Aptos Optimistic Parallel Execution:160,000 TPSの背後にある技術革新と将来の可能性

取引ライフサイクルの深い分析:エーテル、ソラナとAptosの技術的違いの解釈

異なるパブリックチェーンの技術特性を比較することは、観察の角度によっては退屈または表面的に感じられるかもしれません。Aptosと他のパブリックチェーンの違いを迅速かつ正確に理解するためには、適切な切り口を選ぶことが重要です。本稿では、取引のライフサイクルを基準に、取引が作成から最終的な状態更新に至るまでの完全なプロセスを分析します。これには、作成と発起、ブロードキャスト、ソート、実行、状態更新の5つの重要なステップが含まれ、各パブリックチェーンの設計思想や技術的トレードオフを把握することを目的としています。

すべてのブロックチェーン取引はこの5つのステップを中心に展開されます。本稿ではAptosを中心に、その独自のデザインを分析し、イーサリアムとソラナと比較します。

Aptos: 楽観的並列 & 高性能設計

Aptosは高性能に重点を置いたパブリックチェーンであり、その取引ライフサイクルはイーサリアムと似ていますが、独自の楽観的並行実行とメモリプールの最適化により、顕著なパフォーマンス向上を実現しています。

作成および開始

Aptosネットワークは、軽ノード、全ノード、およびバリデーターで構成されています。ユーザーは軽ノード(ウォレットやアプリなど)を通じて取引を開始し、軽ノードは取引を近くの全ノードに転送し、全ノードはそれをバリデーターに同期します。

ブロードキャスト

Aptosはメモリプールを保持していますが、QuorumStoreの後はメモリプール間で共有されなくなります。イーサリアムとは異なり、Aptosのメモリプールは単なる取引バッファではなく、既定のルール(先入先出やGas料金など)に基づいて取引を予めソートする役割も果たし、後続の並列実行時に取引の衝突がないようにしています。この設計により、ソラナが読み書きのコレクションを事前に宣言する必要がある高いハードウェア要求を回避しています。

ソート

AptosはAptosBFTコンセンサスメカニズムを採用しています。提案者は原則として取引を自由に並べ替えることはできませんが、aip-68は提案者に遅延した取引を追加する権利を与えています。メモリプールの事前並べ替えが衝突回避を完了しているため、ブロック生成は提案者主導ではなく、検証者間の協力に依存しています。

###実行 AptosはBlock-STM技術を使用して楽観的な並行実行を実現しています。トランザクションは衝突がないと仮定され、同時に処理されますが、実行後に衝突が発見された場合、影響を受けたトランザクションは再実行されます。この方法はマルチコアプロセッサを十分に活用し、効率を向上させ、TPSは160,000に達することができます。

ステータス更新

バリデーターの同期状態、最終性はチェックポイント確認によって、イーサリアムのエポックメカニズムに似ていますが、より効率的です。

Aptosのコアの利点は、楽観的並行処理とメモリプールの事前ソートの組み合わせにあり、ノードの性能要求を低下させると同時にスループットを大幅に向上させました。

イーサリアム、ソラナ、Aptosのトランザクションライフサイクルにおける主な違いを深く理解する

イーサリアム:シリアル実行のベンチマーク

イーサリアムはスマートコントラクトの創始者として、パブリックチェーン技術の原点であり、その取引ライフサイクルはAptosを理解するための基礎フレームワークを提供します。

イーサリアム取引ライフサイクル

  • 作成と発起:ユーザーはウォレットを通じてリレーネットワークまたはRPCインターフェースを介して取引を発起します。

  • ブロードキャスト:トランザクションがパブリックメモリプールに入って、パッケージ化されるのを待っています。

  • ソート:PoSアップグレード後、ブロックビルダーは利益最大化の原則に基づいてトランザクションをパッケージ化し、中継層が入札した後に提案者に提出します。

  • 実行:EVMが取引を直列処理し、単一スレッドで状態を更新します。

  • ステータス更新:ブロックは最終性を確認するために2つのチェックポイントを通過する必要があります。

イーサリアムのシリアル実行とメモリプールの設計は性能を制限しており、ブロック時間は12秒/スロットで、TPSは低いです。これに対して、Aptosは並列実行とメモリプールの最適化を通じて質的な飛躍を実現しました。

