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 dependiendo del ángulo de observación. Para comprender rápida y precisamente las diferencias entre Aptos y otras cadenas de bloques, es crucial elegir un punto de vista adecuado.

El ciclo de vida de una transacción es una perspectiva de análisis ideal. Al estudiar el proceso completo de una transacción desde su creación hasta la actualización del estado final, incluyendo la creación e iniciación, la difusión, el ordenamiento, la ejecución y la actualización del estado, podemos comprender claramente el enfoque de diseño y las elecciones técnicas de cada cadena pública. Tomando esto como base, se puede entender la narrativa central de las cadenas públicas hacia atrás, y hacia adelante se puede explorar cómo desarrollar aplicaciones atractivas para el mercado en Aptos.

Todas las transacciones en blockchain giran en torno a estos cinco pasos. Este artículo se centrará en Aptos, analizará su diseño único y comparará las diferencias clave entre Ethereum y Solana.

Aptos: diseño optimista en paralelo y de alto rendimiento

Aptos es una cadena pública centrada en el alto rendimiento, cuyo ciclo de vida de las transacciones es similar al de Ethereum, pero logra una mejora significativa en el rendimiento a través de una ejecución paralela optimista única y la optimización del grupo de memoria. A continuación se presentan los pasos clave del ciclo de vida de las transacciones en Aptos:

Crear e iniciar

La red de 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 nodos completos cercanos, y los nodos completos sincronizan luego con los validadores.

transmisión

Aptos ha reservado el pool de memoria, pero no se comparte entre los pools de memoria después de QuorumStore. A diferencia de Ethereum, su pool de memoria no es solo un búfer de transacciones. Una vez que las transacciones ingresan al pool de memoria, el sistema las preordena según las reglas (, como FIFO o costo de Gas ), garantizando que no haya conflictos en la ejecución paralela posterior. Este diseño evita la alta demanda de hardware que requiere Solana para declarar anticipadamente los conjuntos de lectura y escritura.

orden

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

ejecutar

Aptos utiliza la tecnología Block-STM para lograr la ejecución paralela optimista. Se asume que las transacciones no tienen conflictos y se procesan simultáneamente; si se detecta 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 principal ventaja de Aptos radica en la combinación de paralelismo optimista y preordenamiento de la memoria, lo que reduce las demandas de rendimiento de los nodos y mejora significativamente el rendimiento. La arquitectura de la red de Aptos apoya claramente este diseño.

Ethereum: referencia de ejecución en serie

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

ciclo de vida de la transacción de Ethereum

• Crear e iniciar: Los usuarios inician transacciones a través de la billetera mediante la puerta de enlace de reenvío o la interfaz RPC.

• Broadcast: La transacción entra en el pool de memoria pública, esperando ser empaquetada.

• Orden: Después de la actualización de PoS, los constructores de bloques empaquetan las transacciones según el principio de maximización de beneficios, y luego presentan la oferta al proponente después de la subasta en la capa de retransmisión.

• Ejecutar: Procesamiento de transacciones en serie de EVM, actualización de estado en un solo hilo.

• Actualización de estado: El bloque debe confirmarse por dos puntos de control para su finalización.

La ejecución en serie de Ethereum y el diseño del pool de memoria limitan el rendimiento, con un tiempo de bloque de 12 segundos/slot y un TPS bajo. En comparación, Aptos ha logrado un salto cualitativo a través de la ejecución en paralelo y la optimización del pool de memoria.

Solana: Optimización extrema de paralelismo determinista

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

Ciclo de vida de transacciones de Solana

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

• Difusión: Sin un pool de 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), con un tiempo de bloque de solo 400 milisegundos.

• Ejecución: La máquina virtual Sealevel utiliza ejecución paralela determinista, y es necesario declarar con antelación el conjunto de lectura y escritura para evitar conflictos.

• Actualización de estado: Confirmación rápida del consenso BFT.

Solana no utiliza un pool de memoria porque podría convertirse en un cuello de botella de rendimiento. Debido a la ausencia de un pool de memoria y al consenso PoH único de Solana, los nodos pueden llegar rápidamente a un consenso sobre el orden de las transacciones, evitando la necesidad de que las transacciones esperen en un pool de memoria, lo que permite que las transacciones se realicen casi de inmediato. Sin embargo, esto también significa que durante una sobrecarga en 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 para los nodos es más bajo, pero el TPS es más alto.

