Análise profunda do ciclo de vida das transações: as diferenças tecnológicas entre Ethereum, Solana e Aptos

Comparar as diferenças na tecnologia blockchain pode parecer entediante devido a diferentes perspectivas de análise. Para compreender rápida e precisamente as diferenças entre as várias blockchains públicas, é crucial escolher um ponto de entrada adequado. Este artigo analisará o ciclo de vida das transações como referência, examinando as etapas completas desde a criação até a atualização do estado final, incluindo a criação e a iniciação, a transmissão, a ordenação, a execução e a atualização do estado, a fim de captar as ideias de design e as escolhas técnicas de cada blockchain pública.

Todas as transações em blockchain giram em torno destes cinco passos. Este artigo irá centrar-se na Aptos, analisando o seu design único e comparando as principais diferenças entre Ethereum e Solana.

Aptos: design otimista e de alto desempenho com paralelismo

Aptos é uma blockchain pública que enfatiza o alto desempenho, cujo ciclo de vida das transações é semelhante ao do Ethereum, mas que alcança melhorias significativas através de uma execução paralela otimista única e otimização da memória. Abaixo estão os passos-chave do ciclo de vida das transações na Aptos:

Criar e iniciar

A rede Aptos é composta por nós leves, nós completos e validadores. Os usuários iniciam transações através de nós leves (, como carteiras ou aplicações ), os nós leves encaminham as transações para os nós completos próximos, que então sincronizam com os validadores.

transmissão

Aptos manteve o pool de memórias, mas os pools de memórias não compartilham após o QuorumStore. Ao contrário do Ethereum, seu pool de memórias não é apenas um buffer de transações. Depois que a transação entra no pool de memórias, o sistema pré-ordena de acordo com as regras (, como FIFO ou taxas de Gas ), garantindo que, durante a execução paralela subsequente, as transações não entrem em conflito. Este design evita a alta necessidade de hardware que o Solana requer para declarar previamente o conjunto de leitura e escrita.

ordenação

Aptos utiliza o consenso AptosBFT, onde o proponente, em princípio, não pode ordenar livremente as transações. O aip-68 confere ao proponente o direito adicional de preencher transações atrasadas. A pré-ordenamento do pool de memória já foi concluída para evitar conflitos, e a geração de blocos depende mais da colaboração entre validadores do que da liderança do proponente.

executar

Aptos utiliza a tecnologia Block-STM para implementar a execução paralela otimista. As transações são assumidas como não conflituosas e processadas simultaneamente; se um conflito for detectado após a execução, as transações afetadas serão reexecutadas. Este método aproveita os processadores multicore para aumentar a eficiência, com um TPS que pode alcançar 160.000.

Atualização de Status

Estado de sincronização do validador, a finalização é confirmada através de pontos de verificação, semelhante ao mecanismo de Epoch do Ethereum, mas com maior eficiência.

A principal vantagem do Aptos reside na combinação de paralelismo otimista e pré-ordenação da pool de memória, que reduz as exigências de desempenho dos nós e aumenta significativamente a capacidade de processamento.

Ethereum: referência de execução em série

Ethereum como o pioneiro dos contratos inteligentes, é o ponto de origem da tecnologia de blockchain pública, e seu ciclo de vida de transações fornece a estrutura básica para entender Aptos.

ciclo de vida da transação Ethereum

• Criar e iniciar: os usuários iniciam transações através da carteira via gateway de retransmissão ou interface RPC.

• Broadcast: A transação entra no pool de memória pública, aguardando ser empacotada.

• Ordenação: Após a atualização PoS, os construtores de blocos empacotam transações com base no princípio da maximização do lucro, submetendo-as ao proponente após o leilão da camada de retransmissão.

• Execução: Processamento de transações EVM em série, atualização de estado em thread única.

• Atualização de estado: O bloco deve ser confirmado em dois pontos de verificação para garantir a finalização.

A execução em série e o design do pool de memória do Ethereum limitam o desempenho, com um tempo de bloco de 12 segundos/slot e um TPS mais baixo. Em comparação, o Aptos alcançou um salto qualitativo através da execução paralela e otimização do pool de memória.

Solana: otimização extrema de paralelismo determinístico

Solana é conhecida por seu alto desempenho, e seu ciclo de vida de transação difere significativamente do Aptos, especialmente em relação ao pool de memória e ao método de execução.

Ciclo de vida das transações Solana

• Criar e iniciar: o usuário inicia uma transação através da carteira.

• Broadcast: Sem pool de memória pública, as transações são enviadas diretamente aos proponentes atuais e aos dois seguintes.

• Ordenação: proponente baseia-se no PoH(Prova de História) para empacotar blocos, tempo de bloco apenas 400 milissegundos.

• Execução: A máquina virtual Sealevel adota a execução paralela determinística, sendo necessário declarar antecipadamente o conjunto de leitura e escrita para evitar conflitos.

