Phân tích sâu về vòng đời giao dịch: Sự khác biệt về công nghệ giữa Ethereum, Solana và Aptos

So sánh sự khác biệt của công nghệ blockchain có thể trở nên tẻ nhạt do góc độ phân tích khác nhau. Để nhanh chóng và chính xác hiểu sự khác biệt giữa các chuỗi công khai, việc chọn điểm tiếp cận phù hợp là rất quan trọng. Bài viết này sẽ lấy vòng đời của giao dịch làm chuẩn, phân tích các bước hoàn chỉnh của giao dịch từ khi tạo ra đến khi cập nhật trạng thái cuối cùng, bao gồm việc tạo và khởi xướng, phát sóng, sắp xếp, thực thi và cập nhật trạng thái, từ đó nắm bắt được tư duy thiết kế và sự lựa chọn công nghệ của các chuỗi công khai.

Tất cả các giao dịch blockchain đều xoay quanh năm bước này. Bài viết này sẽ tập trung vào Aptos, phân tích thiết kế độc đáo của nó và so sánh những khác biệt chính với Ethereum và Solana.

Aptos: Thiết kế đồng thời lạc quan và hiệu suất cao

Aptos là một chuỗi công khai nhấn mạnh hiệu suất cao, chu kỳ giao dịch của nó tương tự như Ethereum, nhưng đạt được sự cải thiện đáng kể thông qua việc thực hiện song song lạc quan độc đáo và tối ưu hóa bộ nhớ. Dưới đây là các bước chính trong chu kỳ giao dịch trên Aptos:

Tạo và Khởi động

Mạng Aptos bao gồm các nút nhẹ, nút đầy đủ và các validator. Người dùng thông qua nút nhẹ ( như ví hoặc ứng dụng ) khởi tạo giao dịch, nút nhẹ sẽ chuyển giao dịch tới các nút đầy đủ gần đó, và nút đầy đủ sẽ đồng bộ tới các validator.

phát sóng

Aptos giữ lại bộ nhớ, nhưng giữa các bộ nhớ không chia sẻ sau QuorumStore. Khác với Ethereum, bộ nhớ của nó không chỉ là vùng đệm giao dịch. Sau khi giao dịch vào bộ nhớ, hệ thống sẽ sắp xếp trước theo quy tắc ( như FIFO hoặc phí Gas ) để đảm bảo không có xung đột trong quá trình thực thi song song sau này. Thiết kế này tránh được yêu cầu phần cứng cao mà Solana cần phải tuyên bố trước các tập hợp đọc/ghi.

sắp xếp

Aptos sử dụng đồng thuận AptosBFT, người đề xuất về nguyên tắc không thể tự do sắp xếp giao dịch, aip-68 trao quyền cho người đề xuất quyền bổ sung các giao dịch bị trì hoãn. Việc sắp xếp trước trong bộ nhớ đã hoàn thành việc tránh xung đột, việc tạo khối phụ thuộc nhiều hơn vào sự hợp tác giữa các xác thực viên, thay vì do người đề xuất dẫn dắt.

thực hiện

Aptos sử dụng công nghệ Block-STM để thực hiện thực thi song song lạc quan. Các giao dịch được giả định là không có xung đột và được xử lý đồng thời, nếu phát hiện ra xung đột sau khi thực thi, các giao dịch bị ảnh hưởng sẽ được thực hiện lại. Cách này tận dụng bộ xử lý đa lõi để nâng cao hiệu suất, TPS có thể đạt 160,000.

Cập nhật trạng thái

Trạng thái đồng bộ của người xác thực, tính cuối cùng được xác nhận thông qua điểm kiểm tra, tương tự như cơ chế Epoch của Ethereum, nhưng hiệu suất cao hơn.

Lợi thế cốt lõi của Aptos nằm ở sự kết hợp giữa song song lạc quan và sắp xếp trước trong bộ nhớ, vừa giảm yêu cầu hiệu suất của nút, vừa tăng đáng kể thông lượng.

Ethereum: chuẩn mực thực thi tuần tự

Ethereum như là người sáng lập hợp đồng thông minh, là điểm khởi đầu của công nghệ chuỗi công khai, vòng đời giao dịch của nó cung cấp khung cơ bản để hiểu Aptos.

Chu kỳ giao dịch Ethereum

• Tạo và khởi xướng: Người dùng thông qua ví để khởi xướng giao dịch qua cổng trung gian hoặc giao diện RPC.

• Phát sóng: Giao dịch vào bộ nhớ công cộng, chờ đóng gói.

• Sắp xếp: Sau khi nâng cấp PoS, người xây dựng khối đóng gói giao dịch theo nguyên tắc tối đa hóa lợi nhuận, sau đó đấu thầu lớp trung gian và gửi cho người đề xuất.

