Analyse approfondie du cycle de vie des transactions : différences techniques entre Ethereum, Solana et Aptos

Comparer les différences entre les technologies de blockchain peut sembler ennuyeux en raison des angles d'analyse différents. Pour comprendre rapidement et précisément les différences entre les différentes blockchains publiques, il est crucial de choisir le bon point d'entrée. Cet article analysera l'ensemble des étapes du cycle de vie d'une transaction, en se basant sur le parcours d'une transaction depuis sa création jusqu'à la mise à jour finale de son état, y compris la création et l'initiation, la diffusion, le tri, l'exécution et la mise à jour de l'état, afin de saisir les idées de conception et les choix techniques de chaque blockchain publique.

Toutes les transactions sur la blockchain s'articulent autour de ces cinq étapes. Cet article se concentrera sur Aptos, analysera sa conception unique et comparera les principales différences avec Ethereum et Solana.

Aptos: Conception optimiste et haute performance

Aptos est une blockchain publique axée sur la haute performance, dont le cycle de vie des transactions est similaire à celui d'Ethereum, mais qui a réalisé des améliorations significatives grâce à une exécution parallèle optimiste unique et à une optimisation de la mémoire. Voici les étapes clés du cycle de vie des transactions sur Aptos :

Créer et lancer

Le réseau Aptos est composé de nœuds légers, de nœuds complets et de validateurs. Les utilisateurs initient des transactions via des nœuds légers ( tels que des portefeuilles ou des applications ), les nœuds légers transmettant la transaction aux nœuds complets à proximité, qui se synchronisent ensuite avec les validateurs.

diffusion

Aptos a conservé le pool de mémoire, mais après QuorumStore, les pools de mémoire ne sont pas partagés. Contrairement à Ethereum, son pool de mémoire n'est pas seulement un tampon de transactions. Une fois que les transactions entrent dans le pool de mémoire, le système préclasse selon les règles ( telles que FIFO ou les frais de Gas ), garantissant qu'il n'y a pas de conflits lors de l'exécution parallèle ultérieure. Ce design évite les exigences matérielles élevées de Solana concernant la déclaration préalable des ensembles de lecture/écriture.

tri

Aptos utilise le consensus AptosBFT, le proposeur ne peut en principe pas trier librement les transactions, l'aip-68 accorde au proposeur le droit supplémentaire de remplir les transactions retardées. Le pré-tri du pool de mémoire a été effectué à l'avance pour éviter les conflits, la génération de blocs dépend davantage de la collaboration entre les validateurs, plutôt que d'être dominée par le proposeur.

exécuter

Aptos utilise la technologie Block-STM pour réaliser une exécution parallèle optimiste. Les transactions sont supposées sans conflit et sont traitées simultanément ; si un conflit est découvert après l'exécution, les transactions affectées seront réexécutées. Cette méthode tire parti des processeurs multicœurs pour améliorer l'efficacité, avec un TPS pouvant atteindre 160 000.

mise à jour de l'état

État de synchronisation des validateurs, finalité confirmée par des points de contrôle, similaire au mécanisme d'Epoch d'Ethereum, mais avec une efficacité supérieure.

L'avantage principal d'Aptos réside dans la combinaison du traitement parallèle optimiste et du pré-tri de la mémoire, ce qui réduit les exigences de performance des nœuds tout en augmentant considérablement le débit.

Ethereum : référence d'exécution séquentielle

Ethereum, en tant que pionnier des contrats intelligents, est le point de départ de la technologie blockchain publique, et son cycle de vie des transactions fournit un cadre de base pour comprendre Aptos.

Cycle de vie des transactions Ethereum

• Création et initiation : les utilisateurs lancent des transactions via leur portefeuille par le biais d'une passerelle de relais ou d'une interface RPC.

• Diffusion : La transaction entre dans le pool de mémoire publique, en attente de regroupement.

• Tri : Après la mise à niveau PoS, les constructeurs de blocs emballent les transactions selon le principe de maximisation des profits, soumettent après enchère au niveau de relais au proposeur.