• Atualização de estado: Confirmação rápida do consenso BFT.

A razão pela qual a Solana não utiliza pools de memória é que os pools de memória podem se tornar um gargalo de desempenho. Devido à ausência de pools de memória e ao consenso PoH único da Solana, os nós conseguem rapidamente alcançar um consenso sobre a ordem das transações, evitando a necessidade de as transações ficarem em fila no pool de memória, permitindo que as transações sejam quase instantaneamente concluídas. No entanto, isso também significa que, durante uma sobrecarga na rede, as transações podem ser descartadas em vez de aguardarem, e os usuários precisam reenviar.

Em comparação, o paralelismo otimista do Aptos não exige a declaração de conjuntos de leitura e escrita, com um limiar de nós mais baixo, mas com um TPS mais alto.

Duas rotas de execução paralela: Aptos vs Solana

A execução da transação representa a atualização do estado do bloco, sendo o processo de conversão do comando de iniciação da transação em um estado final. Como entender essa mudança? Os nós assumem que a transação é bem-sucedida e calculam seu impacto no estado da rede, e esse processo de cálculo é a execução.

Assim, a execução paralela na blockchain refere-se ao processo em que processadores multicore calculam simultaneamente o estado da rede. No mercado atual, a execução paralela é dividida em duas abordagens: execução paralela determinística e execução paralela otimista. A diferença entre essas duas direções de desenvolvimento reside em como garantir que as transações paralelas não entrem em conflito — ou seja, se existe uma dependência entre as transações.

Como podemos ver, o momento de determinar os conflitos de dependência de transações paralelas no ciclo de vida da transação - que decide a divergência entre a execução paralela determinística e a execução paralela otimista, Aptos e Solana escolheram direções diferentes:

• Paralelismo determinístico ( Solana ): É necessário declarar o conjunto de leitura e escrita antes da transmissão da transação. O motor Sealevel processa transações sem conflitos em paralelo com base na declaração, enquanto as transações em conflito são executadas em série. A vantagem é a eficiência, a desvantagem é a alta demanda de hardware.

• Otimista e paralelo ( Aptos ): supondo que as transações não tenham conflitos, a execução paralela do Block-STM é validada após, e se houver conflitos, tenta-se novamente. A pré-ordenação do pool de memória reduz o risco de conflitos, tornando a carga dos nós mais leve.

Exemplo: Conta A com saldo de 100, transação 1 transfere 70 para B, transação 2 transfere 50 para C. Solana confirma conflitos antecipadamente por declaração e processa em ordem; Aptos, após execução paralela, se descobrir saldo insuficiente, ajusta novamente. A flexibilidade do Aptos torna-o mais escalável.

Confirmação de conflitos concluída antecipadamente através da memória em paralelo otimista

A ideia central da paralelização otimista é assumir que as transações processadas em paralelo não entrarão em conflito, portanto, antes da execução da transação, a aplicação não precisa submeter uma declaração de transação. Se, ao verificar após a execução da transação, forem encontrados conflitos, o Block-STM reexecutará as transações afetadas para garantir a consistência.

No entanto, na prática, se não forem confirmados antecipadamente se os itens de dependência da transação estão em conflito, podem ocorrer muitos erros durante a execução real, resultando em lentidão na operação da blockchain pública. Portanto, a paralelização otimista não é simplesmente a suposição de que não há conflitos nas transações, mas sim que, em uma determinada fase, os riscos foram evitados antecipadamente, e essa fase é a fase de difusão da transação.

No Aptos, após as transações entrarem no pool de memória pública, elas são pré-ordenadas de acordo com certas regras (, como FIFO e os custos de Gas ), garantindo que as transações dentro de um bloco não entrem em conflito durante a execução paralela. Assim, pode-se ver que os proponentes do Aptos na verdade não possuem a capacidade de ordenar transações, e não existem construtores de blocos na rede. Essa pré-ordenação de transações é a chave para o Aptos implementar a paralelização otimista. Ao contrário do Solana, que precisa introduzir declarações de transações, o Aptos não requer esse mecanismo, o que reduz significativamente as exigências de desempenho dos nós. Em termos de sobrecarga da rede para garantir que as transações não entrem em conflito, a inclusão do pool de memória no Aptos tem um impacto muito menor sobre o TPS do que o custo da introdução de declarações de transações no Solana. Portanto, o TPS do Aptos pode chegar a 160.000, mais do que o dobro do Solana.

