Perspectiva do ciclo de vida das transações: Análise das diferenças técnicas entre Ethereum, Solana e Aptos

Comparar as características técnicas de diferentes blockchains pode parecer monótono e aborrecido. Para entender rapidamente e com precisão as diferenças entre Aptos e outras blockchains, este artigo opta por usar o ciclo de vida da transação como ponto de partida, analisando o processo completo da transação desde a criação até a atualização do estado final, incluindo cinco etapas: criação e iniciação, difusão, ordenação, execução e atualização do estado.

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: Otimização paralela e design de alto desempenho

Aptos é uma blockchain pública focada em alto desempenho, cujo ciclo de vida das transações é semelhante ao do Ethereum, mas que alcançou melhorias significativas através da execução paralela otimista e da otimização do pool de memória.

Criar e iniciar

A rede Aptos é composta por nós leves, nós completos e validadores. Os usuários iniciam transações através de nós leves, que retransmitem as transações para os nós completos próximos, e os nós completos sincronizam com os validadores.

transmissão

Aptos mantém o pool de memórias, mas não há compartilhamento entre os pools de memórias após o QuorumStore. Ao contrário do Ethereum, o seu pool de memórias não é apenas um buffer de transações. Após a entrada das transações no pool de memórias, o sistema realiza uma pré-ordenação com base em regras, garantindo que não haja conflitos durante a execução paralela subsequente. Este design evita a alta exigência de hardware que a Solana precisa para declarar antecipadamente os conjuntos de leitura e escrita.

ordenação

Aptos utiliza o consenso AptosBFT, onde os proponentes, em princípio, não podem ordenar livremente as transações. O aip-68 concede aos proponentes o direito adicional de preencher transações atrasadas. A pré-ordenamento do pool de memórias foi concluída antecipadamente para evitar conflitos, e a geração de blocos depende mais da colaboração entre os validadores.

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 processadores multinúcleos para aumentar a eficiência, com um TPS que pode chegar a 160.000.

atualização de estado

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-ordenamento de pool de memória, o que reduz as exigências de desempenho dos nós e aumenta significativamente a capacidade de processamento.

Ethereum: Referência para Execução Serial

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 uma estrutura básica para entender o Aptos.

ciclo de vida da transação Ethereum

• Criar e iniciar: Os usuários iniciam transações através de carteiras via gateways de retransmissão ou interfaces RPC.
• Transmissão: a transação entra no pool de memória pública, aguardando ser empacotada.
• Ordenação: Após a atualização do PoS, os construtores de blocos empacotam transações com base no princípio da maximização do lucro, e após o leilão na camada de retransmissão, as enviam para o proponente.
• Execução: EVM processa transações em série, atualizando o estado em um único thread.
• Atualização de estado: O bloco deve ser confirmado em sua finalização através de dois pontos de verificação.

A execução sequencial do Ethereum e o design da pool de memória limitaram o desempenho, com um tempo de bloco de 12 segundos/slot e um TPS relativamente baixo. Em contrapartida, o Aptos alcançou um salto qualitativo através da execução paralela e da otimização da pool de memória.

Solana: Optimização extrema de paralelismo determinístico

Solana é conhecida pelo seu alto desempenho, com um ciclo de vida de transação que difere significativamente do Aptos, especialmente em relação ao pool de memória e ao modo de execução.

Ciclo de vida da negociação Solana

• Criar e Iniciar: Os usuários iniciam transações através da carteira.
• Broadcast: sem pool de memória pública, as transações são enviadas diretamente aos proponentes atuais e aos dois seguintes.
• Ordenação: Os proponentes empacotam blocos com base no PoH (Prova de História), o tempo do bloco é de apenas 400 milissegundos.
• Execução: A máquina virtual Sealevel utiliza execução paralela determinística, sendo necessário declarar previamente o conjunto de leitura e escrita para evitar conflitos.
• Atualização de status: 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 nos pools de memória, permitindo que as transações sejam quase instantaneamente concluídas. No entanto, isso também significa que, em caso de sobrecarga da rede, as transações podem ser descartadas em vez de aguardarem, e os usuários precisam reenviar.

Em comparação, a paralelização otimista da Aptos não requer a declaração de conjuntos de leitura e escrita, o limiar para os nós é mais baixo, mas o TPS é mais alto.

Duas vias de execução paralela: Aptos vs Solana

A execução da transação representa a atualização do estado do bloco, sendo o processo de conversão da instrução de iniciação da transação em um estado final. A execução paralela na blockchain refere-se ao processo em que processadores multinúcleos calculam simultaneamente o estado da rede. Atualmente, a execução paralela no mercado divide-se em duas formas: execução paralela determinística e execução paralela otimista.

Aptos e Solana escolheram direções diferentes:

• Confiabilidade paralela (Solana): Antes de transmitir a transação, é necessário declarar o conjunto de leitura e escrita. O motor Sealevel processa transações sem conflito em paralelo com base na declaração, enquanto transações em conflito são executadas em série. A vantagem é a eficiência, a desvantagem é a alta exigência de hardware.

• Execução otimista em paralelo (Aptos): Presumir que as transações não têm conflitos, a execução em paralelo do Block-STM é verificada após, e se houver conflitos, será feita uma nova tentativa. A pré-ordenação do pool de memórias reduz o risco de conflitos, aliviando a carga nos nós.