• Exécution : traitement des transactions EVM en série, mise à jour de l'état en un seul thread.

• Mise à jour de l'état : le bloc doit être confirmé par deux points de contrôle pour sa finalité.

La conception de l'exécution séquentielle et du pool de mémoire d'Ethereum limite les performances, avec un temps de bloc de 12 secondes/par créneau, et un TPS relativement faible. En revanche, Aptos a réalisé un bond qualitatif grâce à l'exécution parallèle et à l'optimisation du pool de mémoire.

Solana : optimisation extrême par parallélisme déterministe

Solana est réputé pour ses performances élevées, et son cycle de vie des transactions diffère considérablement de celui d'Aptos, notamment en ce qui concerne le pool de mémoire et la méthode d'exécution.

Cycle de vie des transactions Solana

• Créer et initier : l'utilisateur initie une transaction via son portefeuille.

• Diffusion : pas de pool de mémoire publique, les transactions sont envoyées directement aux propositions actuelles et aux deux propositions suivantes.

• Tri : Le proposeur base le bloc sur PoH(Proof of History), le temps de bloc n'est que de 400 millisecondes.

• Exécution : La machine virtuelle Sealevel utilise une exécution parallèle déterministe, nécessitant la déclaration préalable des ensembles de lecture et d'écriture pour éviter les conflits.

• Mise à jour de l'état : confirmation rapide du consensus BFT.

La raison pour laquelle Solana n'utilise pas de pool de mémoire est que celui-ci pourrait devenir un goulet d'étranglement en matière de performance. En l'absence de pool de mémoire, et grâce au consensus PoH unique de Solana, les nœuds peuvent rapidement parvenir à un consensus sur l'ordre des transactions, évitant ainsi le besoin de faire attendre les transactions dans un pool de mémoire, permettant ainsi un traitement quasi instantané des transactions. Cependant, cela signifie également qu'en cas de surcharge du réseau, les transactions peuvent être rejetées plutôt qu'attendues, et les utilisateurs doivent les soumettre à nouveau.

En comparaison, l'optimisme parallèle d'Aptos ne nécessite pas de déclaration des ensembles de lecture/écriture, le seuil d'entrée des nœuds est plus bas, mais le TPS est plus élevé.

Deux voies d'exécution parallèle : Aptos vs Solana

L'exécution d'une transaction représente la mise à jour de l'état du bloc, c'est le processus par lequel l'instruction de lancement de la transaction est transformée en un état final. Comment comprendre ce changement ? Les nœuds supposent que la transaction a réussi et calculent son impact sur l'état du réseau, ce processus de calcul est l'exécution.

Ainsi, l'exécution parallèle dans la blockchain fait référence au processus par lequel plusieurs processeurs multicœurs calculent simultanément l'état du réseau. Sur le marché actuel, l'exécution parallèle se divise en deux modes : l'exécution parallèle déterministe et l'exécution parallèle optimiste. La différence entre ces deux orientations de développement réside dans la manière de garantir qu'il n'y a pas de conflits entre les transactions parallèles - c'est-à-dire s'il existe une relation de dépendance entre les transactions.

Il en ressort que le moment de déterminer les conflits de dépendance des transactions parallèles dans le cycle de vie des transactions - qui détermine la différenciation entre l'exécution parallèle déterministe et l'exécution parallèle optimiste, Aptos et Solana ont choisi des directions différentes :

• Parallélisme déterministe ( Solana ) : Avant de diffuser la transaction, il est nécessaire de déclarer l'ensemble des lectures et écritures. Le moteur Sealevel traite les transactions sans conflit en parallèle selon la déclaration, tandis que les transactions en conflit sont exécutées en série. L'avantage est l'efficacité, l'inconvénient est une demande matérielle élevée.

• Optimiste parallèle ( Aptos ) : Supposons qu'il n'y ait pas de conflit de transaction, la vérification après exécution parallèle de Block-STM, en cas de conflit, un nouvel essai est effectué. Le pré-tri du pool de mémoire réduit le risque de conflit, allégeant la charge des nœuds.