A narrativa baseada na segurança é a direção do desenvolvimento da Aptos

RWA

Aptos está avançando ativamente na tokenização de ativos reais e soluções financeiras institucionais. Em comparação com Ethereum, o Block-STM da Aptos pode processar simultaneamente várias transações de transferência de ativos, evitando atrasos na verificação de propriedade devido à congestão da rede. Em algumas blockchains públicas, embora a velocidade das transações seja rápida, a ausência de design de pool de memória pode resultar na eliminação de transações durante sobrecargas da rede, afetando a estabilidade da verificação de propriedade de ativos reais (RWA). A pré-ordenação do pool de memória da Aptos garante que as transações entrem em execução na ordem correta, mesmo durante os períodos de pico, mantendo a confiabilidade dos registros de ativos. RWA necessita de suporte de contratos inteligentes complexos, como divisão de ativos, distribuição de receitas e verificações de conformidade. O design modular e a segurança da linguagem Move permitem que os desenvolvedores construam aplicações RWA confiáveis com mais facilidade. Em comparação, a complexidade da linguagem de programação de outras blockchains e os riscos de vulnerabilidade aumentam os custos de desenvolvimento, ou exigem uma curva de aprendizado alta para os desenvolvedores. A amigabilidade ecológica da Aptos promete atrair mais projetos RWA, formando um ciclo positivo. O potencial da Aptos no campo de RWA reside na combinação de segurança e desempenho. No futuro, pode se concentrar em colaborar com instituições financeiras tradicionais para colocar ativos de alto valor, como títulos e ações, na blockchain, utilizando a linguagem Move para criar padrões de tokenização com forte conformidade. Essa narrativa "segura + eficiente" pode fazer com que a Aptos se destaque no mercado de RWA.

Em julho de 2024, a Aptos anunciou oficialmente a introdução do USDY da Ondo Finance em seu ecossistema, com integração nas principais DEX e aplicações de empréstimo. Até 10 de março, o valor de mercado do USDY na Aptos era de aproximadamente 15 milhões de dólares, representando cerca de 2,5% do valor de mercado total do USDY. Em outubro de 2024, a Aptos anunciou que a Franklin Templeton lançou, na Aptos Network, um fundo monetário do governo dos EUA representado pelo token BENJI (FOBXX). Além disso, a Aptos está colaborando com a Libre para promover a tokenização de valores mobiliários, colocando os fundos de investimento da Brevan Howard, BlackRock e Hamilton Lane na blockchain, aumentando o acesso de investidores institucionais.

pagamento em moeda estável

Os pagamentos em stablecoins precisam garantir a finalização das transações e a segurança dos ativos. A linguagem Move da Aptos previne a dupla utilização através de um modelo de recursos, assegurando a precisão de cada transferência de stablecoin. Por exemplo, ao usar USDC na Aptos, o estado da transação é atualizado com proteção rigorosa, evitando a perda de fundos devido a falhas nos contratos. Além disso, as baixas taxas de Gas da Aptos ( são resultado da alta TPS, o que ajuda a distribuir custos ), tornando-a altamente competitiva em cenários de pagamentos de baixo valor. As altas taxas de Gas da Ethereum limitam suas aplicações de pagamento, enquanto algumas blockchains públicas, embora tenham custos baixos, podem apresentar riscos de rejeição de transações durante sobrecargas de rede, o que pode afetar a experiência do usuário. A pré-ordenação do pool de memória da Aptos e o Block-STM garantem a estabilidade e baixa latência das transações de pagamento.

A PayFi e os pagamentos em stablecoin devem equilibrar a descentralização e a conformidade regulatória. O consenso descentralizado do AptosBFT reduz o risco de centralização, ao mesmo tempo que sua arquitetura modular permite que os desenvolvedores integrem verificações de KYC/AML. Por exemplo, um emissor de stablecoin pode implantar contratos de conformidade no Aptos, garantindo que as transações cumpram a legislação local, sem sacrificar a eficiência da rede. Este aspecto é superior ao modelo de retransmissão centralizada de algumas blockchains públicas, e também preenche as potenciais lacunas de conformidade dominadas por proponentes de outras blockchains públicas. O design equilibrado do Aptos torna-o mais adequado para a entrada de instituições financeiras.

O potencial da Aptos no campo dos pagamentos PayFi e das stablecoins reside na tríade de "segurança, eficiência e conformidade". No futuro, continuará a promover a adoção em larga escala de stablecoins, a criar redes de pagamentos transfronteiriços ou a colaborar com gigantes dos pagamentos para desenvolver sistemas de liquidação em cadeia. Alta TPS e baixos custos também podem apoiar cenários de micropagamentos, como recompensas em tempo real para criadores de conteúdo. A narrativa da Aptos pode centrar-se na "próxima geração de infraestrutura de pagamentos", atraindo fluxo tanto de empresas quanto de usuários.

As vantagens da Aptos em segurança - pré-ordenação de pool de memória, Block-STM, AptosBFT e a linguagem Move - não só melhoraram a capacidade de resistência a ataques, mas também estabeleceram uma base sólida para a narrativa de RWA e PayFi. No campo de RWA, sua alta segurança e throughput suportam a tokenização de ativos e transações em larga escala; em PayFi e pagamentos com stablecoins, o baixo custo e a eficiência impulsionaram a implementação de aplicações reais. Em comparação com outras blockchains, é robusta.