Diferencias técnicas entre Aptos y otras cadenas públicas desde la perspectiva del ciclo de vida de las transacciones

Comparar las diferencias técnicas entre las distintas cadenas de bloques puede parecer aburrido. Para entender rápida y precisamente las diferencias entre Aptos y otras cadenas de bloques, es importante elegir un punto de entrada adecuado.

El ciclo de vida de una transacción es una perspectiva de análisis muy buena. Al estudiar el proceso completo de una transacción desde su creación hasta la actualización de su estado final, incluyendo la creación y el inicio, la difusión, el ordenamiento, la ejecución y la actualización del estado, se puede comprender claramente el enfoque de diseño y las concesiones técnicas de las cadenas de bloques públicas. Con esto como base, se puede entender hacia atrás la narrativa central de diferentes cadenas de bloques públicas; hacia adelante, se puede explorar cómo desarrollar aplicaciones atractivas en Aptos.

Todas las transacciones de blockchain giran en torno a estos cinco pasos. Este artículo se centrará en Aptos, analizará su diseño único y comparará las diferencias clave con Ethereum y Solana.

Aptos: Diseño optimista y de alto rendimiento en paralelo

Aptos es una cadena pública que enfatiza el alto rendimiento, cuyo ciclo de vida de transacciones es similar al de Ethereum, pero ha logrado mejoras significativas a través de una ejecución paralela optimista única y la optimización de la piscina de memoria. A continuación se presentan los pasos clave del ciclo de vida de las transacciones en Aptos:

Crear e 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 mantiene el pool de memoria, pero los pools de memoria no se comparten después de QuorumStore. A diferencia de Ethereum, su pool de memoria no es solo un búfer de transacciones. Una vez que las transacciones ingresan al pool de memoria, el sistema las preordena según reglas (como FIFO o tarifas de Gas) para garantizar que no haya conflictos en la ejecución paralela posterior. Este diseño evita los altos requisitos de hardware que Solana necesita para declarar anticipadamente los conjuntos de lectura y escritura.

orden

Aptos utiliza el consenso AptosBFT, donde el proponente no puede en principio ordenar las transacciones libremente. Aip-68 otorga al proponente el derecho adicional de rellenar transacciones retrasadas. La preordenación del pool de memoria se ha completado anticipadamente para evitar conflictos, y 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 la ejecución paralela optimista. Las transacciones se suponen sin conflictos y se procesan simultáneamente; si se detecta un conflicto después de la ejecución, las transacciones afectadas se volverán a ejecutar. Este enfoque aprovecha los procesadores multinúcleo para mejorar la eficiencia, con 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 principal ventaja de Aptos radica en la combinación de la paralelización optimista y la preordenación del pool de memoria, lo que reduce la demanda de rendimiento de los nodos y mejora significativamente el rendimiento.

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

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

• Broadcast: 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 luego las presentan a los proponentes tras la licitación en la capa de retransmisión.

• Ejecución: el EVM procesa las transacciones de forma secuencial y actualiza 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 de Ethereum y el diseño de la memoria de la piscina limitan el rendimiento, con un tiempo de bloque de 12 segundos por ranura y un TPS bajo. En comparación, Aptos ha logrado un salto cualitativo mediante la ejecución paralela y la optimización de la memoria de la piscina.

Solana: Optimización extrema de paralelismo determinista

Solana es conocida por su alto rendimiento, y su ciclo de vida de transacciones difiere significativamente de Aptos, especialmente en lo que respecta a la piscina de memoria y el 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 pool de memoria pública, las transacciones se envían directamente a los proponentes actuales y a los dos siguientes.

• Ordenación: Los proponentes empaquetan bloques basados en PoH (Prueba de Historia), el tiempo del bloque es de solo 400 milisegundos.

• Ejecución: La máquina virtual Sealevel utiliza ejecución paralela determinista, y es necesario declarar anticipadamente 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 esperen 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, la ejecución paralela optimista de Aptos no requiere la declaración de conjuntos de lectura y 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 una transacción representa la actualización del estado del bloque, siendo el proceso en el que la instrucción de inicio de la transacción se transforma en un estado final. Los nodos suponen que la transacción ha tenido éxito y calculan 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 procesadores de núcleos calculan simultáneamente el estado de la red. En el mercado actual, la ejecución paralela se divide en dos enfoques: ejecución paralela determinista y ejecución paralela optimista. La diferencia entre estas dos direcciones de desarrollo radica en cómo asegurar que las transacciones paralelas no entren en conflicto, es decir, si existe una relación de dependencia entre las transacciones.

El momento de determinar los conflictos de dependencias en las transacciones paralelas decide la divergencia entre la ejecución paralela determinista y la ejecución paralela optimista. Aptos y Solana han elegido diferentes direcciones:

• Paralelismo determinista (Solana): Antes de difundir las transacciones, es necesario declarar los conjuntos de lectura y escritura, el motor Sealevel procesa en paralelo las transacciones sin conflictos según la declaración, las transacciones en conflicto se ejecutan de forma serial. La ventaja es la eficiencia, la desventaja es la alta demanda de hardware.