Exemple : Le solde du compte A est de 100, la transaction 1 transfère 70 à B, la transaction 2 transfère 50 à C. Solana confirme les conflits à l'avance par déclaration et traite les transactions dans l'ordre ; Aptos, après exécution parallèle, réajuste si un solde insuffisant est découvert. La flexibilité d'Aptos le rend plus évolutif.

Confirmation des conflits en avance grâce à un pool de mémoire en parallèle optimiste

L'idée principale de l'optimisme parallèle est de supposer que les transactions traitées en parallèle ne vont pas entrer en conflit, donc avant l'exécution des transactions, l'application n'a pas besoin de soumettre de déclaration de transaction. Si un conflit est découvert lors de la vérification après l'exécution des transactions, Block-STM réexécutera les transactions affectées pour garantir la cohérence.

Cependant, dans la pratique, si l'on ne confirme pas à l'avance si les dépendances des transactions sont en conflit, il peut y avoir de nombreuses erreurs lors de l'exécution réelle, ce qui entraîne un ralentissement du fonctionnement de la blockchain publique. Ainsi, la parallélisation optimiste n'est pas simplement une hypothèse selon laquelle il n'y a pas de conflit de transactions, mais consiste à éviter les risques à l'avance à un certain stade, qui est le stade de diffusion des transactions.

Sur Aptos, une fois qu'une transaction entre dans le pool de mémoire publique, elle est pré-triée selon certaines règles ( telles que FIFO et le coût du Gas ), garantissant qu'il n'y a pas de conflit lors de l'exécution parallèle des transactions dans un bloc. Il en ressort que le proposeur d'Aptos n'a en réalité pas la capacité de trier les transactions, et qu'il n'y a pas de constructeurs de blocs dans le réseau. Ce pré-tri des transactions est la clé de la mise en œuvre du parallélisme optimiste d'Aptos. Contrairement à Solana qui doit introduire des déclarations de transaction, Aptos n'a pas besoin de ce mécanisme, ce qui réduit considérablement les exigences de performance des nœuds. En ce qui concerne les coûts du réseau pour garantir qu'il n'y a pas de conflit dans les transactions, l'impact de l'ajout du pool de mémoire sur le TPS d'Aptos est bien inférieur au coût des déclarations de transaction introduites par Solana. Par conséquent, le TPS d'Aptos peut atteindre 160 000, ce qui est plus du double de celui de Solana.

Le récit basé sur la sécurité est la direction de développement d'Aptos

RWA

Aptos est en train de promouvoir activement la tokenisation des actifs réels et des solutions financières institutionnelles. Par rapport à Ethereum, le Block-STM d'Aptos peut traiter en parallèle plusieurs transactions de transfert d'actifs, évitant ainsi les délais de confirmation dus à la congestion du réseau. Sur certaines blockchains publiques, bien que la vitesse des transactions soit rapide, l'absence de conception de pool de mémoire peut entraîner le rejet de transactions en cas de surcharge du réseau, affectant la stabilité des confirmations des RWA. Le pré-tri de pool de mémoire d'Aptos garantit que les transactions sont exécutées dans l'ordre, maintenant la fiabilité des enregistrements d'actifs même en période de pointe. Les RWA nécessitent un support de contrats intelligents complexes, tels que la division d'actifs, la répartition des revenus et les vérifications de conformité. La conception modulaire et la sécurité du langage Move permettent aux développeurs de construire plus facilement des applications RWA fiables. En revanche, la complexité des langages de programmation des autres blockchains et les risques de vulnérabilités augmentent les coûts de développement ou imposent une courbe d'apprentissage plus élevée aux développeurs. L'écosystème amical d'Aptos devrait attirer davantage de projets RWA, formant un cycle vertueux. Le potentiel d'Aptos dans le domaine des RWA réside dans la combinaison de la sécurité et de la performance. À l'avenir, il pourrait se concentrer sur la collaboration avec des institutions financières traditionnelles pour mettre en chaîne des actifs de grande valeur tels que des obligations et des actions, en utilisant le langage Move pour créer des normes de tokenisation conformes. Ce récit "sécurité + efficacité" permettra à Aptos de se démarquer sur le marché des RWA.