取引のライフサイクルにおけるイーサリアム、ソラナ、Aptosの主な違いをわかりやすく理解する

ソラナ:決定性パラレルの究極の最適化

ソラナは高いパフォーマンスで知られ、その取引ライフサイクルはAptosと著しく異なり、特にメモリプールと実行方法においてそうです。

ソラナ取引ライフサイクル

  • 作成と発起:ユーザーはウォレットを通じて取引を発起します。

  • ブロードキャスト:パブリックメモリプールなし、トランザクションは現在および次の2人の提案者に直接送信されます。

  • ソート:提案者はPoH(歴史の証明)に基づいてブロックをパッケージ化し、ブロック時間はわずか400ミリ秒です。

  • 実行:Sealevel仮想マシンは決定論的な並行実行を採用しており、競合を避けるために読み書きの集合を事前に宣言する必要があります。

  • ステータス更新:BFTコンセンサスの迅速な確認。

ソラナはパフォーマンスのボトルネックを回避するためにメモリプールを使用していません。メモリプールがなく、ソラナ独自のPoHコンセンサスにより、ノードは取引の順序に関する合意を迅速に達成でき、取引がメモリプールで待機する必要がなくなり、取引はほぼ即座に成立します。しかし、これはネットワークが過負荷になると、取引が待機するのではなく破棄される可能性があることを意味し、ユーザーは再送信する必要があります。

対照的に、Aptosの楽観的並行処理は読み書きセットを宣言する必要がなく、ノードの敷居も低く、TPSはより高いです。

取引のライフサイクルにおけるイーサリアム、ソラナ、Aptosの主な違いをわかりやすく理解する

並行実行の2つのパス:Aptos vs ソラナ

トランザクションの実行はブロックの状態を更新することであり、トランザクション命令が最終状態に変換されるプロセスです。ブロックチェーンにおける並列実行は、マルチコアプロセッサが同時にネットワークの状態を計算するプロセスを指します。現在市場に出回っている並列実行は、決定論的並列実行と楽観的並列実行の2つの方式に分けられ、違いは並列トランザクションが衝突しないようにする方法にあります。

Aptosとソラナは異なる並行実行の方向を選びました:

  • 決定性並行(ソラナ):取引のブロードキャスト前に読み書きのセットを宣言する必要があり、Sealevelエンジンは宣言に基づいて衝突のない取引を並行処理し、衝突する取引は直列実行されます。利点は効率的であること、欠点はハードウェアの要求が高いことです。

  • 楽観的並行処理(Aptos):取引に衝突がないと仮定し、Block-STMが並行実行した後に検証し、衝突が発生した場合は再試行します。メモリプールの事前ソートにより衝突リスクが低減され、ノードの負担が軽くなります。

例えば、アカウントAの残高が100で、取引1で70をBに転送し、取引2で50をCに転送します。ソラナは衝突を事前に確認することで順序を処理します;Aptosは並行して実行した後、残高不足が発覚した場合、再調整を行います。Aptosの柔軟性はその拡張性を高めています。

取引のライフサイクルにおけるイーサリアム、ソラナ、Aptosの主な違いをわかりやすく理解する

楽観的並行処理によるメモリプールでの衝突確認の事前完了

楽観的並行処理の核心的な考え方は、並行処理されるトランザクションが衝突しないと仮定し、事前にトランザクションの宣言を提出する必要がないということです。実行後に検証で衝突が発見された場合、Block-STMは影響を受けたトランザクションを再実行します。

大量の実行時エラーによるネットワークの遅延を避けるために、Aptosは取引のブロードキャスト段階でリスク回避を行いました。取引が公共メモリプールに入ると、先入先出やガス料金の高低などの既定のルールに基づいて事前にソートされ、1つのブロック内の取引が並行して実行される際に衝突しないようにします。

この取引の事前ソートはAptosが楽観的な並行処理を実現するための鍵です。ソラナとは異なり、Aptosは取引宣言メカニズムを導入する必要がないため、ノードのパフォーマンスに対する要求が大幅に低下します。取引が衝突しないことを保証するためのネットワークオーバーヘッドにおいて、Aptosはメモリプールを追加することでTPSへの影響がソラナが取引宣言を導入するコストよりもはるかに小さいです。そのため、AptosのTPSは160,000に達し、ソラナの倍以上になります。

