Ejecución paralela optimista de Aptos: innovaciones tecnológicas y potencial futuro detrás de 160,000 TPS

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

Comparar las características técnicas de diferentes cadenas de bloques puede parecer monótono o superficial dependiendo del ángulo de observación. Para entender rápida y precisamente las diferencias entre Aptos y otras cadenas de bloques, es crucial elegir un punto de entrada adecuado. Este artículo analizará el ciclo de vida de una transacción como referencia, examinando el proceso completo desde la creación hasta la actualización del estado final, incluyendo cinco pasos clave: creación e inicio, difusión, ordenación, ejecución y actualización del estado, con el fin de captar el enfoque de diseño y las elecciones técnicas de cada cadena de bloques.

Todas las transacciones de blockchain giran 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 de paralelismo y alto rendimiento

Aptos es una cadena de bloques pública centrada en el alto rendimiento. Aunque su ciclo de vida de transacciones es similar al de Ethereum, ha logrado mejoras significativas en el rendimiento a través de la ejecución paralela optimista única y la optimización de la memoria.

Creación e inicio

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 se sincronizan con los validadores.

transmisión

Aptos ha mantenido el pool de memoria, pero ya no se comparten entre pools de memoria después de QuorumStore. A diferencia de Ethereum, el pool de memoria de Aptos no solo es un buffer de transacciones, sino que también se encarga de preordenar las transacciones según reglas establecidas (como primero en entrar, primero en salir o costo de Gas) para asegurar que no haya conflictos en la ejecución paralela posterior. Este diseño evita la alta demanda de hardware que Solana necesita para declarar de antemano los conjuntos de lectura y escritura.

orden

Aptos utiliza el mecanismo de consenso AptosBFT. En principio, el proponente no puede ordenar las transacciones libremente, pero aip-68 le otorga al proponente el derecho adicional de rellenar las transacciones retrasadas. Dado que la preordenación del grupo de memoria se ha completado previamente para evitar conflictos, la generación de bloques depende más de la colaboración entre los validadores que del liderazgo del proponente.

ejecutar

Aptos utiliza la tecnología Block-STM para lograr una 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 de los validadores, 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 la paralelización optimista y el preordenamiento del pool de memoria, lo que reduce los requisitos de rendimiento de los nodos y aumenta significativamente el rendimiento.

Entender de manera simple y profunda las principales diferencias entre Ethereum, Solana y Aptos en el ciclo de vida de una transacción

Ethereum: Referencia de ejecución en serie

Ethereum, como pionero de los contratos inteligentes, es el punto de origen 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 una puerta de enlace de retransmisión o una interfaz RPC.

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

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

  • Ejecutar: EVM procesa las transacciones de forma serial, actualizando el 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 y el diseño de la memoria de Ethereum 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 paralela y la optimización de la memoria.

Entender de manera sencilla las principales diferencias entre Ethereum, Solana y Aptos en el ciclo de vida de una transacción

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 a la memoria y la forma de ejecución.

ciclo de vida de la transacción de Solana

  • Crear y lanzar: los usuarios inician transacciones a través de la billetera.

  • Broadcast: sin pool de memoria pública, las transacciones se envían directamente a los proponentes actuales y a los dos siguientes.

  • Orden: El proponente empaqueta bloques basándose en PoH (Prueba de Historia), el tiempo de bloque es de solo 400 milisegundos.

  • Ejecución: La máquina virtual Sealevel utiliza 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.

Solana no utiliza un pool de memoria para evitar cuellos de botella en el rendimiento. Debido a la ausencia de un pool de memoria y al consenso único de PoH de Solana, los nodos pueden llegar rápidamente a un consenso sobre el orden de las transacciones, evitando la necesidad de que las transacciones se queden en cola en el pool de memoria, lo que permite que las transacciones se realicen casi al instante. 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 y escritura, el umbral para los nodos es más bajo, pero el TPS es más alto.

Entender de manera sencilla las principales diferencias entre Ethereum, Solana y Aptos en el ciclo de vida de una transacción

Dos caminos de ejecución en paralelo: Aptos vs Solana

La ejecución de transacciones representa la actualización del estado del bloque, es el proceso mediante el cual las instrucciones de transacción se convierten en el estado final. La ejecución paralela en la cadena de bloques se refiere al proceso en el que múltiples procesadores de núcleo realizan cálculos sobre el estado de la red simultáneamente. Actualmente, la ejecución paralela en el mercado se divide en dos tipos: ejecución paralela determinista y ejecución paralela optimista, la diferencia radica en cómo asegurar que las transacciones paralelas no entren en conflicto.

Aptos y Solana eligieron diferentes direcciones de ejecución paralela:

  • 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 en serie. La ventaja es la eficiencia, y la desventaja son los altos requisitos de hardware.

  • Optimismo paralelo (Aptos): Asumiendo que las transacciones no tienen conflictos, Block-STM se ejecuta en paralelo y luego se verifica. Si hay conflictos, se reintenta. La preordenación del pool de memoria reduce el riesgo de conflictos, aliviando la carga de los nodos.

Por ejemplo, la cuenta A tiene un saldo de 100, la transacción 1 transfiere 70 a B, la transacción 2 transfiere 50 a C. Solana confirma los conflictos por adelantado mediante declaraciones y los procesa en orden; Aptos, si después de la ejecución paralela descubre que el saldo es insuficiente, ajusta de nuevo. La flexibilidad de Aptos lo hace más escalable.

