Perspective sur le cycle de vie des transactions : analyse des différences techniques entre Ethereum, Solana et Aptos

Comparer les caractéristiques techniques des différentes blockchains peut sembler ennuyeux. Pour saisir rapidement et avec précision les différences entre Aptos et d'autres blockchains, cet article choisit d'analyser le cycle de vie des transactions comme point de départ, en examinant le processus complet de la transaction, de sa création à la mise à jour finale de l'état, comprenant cinq étapes : création et initiation, diffusion, tri, exécution et mise à jour de l'état.

Toutes les transactions blockchain tournent autour de ces cinq étapes. Cet article se concentrera sur Aptos, analysera son design unique et comparera les différences clés entre 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 optimiste parallèle unique et à une optimisation de la mémoire.

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, qui transmettent les transactions aux nœuds complets à proximité, et les nœuds complets synchronisent ensuite avec les validateurs.

diffusion

Aptos a conservé le pool de mémoire, mais il n'est pas partagé entre les pools de mémoire après QuorumStore. Contrairement à Ethereum, son pool de mémoire n'est pas seulement un tampon de transactions. Une fois qu'une transaction entre dans le pool de mémoire, le système effectue un pré-tri selon des règles, garantissant qu'il n'y a pas de conflit lors de l'exécution parallèle ultérieure. Ce design évite les exigences matérielles élevées de Solana qui nécessitent une déclaration préalable des ensembles de lecture/écriture.

tri

Aptos utilise le consensus AptosBFT, où le proposeur ne peut en principe pas trier les transactions librement. L'aip-68 donne 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, et la génération de blocs dépend davantage de la coopération entre les validateurs.

exécuter

Aptos utilise la technologie Block-STM pour réaliser une exécution parallèle optimiste. Les transactions sont supposées sans conflit et traitées simultanément; si un conflit est découvert après l'exécution, les transactions affectées seront réexécutées. Cette méthode exploite les 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 parallélisme optimiste et du pré-tri du pool de 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 des chaînes publiques, 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 initient des transactions via leur portefeuille en utilisant un passerelle de relais ou une interface RPC.
• Diffusion : La transaction entre dans la mémoire publique, en attente d'être empaquetée.
• Tri : Après la mise à niveau PoS, les constructeurs de blocs regroupent les transactions selon le principe de maximisation des profits, puis soumettent les enchères de la couche relais aux proposeurs.
• Exécution : le traitement des transactions EVM en série, mise à jour de l'état en thread unique.
• Mise à jour de l'état : les blocs doivent passer par deux points de contrôle pour confirmer leur finalité.

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

Solana : optimisation ultime par parallélisme déterministe

Solana est réputé pour sa haute performance, et son cycle de vie des transactions diffère considérablement de celui d'Aptos, en particulier 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 mémoire publique, les transactions sont envoyées directement aux proposeurs actuels et aux deux suivants.
• Tri : Le proposeur empaquette des blocs basé 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 de déclarer à l'avance les 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 ce dernier pourrait devenir un goulot d'étranglement en termes 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 la nécessité que les transactions fassent la queue dans le pool de mémoire, permettant des transactions presque instantanées. Cependant, cela signifie également qu'en cas de surcharge du réseau, les transactions peuvent être abandonnées au lieu d'attendre, et les utilisateurs doivent les soumettre à nouveau.

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

Deux chemins d'exécution parallèle : Aptos vs Solana

L'exécution des transactions représente la mise à jour de l'état du bloc, c'est le processus de conversion des instructions de lancement de transaction en un état final. L'exécution parallèle dans la blockchain fait référence au processus où un processeur multicœur calcule simultanément l'état du réseau. Actuellement, l'exécution parallèle sur le marché se divise en deux types : l'exécution parallèle déterministe et l'exécution parallèle optimiste.

Aptos et Solana ont choisi des directions différentes :

• Parallélisme déterministe (Solana) : il est nécessaire de déclarer les ensembles de lecture et d'écriture avant de diffuser les transactions. Le moteur Sealevel traite les transactions sans conflit en parallèle selon la déclaration, tandis que les transactions en conflit sont exécutées de manière sérielle. L'avantage est l'efficacité, l'inconvénient est une exigence matérielle élevée.

• Optimisme parallèle (Aptos) : Supposer que les transactions n'ont pas de conflit, exécution parallèle avec vérification après Block-STM, en cas de conflit, il y a une nouvelle tentative. Le pré-tri du pool de mémoire réduit le risque de conflit et allège la charge des nœuds.

Confirmation de conflit anticipée par le biais d'une mémoire tampon optimiste

L'idée centrale de l'optimisme parallèle est de supposer que les transactions traitées en parallèle ne vont pas entrer en conflit. Par conséquent, 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 validation après l'exécution de la transaction, Block-STM réexécutera les transactions affectées pour garantir la cohérence.