セキュリティに基づくストーリーはAptosの発展方向です

RWA ###

AptosはRWA(リアルワールドアセット)分野で顕著な利点を持っています:

  • Block-STMは複数の資産移転取引を並行処理でき、ネットワークの混雑による権利確認の遅延を回避します。
  • メモリプールの事前ソートにより、取引が順序通りに実行され、資産記録の信頼性が維持されます。
  • Move言語のモジュール化設計と安全性は、資産の分割やコンプライアンスチェックなどの複雑なスマートコントラクトの開発をサポートします。

AptosのRWA分野における潜在能力は、安全性とパフォーマンスの結合に起因しています。将来的には、伝統的な金融機関との協力に焦点を当て、高価値資産をブロックチェーンに移行し、コンプライアンスが強いトークン化基準を構築することができます。

注目すべき点は:

  • 2024年7月、AptosはOndo FinanceからUSDYを導入し、3月10日現在、USDYのAptosの時価総額は約1,500万ドルでした。
  • 2024年10月、フランクリン・テンパートンがAptos上でBENJIトークンをリリースします。
  • AptosとLibreが協力して証券のトークン化を推進し、複数の有名な投資ファンドをブロックチェーンに上場します。

ステーブルコイン決済

Aptosはステーブルコイン決済分野でも独自の優位性を示しています:

  • Move言語はリソースモデルを通じて二重支払いを防ぎ、取引の正確性を確保します。
  • 低Gas費用により、小額決済シーンで非常に競争力があります。
  • メモリプールの事前ソートとBlock-STMは、支払いトランザクションの安定性と低遅延を保証します。

PayFiとステーブルコインの支払いにおいて、Aptosは分散化と規制遵守の両方を兼ね備えています:

  • AptosBFTの分散型コンセンサスは中央集権リスクを低減します。
  • モジュール型アーキテクチャは、KYC/AMLチェックの埋め込みをサポートし、取引が現地の規制に準拠していることを保証します。

AptosのPayFiとステーブルコイン決済分野における可能性は、「安全、高効率、コンプライアンス」の三位一体にあります。将来的には:

  • ステーブルコインの大規模な採用を継続的に推進する
  • クロスボーダー決済ネットワークを構築する
  • 支払い大手と連携してチェーン上決済システムを開発
  • マイクロペイメントシーンをサポート、例えばコンテンツクリエイターへのリアルタイムの報酬

まとめ:Aptosの技術的差異と未来のストーリー

Aptosは取引ライフサイクルの設計において、パフォーマンスとセキュリティのバランスを実現しています:

  • メモリプールのプリソートをBlock-STMの楽観的並列処理と組み合わせることで、ノードのハードルを下げ、160,000 TPSの高スループットを実現します。
  • イーサリアムの直列実行と比較して、Aptosの並列処理能力は質的な飛躍をもたらします。
  • SolanaやSuiと比較して、Aptosは事前ソートメカニズムを保持し、高負荷時のネットワークの安定性を確保しています。
  • Move言語のリソースモデルは、イーサリアムやソラナよりも高い安全性を提供します。

AptosはRWAおよびPayFi分野で巨大な潜在能力を示しています:

  • RWA:高スループットは大規模な資産のオンチェーンをサポートし、複数の金融機関と提携しています。
  • PayFi:低コスト、高効率、コンプライアンスをサポートするマイクロペイメントと国際決済。

未来、Aptosは「安全駆動の価値ネットワーク」というストーリーを通じて、従来の金融とブロックチェーンエコシステムをつなぎ、RWAやPayFi分野での取り組みを強化し、信頼性と拡張性を兼ね備えた新しい公チェーンの枠組みを構築します。

イーサリアム、ソラナ、Aptosの取引ライフサイクルにおける主な違いをわかりやすく理解する

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コメント
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SchrodingerWalletvip
· 08-03 02:53
三つのチェーンの比較は良いです
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DefiEngineerJackvip
· 07-31 03:35
実際にピークTPSは重要です
原文表示返信0
consensus_failurevip
· 07-31 03:22
コンセンサスアルゴリズム最关键了
原文表示返信0
SocialFiQueenvip
· 07-31 03:17
売却して粉飾を捨てて真実を語る
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