Entender de manera sencilla las principales diferencias entre Ethereum, Solana y Aptos en el ciclo de vida de una transacción

Confirmación de conflictos completada anticipadamente a través de la memoria en paralelo optimista

La idea central de la paralelización optimista es suponer que las transacciones que se procesan en paralelo no entrarán en conflicto, por lo que no es necesario enviar declaraciones de transacción por adelantado. Si se detecta un conflicto durante la verificación posterior a la ejecución, Block-STM volverá a ejecutar las transacciones afectadas.

Para evitar la congestión de la red causada por errores de ejecución masiva, Aptos ha implementado la mitigación de riesgos en la fase de difusión de transacciones. Una vez que las transacciones entran en el pool de memoria pública, se preordenan según reglas establecidas (como primero en entrar, primero en salir y el costo de Gas) para asegurar que las transacciones dentro de un bloque no entren en conflicto durante su ejecución en paralelo.

Este preordenamiento de transacciones es clave para que Aptos implemente la paralelización optimista. A diferencia de Solana, Aptos no necesita introducir un mecanismo de declaración de transacciones, por lo que los requisitos de rendimiento de los nodos se reducen significativamente. En cuanto al costo de la red para garantizar que las transacciones no entren en conflicto, el impacto de Aptos al agregar un pool de memoria sobre el TPS es mucho menor que el costo que implica la introducción de declaraciones de transacciones en Solana. Por lo tanto, el TPS de Aptos puede alcanzar 160,000, más del doble que el de Solana.

La narrativa basada en la seguridad es la dirección de desarrollo de Aptos

RWA

Aptos tiene una ventaja significativa en el campo de RWA (activos del mundo real):

  • Block-STM puede procesar en paralelo múltiples transacciones de transferencia de activos, evitando retrasos en la confirmación de derechos causados por la congestión de la red.
  • La preordenación del mempool asegura que las transacciones entren en ejecución en orden, manteniendo la fiabilidad de los registros de activos.
  • El diseño modular y la seguridad del lenguaje Move respaldan el desarrollo de contratos inteligentes complejos, como la división de activos y la verificación de cumplimiento.

El potencial de Aptos en el campo de RWA proviene de la combinación de seguridad y rendimiento. En el futuro, se puede centrar en colaborar con instituciones financieras tradicionales para llevar activos de alto valor a la cadena y crear estándares de tokenización altamente compatibles.

Vale la pena mencionar que:

  • En julio de 2024, Aptos introdujo USDY de Ondo Finance, y hasta el 10 de marzo, la capitalización de mercado de USDY en Aptos era de aproximadamente 15 millones de dólares.
  • En octubre de 2024, Franklin Templeton lanzará el token BENJI en Aptos.
  • Aptos se asocia con Libre para promover la tokenización de valores, llevando a varias conocidas fondos de inversión a la cadena.

pago de stablecoin

Aptos también muestra ventajas únicas en el campo de los pagos con stablecoins:

  • El lenguaje Move previene el doble gasto a través de un modelo de recursos, asegurando la precisión de las transacciones.
  • Las bajas tarifas de Gas lo hacen muy competitivo en escenarios de pagos pequeños.
  • La preordenación del pool de memoria y Block-STM garantizan la estabilidad y baja latencia de las transacciones de pago.

En cuanto a PayFi y los pagos con stablecoins, Aptos equilibra la descentralización y el cumplimiento regulatorio:

  • El consenso descentralizado de AptosBFT reduce el riesgo de centralización.
  • La arquitectura modular admite la incorporación de verificaciones KYC/AML, asegurando que las transacciones cumplan con la normativa local.

El potencial de Aptos en el ámbito de PayFi y los pagos con stablecoin radica en la tríada de "seguridad, eficiencia y cumplimiento". En el futuro podría:

  • Impulsar la adopción masiva de las stablecoins
  • Crear una red de pagos transfronterizos
  • Colaborar con gigantes de pagos para desarrollar un sistema de liquidación en cadena
  • Soporte para escenarios de micropagos, como recompensas en tiempo real para creadores de contenido

Resumen: Las diferencias tecnológicas de Aptos y la narrativa futura

Aptos logra un equilibrio entre rendimiento y seguridad en el diseño del ciclo de vida de las transacciones:

  • La preordenación del pool de memoria combinada con la paralelización optimista de Block-STM reduce el umbral para los nodos, logrando un alto rendimiento de 160,000 TPS.
  • En comparación con la ejecución en serie de Ethereum, la capacidad de paralelismo de Aptos trae un salto cualitativo.
  • En comparación con Solana y Sui, Aptos mantiene un mecanismo de preordenación, asegurando la estabilidad de la red bajo alta carga.
  • El modelo de recursos del lenguaje Move ofrece una mayor seguridad, superior a Ethereum y Solana.

Aptos muestra un gran potencial en los campos de RWA y PayFi:

  • RWA: alta capacidad de procesamiento que soporta la tokenización de grandes volúmenes de activos, ya ha colaborado con varias instituciones financieras.
  • PayFi: soporte de micropagos y liquidaciones transfronterizas de bajo costo, alta eficiencia y cumplimiento.

En el futuro, Aptos podrá conectar las finanzas tradicionales con el ecosistema blockchain a través de la narrativa de "red de valor impulsada por la seguridad", continuando su esfuerzo en los campos de RWA y PayFi, y construyendo un nuevo patrón de cadena pública que combine confianza y escalabilidad.

Entender de manera sencilla las principales diferencias entre Ethereum, Solana y Aptos en el ciclo de vida de una transacción

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SchrodingerWalletvip
· 08-03 02:53
La comparación de las tres cadenas es buena.
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DefiEngineerJackvip
· 07-31 03:35
De hecho, el TPS máximo importa
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consensus_failurevip
· 07-31 03:22
El algoritmo de consenso es lo más clave.
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SocialFiQueenvip
· 07-31 03:17
Vender la verdad sin adornos
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