En juillet 2024, Aptos a annoncé l'introduction de l'USDY d'Ondo Finance dans son écosystème, avec intégration dans les principales DEX et applications de prêt. À la date du 10 mars, la capitalisation boursière de l'USDY sur Aptos était d'environ 15 millions de dollars, représentant environ 2,5 % de la capitalisation totale de l'USDY. En octobre 2024, Aptos a annoncé que Franklin Templeton avait lancé sur le réseau Aptos le fonds monétaire américain du gouvernement représenté par le token BENJI, (FOBXX). De plus, Aptos collabore avec Libre pour promouvoir la tokenisation des titres, en mettant sur la chaîne les fonds d'investissement de Brevan Howard, BlackRock et Hamilton Lane, afin d'améliorer l'accès des investisseurs institutionnels.

paiement en stablecoin

Les paiements en stablecoin doivent garantir la finalité des transactions et la sécurité des actifs. Le langage Move d'Aptos empêche les paiements en double grâce à un modèle de ressources, assurant l'exactitude de chaque transfert de stablecoin. Par exemple, lorsque les utilisateurs paient avec USDC sur Aptos, l'état de la transaction est strictement protégé, évitant ainsi la perte de fonds due à des vulnérabilités de contrat. De plus, les faibles frais de Gas d'Aptos ( sont dus à un partage des coûts élevé grâce à un TPS élevé ), ce qui le rend très compétitif dans les scénarios de paiements de faible montant. Les frais de Gas élevés d'Ethereum limitent ses applications de paiement, tandis que certaines chaînes publiques, bien que peu coûteuses, présentent un risque de perte de transaction lors de la surcharge du réseau, ce qui peut affecter l'expérience utilisateur. Le pré-tri des pools de mémoire d'Aptos et Block-STM garantissent la stabilité et la faible latence des transactions de paiement.

PayFi et les paiements en stablecoins doivent concilier décentralisation et conformité réglementaire. Le consensus décentralisé d'AptosBFT réduit le risque de centralisation, tandis que son architecture modulaire permet aux développeurs d'intégrer des contrôles KYC/AML. Par exemple, un émetteur de stablecoins peut déployer un contrat de conformité sur Aptos, garantissant que les transactions respectent les réglementations locales sans sacrifier l'efficacité du réseau. Cela surpasse certains modèles de relais centralisés de chaînes publiques et compense les éventuelles lacunes en matière de conformité dominées par des proposeurs d'autres chaînes publiques. La conception équilibrée d'Aptos le rend plus adapté à l'entrée des institutions financières.

Le potentiel d'Aptos dans le domaine des paiements PayFi et des stablecoins réside dans la "sécurité, l'efficacité et la conformité", une trinité. À l'avenir, il continuera à promouvoir l'adoption à grande échelle des stablecoins, à créer un réseau de paiements transfrontaliers ou à collaborer avec des géants du paiement pour développer un système de règlement en chaîne. Un TPS élevé et des coûts faibles peuvent également soutenir des scénarios de micropaiement, tels que les pourboires en temps réel pour les créateurs de contenu. Le récit d'Aptos peut se concentrer sur "l'infrastructure de paiement de nouvelle génération", attirant à la fois les flux d'entreprises et d'utilisateurs.

Les avantages d'Aptos en matière de sécurité - pré-sorting du pool de mémoire, Block-STM, AptosBFT et le langage Move - non seulement renforcent la résistance aux attaques, mais posent également une base solide pour les récits RWA et PayFi. Dans le domaine RWA, sa haute sécurité et son débit soutiennent la tokenisation des actifs et les transactions à grande échelle ; dans les paiements PayFi et les paiements en stablecoin, le faible coût et l'efficacité favorisent la mise en œuvre pratique. Par rapport à d'autres blockchains, sa robustesse est.