Dos caminos de ejecución en paralelo: Aptos vs Solana

La ejecución de la transacción representa la actualización del estado del bloque, es el proceso en el que la orden de inicio de la transacción se convierte en un estado final. Los nodos suponen que la transacción ha sido exitosa y calculan su impacto en el estado de la red, este proceso de cálculo es la ejecución.

La ejecución paralela en la blockchain se refiere al proceso en el cual un procesador multinúcleo calcula simultáneamente el estado de la red. En el mercado actual, la ejecución paralela se divide en dos modalidades: ejecución paralela determinista y ejecución paralela optimista. La diferencia entre estas dos direcciones de desarrollo radica en cómo asegurar que las transacciones paralelas no entren en conflicto------es decir, si existe una relación de dependencia entre las transacciones.

En el ciclo de vida de las transacciones, el momento de determinar los conflictos de dependencias de transacciones paralelas define la diferenciación entre la ejecución paralela determinista y la ejecución paralela optimista. Aptos y Solana eligieron diferentes direcciones:

• Paralelismo determinista ( Solana ): Antes de transmitir la transacción, es necesario declarar el conjunto de lectura y escritura. El motor Sealevel procesa las transacciones sin conflictos en paralelo según la declaración, mientras que las transacciones en conflicto se ejecutan de forma secuencial. La ventaja es la eficiencia, y la desventaja son los altos requisitos de hardware.

• Optimista y paralelo ( Aptos ): Supongamos que las transacciones no tienen conflictos, la verificación se realiza después de la ejecución paralela de Block-STM, y si hay conflictos, se vuelve a intentar. La preordenación del pool de memoria reduce el riesgo de conflictos, lo que aligera la carga de los nodos.

Ejemplo: Cuenta A con saldo de 100, transacción 1 transfiere 70 a B, transacción 2 transfiere 50 a C. Solana confirma conflictos anticipadamente mediante declaraciones y los procesa en orden; Aptos ajusta nuevamente si descubre saldo insuficiente después de la ejecución paralela. La flexibilidad de Aptos lo hace más escalable.

Confirmación de conflictos completada anticipadamente a través de la memoria pool de manera optimista y paralela

El concepto central de la paralelización optimista asume que las transacciones procesadas en paralelo no entrarán en conflicto, por lo tanto, antes de la ejecución de las transacciones, la aplicación no necesita enviar una declaración de transacción. Si se detecta un conflicto durante la verificación después de la ejecución de la transacción, Block-STM volverá a ejecutar las transacciones afectadas para asegurar la consistencia.

Sin embargo, en la práctica, si no se confirma de antemano si hay conflictos en las dependencias de las transacciones, durante la ejecución real pueden aparecer muchos errores, lo que provoca que la cadena de bloques pública funcione lentamente. Por lo tanto, la paralelización optimista no es simplemente suponer que no hay conflictos en las transacciones, sino que se han evitado riesgos de antemano en una cierta etapa, que es la etapa de difusión de transacciones.

En Aptos, una vez que las transacciones entran en el pool de memoria pública, se preordenan según ciertas reglas ( como FIFO y el costo del Gas ), asegurando que las transacciones dentro de un bloque no entren en conflicto durante la ejecución paralela. Como se puede ver, los proponentes de Aptos en realidad no tienen la capacidad de ordenar transacciones, y no existen constructores de bloques en la red. Esta preordenación de transacciones es clave para que Aptos implemente la paralelización optimista. A diferencia de Solana, que necesita introducir declaraciones de transacción, Aptos no requiere este mecanismo, lo que reduce significativamente las demandas de rendimiento en los nodos. En términos de costos de red que aseguran que las transacciones no entren en conflicto, la incorporación del pool de memoria en Aptos tiene un impacto en el TPS que es mucho menor que el costo de introducir declaraciones de transacción en Solana. Por lo tanto, el TPS de Aptos puede alcanzar los 160,000, más del doble que Solana. El impacto de la preordenación de transacciones hace que sea más difícil capturar MEV en Aptos, lo que tiene ventajas y desventajas para los usuarios.

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. En comparación con Ethereum, el Block-STM de Aptos puede procesar múltiples transacciones de transferencia de activos en paralelo, evitando retrasos en la validación debido a la congestión de la red. En algunas cadenas de bloques públicas, aunque la velocidad de transacción es rápida, el diseño sin memoria puede descartar transacciones en caso de sobrecarga de la red, afectando la estabilidad de la validación de RWA. La preordenación de la memoria de Aptos asegura que las transacciones entren en ejecución en orden, manteniendo la fiabilidad de los registros de activos incluso durante los picos.