• Thực thi: Xử lý giao dịch EVM theo chuỗi, cập nhật trạng thái theo luồng đơn.

• Cập nhật trạng thái: Khối cần được xác nhận tính cuối cùng qua hai điểm kiểm tra.

Thiết kế thực thi tuần tự và bộ nhớ của Ethereum đã hạn chế hiệu suất, thời gian khối là 12 giây/một slot, TPS thấp. Ngược lại, Aptos đã đạt được bước nhảy vọt chất lượng thông qua việc thực thi song song và tối ưu hóa bộ nhớ.

Solana: Tối ưu hóa cực hạn với tính song song xác định

Solana nổi tiếng với hiệu suất cao, vòng đời giao dịch của nó khác biệt rõ rệt so với Aptos, đặc biệt là ở bộ nhớ tạm và cách thực thi.

vòng đời giao dịch Solana

• Tạo và khởi xướng: Người dùng khởi xướng giao dịch thông qua ví.

• Phát sóng: Không có bộ nhớ công cộng, giao dịch được gửi trực tiếp đến người đề xuất hiện tại và hai người đề xuất tiếp theo.

• Sắp xếp: Người đề xuất dựa trên PoH(Proof of History) đóng gói khối, thời gian khối chỉ 400 mili giây.

• Thực thi: Máy ảo Sealevel áp dụng thực thi song song xác định, cần tuyên bố trước tập hợp đọc/ghi để tránh xung đột.

• Cập nhật trạng thái: Xác nhận nhanh chóng đồng thuận BFT.

Lý do Solana không sử dụng bộ nhớ là vì bộ nhớ có thể trở thành nút thắt cổ chai về hiệu suất. Do không có bộ nhớ và sự đồng thuận PoH độc đáo của Solana, các nút có thể nhanh chóng đạt được sự đồng thuận về thứ tự giao dịch, tránh được việc giao dịch phải xếp hàng trong bộ nhớ, giao dịch gần như có thể được thực hiện ngay lập tức. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là trong trường hợp mạng bị quá tải, giao dịch có thể bị bỏ qua thay vì phải chờ đợi, người dùng cần phải gửi lại.

So với Aptos, tính năng song song lạc quan không cần khai báo tập hợp đọc/ghi, ngưỡng nút thấp hơn, nhưng TPS lại cao hơn.

Hai con đường thực thi song song: Aptos vs Solana

Việc thực hiện giao dịch đại diện cho việc cập nhật trạng thái khối, là quá trình chuyển đổi lệnh khởi tạo giao dịch thành trạng thái cuối cùng. Sự thay đổi này được hiểu như thế nào? Các nút giả định rằng giao dịch thành công, tính toán ảnh hưởng của nó đến trạng thái mạng, quá trình tính toán này chính là việc thực hiện.

Do đó, thực thi song song trong blockchain đề cập đến quá trình các bộ xử lý đa lõi tính toán trạng thái mạng đồng thời. Trong thị trường hiện tại, thực thi song song được chia thành hai phương thức: thực thi song song xác định và thực thi song song lạc quan. Sự khác biệt giữa hai hướng phát triển này nằm ở cách đảm bảo rằng các giao dịch song song không xảy ra xung đột - tức là liệu có mối quan hệ phụ thuộc giữa các giao dịch hay không.

Qua đó có thể thấy, thời điểm xác định sự xung đột phụ thuộc vào giao dịch song song trong vòng đời giao dịch - quyết định sự phân hóa giữa hai hướng phát triển thực thi song song xác định và thực thi song song lạc quan, Aptos và Solana đã chọn hai hướng khác nhau:

• Tính nhất quán song song ( Solana ): Trước khi phát sóng giao dịch, cần tuyên bố tập hợp đọc và ghi, động cơ Sealevel xử lý các giao dịch không xung đột song song theo tuyên bố, các giao dịch xung đột được thực hiện tuần tự. Ưu điểm là hiệu quả, nhược điểm là yêu cầu phần cứng cao.

• Lạc quan song song ( Aptos ): Giả sử giao dịch không có xung đột, Block-STM thực hiện song song sau khi xác minh, nếu có xung đột thì thử lại. Sắp xếp trước trong bộ nhớ giảm thiểu rủi ro xung đột, giảm nhẹ gánh nặng cho nút.

Ví dụ: Tài khoản A có số dư 100, giao dịch 1 chuyển 70 cho B, giao dịch 2 chuyển 50 cho C. Solana xác nhận xung đột trước bằng cách tuyên bố và xử lý theo thứ tự; Aptos thực hiện song song và nếu phát hiện số dư không đủ, sẽ điều chỉnh lại. Tính linh hoạt của Aptos khiến nó có khả năng mở rộng tốt hơn.

