Análisis profundo del ciclo de vida de las transacciones: diferencias técnicas entre Aptos, Ethereum y Solana

Para entender en profundidad las diferencias entre Aptos y otras cadenas de bloques, analizar el ciclo de vida de una transacción es un excelente punto de partida. Al estudiar el proceso completo de una transacción desde su creación hasta la actualización del estado final, que incluye la creación e inicio, la difusión, la ordenación, la ejecución y la actualización del estado, podemos comprender claramente las ideas de diseño y los compromisos técnicos de diferentes cadenas de bloques.

Todas las transacciones de blockchain se desarrollan en torno a estos cinco pasos. Este artículo se centrará en Aptos, analizará su diseño único y lo comparará con 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 mejoras significativas a través de una ejecución paralela optimista única y la optimización de la memoria. A continuación se presentan los pasos clave del ciclo de vida de las transacciones en Aptos:

Crear y iniciar

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

transmisión

Aptos ha reservado el pool de memoria, pero no se comparten entre los pools de memoria después de QuorumStore. A diferencia de Ethereum, su pool de memoria no es solo un búfer de transacciones. Después de que las transacciones ingresan al pool de memoria, el sistema las preordena según las reglas ( como FIFO o tarifa de Gas ), asegurando que no haya conflictos en las transacciones durante 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 no puede ordenar las transacciones libremente. La aip-68 otorga al proponente el derecho adicional de llenar las transacciones retrasadas. La preordenación del pool de memoria se ha completado con anticipación para evitar conflictos, y la generación de bloques depende más de la colaboración entre validadores que del liderazgo del 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 reejecutan. Este método aprovecha los procesadores multinúcleo para aumentar 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 ventaja clave de Aptos radica en la combinación de la paralelización optimista y la preordenación del pool de memoria, lo que reduce los requisitos de rendimiento de los nodos y aumenta significativamente el rendimiento.

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

• Creación e inicio: los usuarios inician transacciones a través de la billetera mediante una puerta de enlace de retransmisión o una interfaz RPC.

• Transmisión: la transacción entra en el pool de memoria pública, esperando ser empaquetada.

• Orden: Después de la actualización de PoS, los constructores de bloques empaquetan transacciones según el principio de maximización de ganancias, y después de la licitación en la capa de retransmisión se envían al proponente.

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

• Actualización de estado: El bloque debe ser confirmado 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 conocida por su alto rendimiento, y su ciclo de vida de transacciones difiere significativamente del de Aptos, especialmente en lo que respecta al grupo de memoria y al método de ejecución.

ciclo de vida de la transacción de Solana

• Crear e iniciar: el usuario inicia una transacción a través de la billetera.

• Transmisión: Sin grupo 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), el tiempo del bloque es de solo 400 milisegundos.

• Ejecución: La máquina virtual Sealevel adopta una ejecución paralela determinista, y se debe declarar previamente el conjunto de lectura y escritura para evitar conflictos.

• Actualización de estado: confirmación rápida del consenso BFT.

La razón por la que Solana no utiliza un pool de memoria es que este 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 alcanzar rápidamente un consenso sobre el orden de las transacciones, evitando la necesidad de que las transacciones se alineen en el pool de memoria; las transacciones pueden completarse casi de inmediato. Sin embargo, esto también significa que, en caso de sobrecarga de 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/escritura, el umbral para los nodos es más bajo, pero el TPS es más alto.

Dos caminos de ejecución paralela: 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. El nodo asume que la transacción ha tenido éxito y calcula su impacto en el estado de la red, este proceso de cálculo es la ejecución.

La ejecución paralela en blockchain se refiere al proceso en el que múltiples núcleos de procesador calculan simultáneamente el estado de la red. Actualmente, la ejecución paralela en el mercado se divide en dos tipos: ejecución paralela determinista y ejecución paralela optimista. La diferencia entre estas dos direcciones de desarrollo radica en cómo garantizar 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 en que se determinan los conflictos de dependencias de transacciones paralelas decide la diferenciación entre la ejecución paralela determinista y la ejecución paralela optimista. Aptos y Solana eligieron direcciones diferentes:

• Paralelismo determinista ( Solana ): Antes de la difusión de la transacción, se debe 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 en serie. La ventaja es la eficiencia, y la desventaja es la alta demanda de hardware.

• Optimista y paralelo ( Aptos ): Suponga que no hay conflictos de transacciones, la ejecución paralela de Block-STM se verifica después, y si hay conflictos, se reintenta. La preordenación del pool de memoria reduce el riesgo de conflictos, y la carga del nodo es más ligera.

Ejemplo: Cuenta A con un saldo de 100, transacción 1 transfiere 70 a B, transacción 2 transfiere 50 a C. Solana confirma conflictos por adelantado mediante declaraciones y los procesa en orden; Aptos, si encuentra saldo insuficiente después de la ejecución en paralelo, ajusta de nuevo. La flexibilidad de Aptos le confiere una mayor escalabilidad.

Confirmación de conflictos anticipada a través de la memoria de optimismo en paralelo

La idea central del optimismo paralelo es suponer que las transacciones procesadas en paralelo no entrarán en conflicto, por lo tanto, antes de la ejecución de la transacción, el lado de la aplicación no necesita enviar una declaración de transacción. Si durante la verificación posterior a la ejecución de la transacción se encuentra un conflicto, Block-STM volverá a ejecutar las transacciones afectadas para garantizar la consistencia.

