta A saldo 100, transacción 1 transfiere 70 a B, transacción 2 transfiere 50 a C. Solana confirma conflictos por declaración anticipada y procesa en orden; Aptos ajusta nuevamente si descubre que el saldo es insuficiente después de ejecutar en paralelo. La flexibilidad de Aptos lo hace más escalable.

Confirmación de conflictos completada por adelantado a través del pool de memoria en paralelo optimista

La suposición optimista de que las transacciones no entrarán en conflicto no requiere una declaración previa. Sin embargo, para evitar que una gran cantidad de conflictos cause la congestión de la cadena pública, Aptos realiza un preordenamiento durante la fase de difusión de transacciones.

En Aptos, una vez que las transacciones entran en el grupo de memoria pública, se preordenan según las reglas ( como FIFO y los costos de Gas ) para asegurar que las transacciones se ejecuten en paralelo dentro de los bloques sin conflictos. Esto significa que los proponentes de Aptos no tienen realmente la capacidad de ordenar transacciones, y no existen constructores de bloques en la red. Esta preordenación es clave para que Aptos implemente la paralelización optimista, sin la necesidad de declaraciones de transacciones como en Solana, lo que reduce drásticamente los requisitos de rendimiento de los nodos. El impacto del grupo de memoria de Aptos en el TPS es mucho menor que el costo de introducir declaraciones de transacciones en Solana, por lo tanto, el TPS de Aptos puede alcanzar 160,000, más del doble que el de Solana.

La narrativa basada en la seguridad es la dirección de desarrollo de Aptos

RWA

Aptos está avanzando activamente en la tokenización de activos reales y soluciones financieras institucionales. Su Block-STM puede procesar en paralelo múltiples transacciones de transferencia de activos, evitando retrasos en la verificación de derechos causados por congestión de la red. La preordenación del pool de memoria asegura que las transacciones se ejecuten en orden, manteniendo la fiabilidad del registro de activos. El diseño modular y la seguridad del lenguaje Move ayudan a construir aplicaciones RWA confiables.

En julio de 2024, Aptos introducirá USDY de Ondo Finance e integrará en los principales DEX y aplicaciones de préstamo. En octubre de 2024, Franklin Templeton lanzará el token BENJI en Aptos. Aptos también colaborará con Libre para avanzar en la tokenización de valores, llevando a varias fondos de inversión a la cadena y mejorando el acceso de los inversores institucionales.

pago de stablecoin

El lenguaje Move de Aptos previene el doble gasto a través de un modelo de recursos, asegurando la precisión de las transferencias de stablecoins. Las bajas tarifas de Gas lo hacen competitivo en escenarios de pagos pequeños. La preordenación de la memoria y Block-STM garantizan la estabilidad y baja latencia de las transacciones de pago.

El consenso descentralizado de AptosBFT reduce el riesgo de centralización, y la arquitectura modular admite la integración de controles KYC/AML. Aptos puede satisfacer las necesidades de cumplimiento de las instituciones financieras mientras garantiza la eficiencia de la red.

Las ventajas de Aptos en el ámbito de PayFi y pagos con stablecoins radican en la combinación de "seguridad, eficiencia y cumplimiento". En el futuro, esto podría impulsar la adopción masiva de stablecoins, crear redes de pagos transfronterizos, o colaborar con gigantes de pagos para desarrollar sistemas de liquidación en cadena. Un alto TPS y bajos costos también pueden soportar escenarios de micropagos, como las recompensas en tiempo real para creadores de contenido.

Resumen: Las diferencias técnicas de Aptos y la narrativa futura

El diseño de Aptos logra un equilibrio entre rendimiento y seguridad. La preordenación del grupo de memoria combinada con la paralelización optimista de Block-STM reduce el umbral para los nodos, logrando un alto rendimiento de 160,000 TPS. La preservación del mecanismo de preordenación asegura la estabilidad de la red bajo alta carga. El modelo de recursos del lenguaje Move proporciona mayor seguridad.

Aptos muestra potencial en la narrativa de RWA y PayFi. Su alta capacidad de procesamiento soporta la tokenización masiva de activos y ha colaborado con varias instituciones financieras. En el ámbito de los pagos, el bajo costo, la alta eficiencia y la conformidad apoyan los micropagos y la liquidación transfronteriza.

En el futuro, Aptos podrá conectar las finanzas tradicionales con el ecosistema blockchain a través de la narrativa de "una red de valor impulsada por la seguridad", continuando su esfuerzo en los campos de RWA y PayFi, y construyendo un nuevo patrón de cadena pública que combine confianza y escalabilidad.