Hoàn thành xác nhận xung đột sớm thông qua bộ nhớ hàng đợi theo cách lạc quan.

Ý tưởng cốt lõi của lập trình song song lạc quan là giả định rằng các giao dịch xử lý song song sẽ không xung đột, do đó, trước khi thực hiện giao dịch, phía ứng dụng không cần phải gửi tuyên bố giao dịch. Nếu trong quá trình xác minh sau khi thực hiện giao dịch phát hiện có xung đột, Block-STM sẽ thực hiện lại các giao dịch bị ảnh hưởng để đảm bảo tính nhất quán.

Tuy nhiên, trong thực tế, nếu không xác nhận trước xem các phụ thuộc giao dịch có xung đột hay không, thì trong quá trình thực hiện thực tế có thể xuất hiện nhiều lỗi, dẫn đến việc hoạt động của chuỗi công cộng bị chậm lại. Do đó, song song lạc quan không chỉ đơn thuần là giả định giao dịch không có xung đột, mà là trong một giai đoạn nào đó đã tránh được rủi ro trước, giai đoạn này chính là giai đoạn phát sóng giao dịch.

Trên Aptos, sau khi giao dịch vào hồ bơi bộ nhớ công cộng, sẽ được sắp xếp trước theo một số quy tắc như FIFO và mức phí Gas, đảm bảo rằng các giao dịch trong một khối sẽ không xung đột khi thực thi song song. Như vậy, có thể thấy rằng, người đề xuất của Aptos thực sự không có khả năng sắp xếp giao dịch, và trong mạng lưới cũng không tồn tại nhà xây dựng khối. Việc sắp xếp giao dịch trước này là chìa khóa để Aptos thực hiện song song lạc quan. Khác với Solana cần phải đưa vào tuyên bố giao dịch, Aptos không cần cơ chế này, do đó yêu cầu về hiệu suất của nút giảm đáng kể. Trong khi đảm bảo rằng giao dịch không xung đột, chi phí mạng của Aptos khi tham gia vào hồ bơi bộ nhớ ảnh hưởng đến TPS ít hơn nhiều so với chi phí mà Solana phải chịu khi đưa vào tuyên bố giao dịch. Do đó, TPS của Aptos có thể đạt 160,000, gấp hơn một lần so với Solana.

Câu chuyện dựa trên tính bảo mật là hướng phát triển của Aptos

( RWA

Aptos đang tích cực thúc đẩy việc token hóa tài sản thực và giải pháp tài chính cho các tổ chức. So với Ethereum, Block-STM của Aptos có khả năng xử lý đồng thời nhiều giao dịch chuyển nhượng tài sản, tránh được sự chậm trễ trong việc xác nhận quyền sở hữu do tắc nghẽn mạng. Trên một số chuỗi công cộng, mặc dù tốc độ giao dịch nhanh, nhưng việc không có thiết kế bộ nhớ có thể dẫn đến việc bị từ chối giao dịch khi mạng bị quá tải, ảnh hưởng đến tính ổn định của việc xác nhận quyền sở hữu RWA. Việc sắp xếp trước trong bộ nhớ của Aptos đảm bảo rằng các giao dịch được thực hiện theo thứ tự, ngay cả trong giờ cao điểm cũng có thể duy trì độ tin cậy của hồ sơ tài sản. RWA cần hỗ trợ từ các hợp đồng thông minh phức tạp, chẳng hạn như phân chia tài sản, phân phối lợi nhuận và kiểm tra tính tuân thủ. Thiết kế mô-đun và tính bảo mật của ngôn ngữ Move giúp các nhà phát triển dễ dàng hơn trong việc xây dựng các ứng dụng RWA đáng tin cậy. Ngược lại, độ phức tạp của ngôn ngữ lập trình và rủi ro lỗ hổng của các chuỗi công cộng khác đã làm tăng chi phí phát triển, hoặc yêu cầu đường cong học tập cao hơn đối với các nhà phát triển. Tính thân thiện với hệ sinh thái của Aptos có khả năng thu hút nhiều dự án RWA hơn, tạo ra một vòng tuần hoàn tích cực. Tiềm năng của Aptos trong lĩnh vực RWA nằm ở sự kết hợp giữa tính bảo mật và hiệu suất. Trong tương lai, nó có thể tập trung vào việc hợp tác với các tổ chức tài chính truyền thống để đưa các tài sản có giá trị cao như trái phiếu, cổ phiếu lên chuỗi, nhờ vào ngôn ngữ Move để tạo ra tiêu chuẩn token hóa có tính tuân thủ cao. Câu chuyện "an toàn + hiệu quả" này có thể giúp Aptos nổi bật trong thị trường RWA.