RWA necesita un soporte complejo de contratos inteligentes, como la división de activos, la distribución de ingresos y la verificación de cumplimiento. El diseño modular y la seguridad del lenguaje Move permiten a los desarrolladores construir aplicaciones RWA confiables más fácilmente. En comparación, la complejidad del lenguaje de contratos inteligentes de algunas cadenas públicas y el riesgo de vulnerabilidades han aumentado los costos de desarrollo, mientras que el lenguaje de programación de otras cadenas públicas, aunque eficiente, exige una curva de aprendizaje más alta para los desarrolladores. La amigabilidad ecológica de Aptos tiene la esperanza de atraer más proyectos RWA, formando un ciclo positivo.

El potencial de Aptos en el ámbito de RWA radica en la combinación de seguridad y rendimiento. En el futuro, puede enfocarse en colaborar con instituciones financieras tradicionales para tokenizar activos de alto valor como bonos y acciones, utilizando el lenguaje Move para crear estándares de tokenización altamente compatibles. Esta narrativa de "seguridad + eficiencia" puede permitir que Aptos se destaque en el mercado de RWA.

En julio de 2024, Aptos anunció la introducción del token USDY de una institución financiera y su integración en los principales DEX y aplicaciones de préstamos. Hasta el 10 de marzo, la capitalización de mercado de USDY en Aptos era de aproximadamente 15 millones de dólares, lo que representa alrededor del 2.5% de la capitalización total de USDY. En octubre de 2024, Aptos anunció que una compañía de gestión de activos había lanzado un fondo monetario del gobierno de EE. UU. en la red Aptos, representado por el token BENJI. Además, Aptos se asoció con una empresa para promover la tokenización de valores, llevando los fondos de inversión de varias compañías de inversión a la cadena, mejorando el acceso de los inversores institucionales.

pago de stablecoin

Los pagos con stablecoins necesitan garantizar la finalización de la transacción y la seguridad de los activos. El lenguaje Move de Aptos previene el doble gasto a través de un modelo de recursos, asegurando la precisión de cada transferencia de stablecoin. Por ejemplo, cuando un usuario paga con USDC en Aptos, el estado de la transacción está estrictamente protegido, evitando la pérdida de fondos debido a vulnerabilidades en los contratos. Además, las bajas tarifas de Gas de Aptos ( se deben a que los altos TPS distribuyen los costos ), lo que lo hace muy competitivo en escenarios de pagos pequeños. Las altas tarifas de Gas de ciertas cadenas públicas limitan sus aplicaciones de pago, mientras que otras cadenas, aunque tienen costos bajos, pueden enfrentar riesgos de descarte de transacciones durante la sobrecarga de la red, lo que podría afectar la experiencia del usuario. La preordenación de la memoria y Block-STM de Aptos aseguran la estabilidad y baja latencia de las transacciones de pago.

PayFi y los pagos con stablecoins deben equilibrar la descentralización y el cumplimiento regulatorio. El consenso descentralizado de AptosBFT reduce el riesgo de centralización, mientras que su arquitectura modular permite a los desarrolladores integrar verificaciones KYC/AML. Por ejemplo, un emisor de stablecoins puede desplegar contratos de cumplimiento en Aptos, asegurando que las transacciones cumplan con las regulaciones locales, sin sacrificar la eficiencia de la red. Esto es superior a algunos modelos de relay centralizados de cadenas públicas y también compensa las posibles deficiencias de cumplimiento dominadas por proponentes de otras cadenas públicas. El diseño equilibrado de Aptos lo hace más adecuado para la entrada de instituciones financieras.

El potencial de Aptos en el ámbito de PayFi y los pagos con stablecoins radica en la tríada de "seguridad, eficiencia y cumplimiento". En el futuro, se continuará promoviendo la adopción masiva de stablecoins, creando una red de pagos transfronterizos, o colaborando con gigantes de pagos para desarrollar un sistema de liquidación en cadena. Un alto TPS y bajos costos también pueden apoyar escenarios de micropagos, como las recompensas en tiempo real para creadores de contenido. La narrativa de Aptos puede centrarse en "la infraestructura de pago de próxima generación", atrayendo un flujo bidireccional de empresas y usuarios.

Las ventajas de Aptos en términos de seguridad ------ preordenación del pool de memoria, Block-STM, AptosBFT y el lenguaje Move ------ no solo mejoran