Sin embargo, en la práctica, si no se confirma de antemano si hay conflictos en las dependencias de la transacción, durante la ejecución real pueden aparecer numerosos errores, lo que provoca una desaceleración en el funcionamiento de la cadena pública. Por lo tanto, la paralelización optimista no supone simplemente que las transacciones no tienen conflictos, sino que en una determinada fase se han evitado riesgos por anticipado, y esta fase es la fase de difusión de transacciones.

En Aptos, una vez que las transacciones ingresan al pool de memoria pública, se preordenan según ciertas reglas ( como FIFO y los costos de Gas ) para asegurar que las transacciones dentro de un bloque no entren en conflicto durante la ejecución en paralelo. Como se puede ver, el proponente de Aptos en realidad no tiene la capacidad de ordenar transacciones, y no hay 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 transacciones, Aptos no requiere este mecanismo, lo que reduce significativamente los requisitos de rendimiento de los nodos. En cuanto a los costos de red para asegurar que las transacciones no entren en conflicto, la adición del pool de memoria de Aptos tiene un impacto en TPS mucho menor que el costo de Solana al introducir declaraciones de transacciones. Por lo tanto, el TPS de Aptos puede alcanzar 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 presenta pros y contras 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 del mundo real y soluciones financieras institucionales. En comparación con Ethereum, el Block-STM de Aptos puede procesar en paralelo múltiples transacciones de transferencia de activos, evitando retrasos en la verificación de derechos causados por la congestión de la red. En Solana, aunque la velocidad de transacción es rápida, el diseño sin memoria puede descartar transacciones durante la sobrecarga de la red, afectando la estabilidad de la verificación de derechos de activos del mundo real (RWA). El preordenamiento de la memoria de Aptos garantiza que las transacciones ingresen a la ejecución en orden, manteniendo la fiabilidad de los registros de activos incluso en períodos pico.

RWA necesita un soporte complejo de contratos inteligentes, como la división de activos, la distribución de ingresos y las verificaciones de cumplimiento. El diseño modular y la seguridad del lenguaje Move permiten a los desarrolladores construir aplicaciones RWA confiables con mayor facilidad. En comparación, la complejidad y el riesgo de vulnerabilidades de Solidity de Ethereum aumentan los costos de desarrollo, mientras que la programación en Rust de Solana es eficiente, pero requiere una curva de aprendizaje más alta para los desarrolladores. La amigabilidad ecológica de Aptos tiene el potencial 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 centrarse en colaborar con instituciones financieras tradicionales para llevar activos de alto valor como bonos y acciones a la cadena, aprovechando el lenguaje Move para crear estándares de tokenización con alta conformidad. Esta narrativa de "seguridad + eficiencia" puede permitir que Aptos se destaque en el mercado de RWA.

En julio de 2024, Aptos anunció oficialmente la incorporación de USDY de Ondo Finance a su ecosistema, y se integrará 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 Franklin Templeton había lanzado en Aptos Network un fondo monetario del gobierno de EE. UU. representado por el token BENJI (FOBXX). Además, Aptos está colaborando con Libre para promover la tokenización de valores, llevando los fondos de inversión de Brevan Howard, BlackRock y Hamilton Lane a la cadena, mejorando el acceso para los inversores institucionales.

pago en stablecoin

Los pagos en stablecoin necesitan asegurar 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 benefician de la alta TPS que distribuye los costos ), haciéndolo muy competitivo en escenarios de pagos pequeños. Las altas tarifas de Gas de Ethereum limitan sus aplicaciones de pago, y aunque Solana tiene costos bajos, el riesgo de descartar transacciones durante la sobrecarga de la red puede afectar la experiencia del usuario. La preordenación del pool de memoria de Aptos y Block-STM garantizan 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 implementar contratos de cumplimiento en Aptos, asegurando que las transacciones cumplan con las regulaciones locales sin sacrificar la eficiencia de la red. Esto es superior al modelo de retransmisión centralizada de Ethereum y compensa las posibles deficiencias de cumplimiento del proponente dominante de Solana. 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 impulsando la adopción masiva de stablecoins, creando redes de pago transfronterizas o colaborando con gigantes de pagos para desarrollar sistemas de liquidación en cadena. Su alta TPS y bajo costo también pueden respaldar escenarios de micropagos, como las propinas en tiempo real para creadores de contenido. La narrativa de Aptos puede centrarse en "infraestructura de pago de próxima generación", atrayendo flujos de usuarios y empresas en ambas direcciones.

Las ventajas de Aptos en términos de seguridad, como la preordenación de la memoria, Block-STM, AptosBFT y el lenguaje Move, no solo mejoran la capacidad de resistencia a ataques, sino que también establecen una base sólida para la narrativa de RWA y PayFi. En el ámbito de RWA, su alta seguridad y capacidad de rendimiento respaldan la tokenización de activos y transacciones a gran escala; en PayFi y pagos con stablecoins, su bajo costo y eficiencia impulsan la implementación en aplicaciones reales. En comparación con Ethereum,