Confirmação de conflitos antecipada através de pool de memória em paralelo otimista

A ideia central da execução otimista paralela é supor 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, após a execução da transação, for detectado um conflito durante a verificação, o Block-STM reexecutará as transações afetadas para garantir a consistência.

No Aptos, após a transação entrar no pool de memória pública, ela é pré-ordenada de acordo com certas regras, garantindo que as transações dentro de um bloco não entrem em conflito durante a execução paralela. Essa pré-ordenacão de transações é a chave para o paralelismo otimista do Aptos. Ao contrário do Solana, que precisa introduzir declarações de transações, o Aptos não requer esse mecanismo, reduzindo significativamente os requisitos de desempenho dos nós. Em termos de sobrecarga de rede para garantir que as transações não entrem em conflito, o impacto da inclusão do pool de memória no TPS do Aptos é muito menor do que o custo da introdução de declarações de transação pelo Solana. Assim, o TPS do Aptos pode atingir 160.000, mais do que o dobro do Solana.

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

RWA

Aptos está a avançar ativamente na tokenização de ativos reais e em soluções financeiras institucionais. Em comparação com Ethereum, o Block-STM da Aptos consegue processar várias transações de transferência de ativos em paralelo, evitando atrasos na verificação de direitos devido a congestionamentos na rede. A pré-ordenamento da pool de memórias da Aptos garante que as transações entrem em execução por ordem, mantendo a fiabilidade dos registos de ativos mesmo durante os períodos de pico.

O design modular e a segurança da linguagem Move permitem que os desenvolvedores construam aplicações RWA confiáveis de forma mais fácil. O potencial da Aptos no campo RWA reside na combinação de segurança e desempenho. No futuro, poderá focar na colaboração com instituições financeiras tradicionais para tokenizar ativos de alto valor, como obrigações e ações, utilizando a linguagem Move para criar padrões de tokenização com alta conformidade.

Em julho de 2024, a Aptos anunciou a introdução do USDY da Ondo Finance em seu ecossistema, e a integração com os principais DEX e aplicações de empréstimo. Até 10 de março, a capitalização de mercado do USDY na Aptos era de aproximadamente 15 milhões de dólares, representando cerca de 2,5% da capitalização total do USDY. Em outubro de 2024, a Aptos anunciou que a Franklin Templeton lançou um fundo monetário do governo dos EUA (FOBXX) na Aptos Network, representado pelo token BENJI. Além disso, a Aptos colaborou 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 dos investidores institucionais.

pagamento de stablecoin

Os pagamentos em stablecoin precisam garantir a finalização das transações e a segurança dos ativos. A linguagem Move da Aptos, através do modelo de recursos, previne pagamentos duplos, garantindo a precisão de cada transferência de stablecoin. As baixas taxas de Gas da Aptos tornam-na altamente competitiva em cenários de pagamentos de baixo valor. A pré-ordenação do pool de memória da Aptos e o Block-STM garantem a estabilidade e a baixa latência das transações de pagamento.

O PayFi e os pagamentos com stablecoins devem equilibrar a descentralização e a conformidade regulatória. O consenso descentralizado AptosBFT reduz o risco de centralização, enquanto sua arquitetura modular suporta os desenvolvedores na incorporação de verificações KYC/AML. O design equilibrado da Aptos torna-a mais adequada para a entrada de instituições financeiras.

O potencial da Aptos no campo dos pagamentos PayFi e das stablecoins reside na tríade "segurança, eficiência e conformidade". No futuro, continuará a promover a adoção em larga escala de stablecoins, criando uma rede de pagamentos transfronteiriços, ou colaborando com gigantes de pagamentos para desenvolver sistemas de liquidação em cadeia. Alta TPS e baixos custos também podem suportar cenários de micropagamentos, como recompensas em tempo real para criadores de conteúdo.

Resumo: As diferenças tecnológicas da Aptos e a narrativa futura

O design do Aptos alcançou um equilíbrio inteligente entre desempenho e segurança. A pré-ordenação do seu pool de memória, combinada com a paralelização otimista do Block-STM, não apenas reduz a barreira para os nós, mas também atinge uma alta taxa de transferência de 160.000 TPS, superando a paralelização determinística do Solana e a paralelização em nível de objeto do Sui. Em comparação com a execução serial do Ethereum, a capacidade de paralelização do Aptos traz um salto qualitativo; enquanto, em relação à otimização radical do Solana e Sui que elimina o pool de memória, o Aptos mantém o mecanismo de pré-ordenação, garantindo a estabilidade da rede sob alta carga.

É precisamente com base nessa combinação de segurança e desempenho que a Aptos demonstra um enorme potencial na narrativa RWA e PayFi. No campo do RWA, a alta taxa de transferência da Aptos suporta a tokenização em larga escala de ativos, e as recentes colaborações com a Ondo Finance, Franklin Templeton e Libre já mostram resultados promissores. Em pagamentos PayFi e stablecoins, os baixos custos, alta eficiência e conformidade da Aptos apoiam micropagamentos e liquidações transfronteiriças, tornando-se um forte candidato à "infraestrutura de pagamento de próxima geração".

No futuro, a Aptos pode, através da narrativa de "rede de valor impulsionada pela segurança", conectar as finanças tradicionais com o ecossistema blockchain, continuando a se esforçar nas áreas de RWA e PayFi, construindo um novo padrão de blockchain público que combina confiança e escalabilidade.