Sur Aptos, une fois qu'une transaction entre dans le pool de mémoire publique, elle est pré-triée selon certaines règles, garantissant qu'aucune transaction dans un bloc ne sera en conflit lors de l'exécution parallèle. Ce pré-tri des transactions est la clé de la parallélisation optimiste d'Aptos. Contrairement à Solana, qui nécessite l'introduction de déclarations de transaction, Aptos n'a pas besoin de ce mécanisme, réduisant ainsi considérablement les exigences de performance des nœuds. En ce qui concerne les frais réseau pour assurer qu'il n'y a pas de conflit entre les transactions, l'impact de l'ajout du pool de mémoire sur le TPS d'Aptos est bien inférieur au coût engendré par l'introduction des déclarations de transaction par Solana. Par conséquent, le TPS d'Aptos peut atteindre 160 000, dépassant celui de Solana d'un facteur supérieur à deux.

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 retards de vérification des droits dus à la congestion du réseau. Le pré-tri du pool de mémoire d'Aptos garantit que les transactions entrent en exécution dans l'ordre, même en période de pointe, tout en maintenant la fiabilité des enregistrements d'actifs.

La conception modulaire et la sécurité du langage Move permettent aux développeurs de construire plus facilement des applications RWA fiables. Le potentiel d'Aptos dans le domaine RWA réside dans la combinaison de la sécurité et de la performance. À l'avenir, il peut 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.

En juillet 2024, Aptos a annoncé l'intégration de l'USDY d'Ondo Finance dans son écosystème, avec une intégration sur les principaux DEX et applications de prêt. Au 10 mars, la capitalisation boursière de l'USDY sur Aptos était d'environ 15 millions de dollars, ce qui représente environ 2,5 % de la capitalisation boursière totale de l'USDY. En octobre 2024, Aptos a annoncé que Franklin Templeton avait lancé sur le réseau Aptos un fonds monétaire du gouvernement américain (FOBXX) représenté par le jeton BENJI. De plus, Aptos collabore avec Libre pour promouvoir la tokenisation des titres, en mettant en 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 stablecoins doivent garantir la finalité des transactions et la sécurité des actifs. Le langage Move d'Aptos empêche les doubles paiements grâce à un modèle de ressources, garantissant l'exactitude de chaque transfert de stablecoin. Les faibles frais de Gas d'Aptos le rendent très compétitif dans les scénarios de paiements de petite taille. Le pré-tri de la mémoire tampon d'Aptos et Block-STM garantissent la stabilité des transactions de paiement et une faible latence.

Le 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. La conception équilibrée d'Aptos la rend plus adaptée 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" en tant que trinité. À l'avenir, il continuera de promouvoir l'adoption à grande échelle des stablecoins, de créer un réseau de paiement transfrontalier ou de collaborer avec des géants des paiements pour développer un système de règlement sur la chaîne. Un TPS élevé et des coûts bas peuvent également soutenir des scénarios de micropaiement, tels que les dons en temps réel des créateurs de contenu.

Résumé : Les différences techniques d'Aptos et le récit futur

La conception d'Aptos réalise un équilibre astucieux entre performance et sécurité. Son pré-tri de mémoire combiné à la parallélisation optimiste de Block-STM réduit le seuil d'entrée des nœuds tout en atteignant un débit élevé de 160 000 TPS, dépassant la parallélisation déterministe de Solana et la parallélisation au niveau des objets de Sui. Par rapport à l'exécution séquentielle d'Ethereum, la capacité de parallélisation d'Aptos représente un saut qualitatif ; tandis qu'en comparaison avec les optimisations radicales de Solana et Sui qui éliminent le pool de mémoire, Aptos conserve le mécanisme de pré-tri, garantissant la stabilité du réseau sous forte charge.

C'est précisément sur la base de cette combinaison de sécurité et de performance qu'Aptos montre un énorme potentiel dans la narration RWA et PayFi. Dans le domaine RWA, le haut débit d'Aptos soutient l'intégration massive d'actifs sur la chaîne, et les récentes collaborations avec Ondo Finance, Franklin Templeton et Libre commencent à porter leurs fruits. Dans le paiement PayFi et les paiements en stablecoins, le faible coût, l'efficacité et la conformité d'Aptos soutiennent les micropaiements et les règlements transfrontaliers, faisant d'Aptos un fort candidat pour "l'infrastructure de paiement de nouvelle génération".

Dans le futur, Aptos pourra connecter la finance traditionnelle et l'écosystème blockchain grâce à un récit de "réseau de valeur axé sur la sécurité", en continuant à se concentrer sur les domaines RWA et PayFi, et en construisant un nouveau modèle de blockchain publique alliant confiance et évolutivité.