Vào tháng 7 năm 2024, Aptos đã công bố chính thức việc đưa USDY của Ondo Finance vào hệ sinh thái, và sẽ tích hợp trên các DEX và ứng dụng cho vay chính. Tính đến ngày 10 tháng 3, giá trị vốn hóa thị trường của USDY trên Aptos khoảng 15 triệu USD, chiếm khoảng 2,5% tổng vốn hóa thị trường của USDY. Vào tháng 10 năm 2024, Aptos thông báo rằng Franklin Templeton đã ra mắt quỹ tiền tệ chính phủ Hoa Kỳ trên chuỗi Franklin với token BENJI trên Mạng Aptos )FOBXX###. Ngoài ra, Aptos hợp tác với Libre để thúc đẩy việc token hóa chứng khoán, đưa các quỹ đầu tư của Brevan Howard, BlackRock và Hamilton Lane lên chuỗi, tăng cường khả năng tiếp cận cho các nhà đầu tư tổ chức.

( thanh toán stablecoin

Việc thanh toán bằng stablecoin cần đảm bảo tính cuối cùng của giao dịch và sự an toàn của tài sản. Ngôn ngữ Move của Aptos thông qua mô hình tài nguyên ngăn chặn việc thanh toán hai lần, đảm bảo độ chính xác của mỗi giao dịch chuyển tiền stablecoin. Ví dụ, khi người dùng thanh toán bằng USDC trên Aptos, trạng thái giao dịch được cập nhật một cách nghiêm ngặt, tránh việc mất tiền do lỗ hổng hợp đồng. Hơn nữa, phí Gas thấp của Aptos ) nhờ vào việc chia sẻ chi phí cao TPS ### khiến nó rất cạnh tranh trong các tình huống thanh toán nhỏ. Phí Gas cao của Ethereum đã hạn chế các ứng dụng thanh toán của nó, trong khi một số chuỗi công khai dù có chi phí thấp, nhưng rủi ro giao dịch bị loại bỏ khi mạng quá tải có thể ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng. Cơ chế sắp xếp trước trong bộ nhớ của Aptos và Block-STM đảm bảo tính ổn định và độ trễ thấp cho các giao dịch thanh toán.

PayFi và thanh toán stablecoin cần cân nhắc giữa phi tập trung và tuân thủ quy định. Sự đồng thuận phi tập trung của AptosBFT giảm thiểu rủi ro tập trung, trong khi kiến trúc mô-đun của nó hỗ trợ cho các nhà phát triển nhúng kiểm tra KYC/AML. Ví dụ, một nhà phát hành stablecoin có thể triển khai hợp đồng tuân thủ trên Aptos để đảm bảo giao dịch tuân thủ quy định địa phương mà không hy sinh hiệu quả mạng. Điều này tốt hơn so với mô hình trung gian tập trung của một số chuỗi công khai, đồng thời bù đắp cho những điểm yếu tiềm tàng về tuân thủ do các đề xuất của chuỗi công khai khác dẫn dắt. Thiết kế cân bằng của Aptos khiến nó phù hợp hơn cho sự tham gia của các tổ chức tài chính.

Tiềm năng của Aptos trong lĩnh vực PayFi và thanh toán bằng stablecoin nằm ở sự kết hợp của "an toàn, hiệu quả, tuân thủ". Trong tương lai, sẽ tiếp tục thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi stablecoin, xây dựng mạng lưới thanh toán xuyên biên giới, hoặc hợp tác với các ông lớn trong ngành thanh toán để phát triển hệ thống thanh toán trên chuỗi. TPS cao và chi phí thấp cũng có thể hỗ trợ các tình huống thanh toán vi mô, như tiền thưởng thời gian thực cho những người sáng tạo nội dung. Câu chuyện về Aptos có thể tập trung vào "cơ sở hạ tầng thanh toán thế hệ tiếp theo", thu hút lưu lượng từ cả doanh nghiệp và người dùng.

Lợi thế về an ninh của Aptos - sắp xếp trước trong bộ nhớ, Block-STM, AptosBFT và ngôn ngữ Move - không chỉ nâng cao khả năng chống tấn công mà còn đặt nền tảng vững chắc cho các câu chuyện RWA và PayFi. Trong lĩnh vực RWA, tính bảo mật cao và khả năng xử lý lớn hỗ trợ việc mã hóa tài sản và giao dịch quy mô lớn; trong lĩnh vực PayFi và thanh toán stablecoin, chi phí thấp và hiệu quả cao thúc đẩy việc triển khai ứng dụng thực tế. So với các chuỗi công khai khác, độ tin cậy.