• Optimismo paralelo (Aptos): se asume que las transacciones no tienen conflictos, el Block-STM se ejecuta en paralelo y luego se valida; si hay conflictos, se reintenta. La preordenación del pool de memoria reduce el riesgo de conflictos, lo que aligera la carga de los nodos.

Ejemplo: Cuenta A con un saldo de 100, transacción 1 transfiere 70 a B, transacción 2 transfiere 50 a C. Solana confirma conflictos anticipadamente mediante declaraciones y procesa en orden; Aptos, si descubre que el saldo es insuficiente después de la ejecución paralela, ajusta nuevamente. La flexibilidad de Aptos lo hace más escalable.

Confirmación de conflictos anticipada a través de la piscina de memoria en paralelo optimista

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

Sin embargo, en la práctica, si no se confirman por adelantado los conflictos de dependencias de transacciones, durante la ejecución real pueden surgir numerosos errores, lo que lleva a un funcionamiento lento de la cadena pública. Por lo tanto, la paralelización optimista no es simplemente suponer que no hay conflictos en las transacciones, sino que en una etapa se evitan riesgos por adelantado, y esta etapa es la etapa de difusión de transacciones.

En Aptos, una vez que una transacción entra en el pool de memoria pública, se preordena según ciertas reglas (como FIFO y el costo de Gas) para asegurar que las transacciones dentro de un bloque no entren en conflicto durante la ejecución paralela. De esto se deduce que los proponentes de Aptos en realidad no tienen la capacidad de ordenar transacciones, y no existen constructores de bloques en la red. Esta preordenación de transacciones es clave para que Aptos logre 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 las sobrecargas de red para asegurar que las transacciones no entren en conflicto, la inclusión del pool de memoria en Aptos tiene un impacto mucho menor en el TPS que el costo de introducir declaraciones de transacciones en Solana. Por lo tanto, el TPS de Aptos puede alcanzar 160,000, más del doble que Solana. El impacto de la preordenación de transacciones es que captura de MEV en Aptos es más difícil, lo que presenta ventajas y desventajas 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 reales 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 congestión de la red. En algunas cadenas de bloques públicas, aunque la velocidad de transacción es alta, la falta de diseño de memoria puede llevar a la pérdida de transacciones durante una sobrecarga de la red, afectando la estabilidad de la verificación de los activos reales (RWA). La preordenación de la memoria de Aptos asegura que las transacciones ingresen para su ejecución en orden, manteniendo la fiabilidad de los registros de activos incluso en momentos de alta demanda. Los RWA requieren el soporte de contratos inteligentes complejos, como la división de activos, la distribución de ingresos y la verificación de cumplimiento. El diseño modular y la seguridad del lenguaje Move permiten a los desarrolladores construir aplicaciones RWA confiables de manera más sencilla. En contraste, la complejidad del lenguaje de programación de algunas cadenas de bloques públicas y el riesgo de vulnerabilidades aumentan los costos de desarrollo, mientras que otras, aunque son eficientes, presentan una alta curva de aprendizaje 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, podría centrarse en colaborar con instituciones financieras tradicionales para llevar activos de alto valor, como bonos y acciones, a la cadena, utilizando el lenguaje Move para crear estándares de tokenización altamente conformes. Esta narrativa de "seguridad + eficiencia" puede hacer que Aptos se destaque en el mercado de RWA.

En julio de 2024, Aptos anunció la incorporación de USDY de Ondo Finance a su ecosistema, integrándose 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 aproximadamente el 2.5% de la capitalización total de USDY. En octubre de 2024, Aptos anunció que Franklin Templeton había lanzado en Aptos Network un fondo del gobierno de EE. UU. representado por el token BENJI (FOBXX). Además, Aptos se asoció con Libre para avanzar en la tokenización de valores, llevando a la cadena los fondos de inversión de Brevan Howard, BlackRock y Hamilton Lane, mejorando el acceso de los inversores institucionales.

Pago con stablecoin

Los pagos con stablecoins necesitan asegurar la finalización de las transacciones 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 el contrato. Además, las bajas tarifas de Gas de Aptos (gracias a la alta TPS que distribuye costos) lo hacen altamente competitivo en escenarios de pagos pequeños. Las altas tarifas de Gas de ciertas cadenas públicas limitan sus aplicaciones de pago, mientras que otras, aunque de bajo costo, pueden tener riesgos de transacciones descartadas durante la sobrecarga de la red que podrían afectar la experiencia del usuario. El preordenamiento del pool de memoria y Block-STM de Aptos garantizan la estabilidad y baja latencia de las transacciones de pago.

PayFi y los pagos con stablecoins deben equilibrar la descentralización y la conformidad regulatoria. 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 desplegar contratos de cumplimiento en Aptos para asegurar que las transacciones cumplan con las regulaciones locales, sin sacrificar la eficiencia de la red. Esto es superior al modelo de retransmisión centralizada de algunas cadenas públicas y compensa las posibles deficiencias de cumplimiento dominadas por algunos proponentes de cadenas públicas. El diseño equilibrado de Aptos lo hace más adecuado para la entrada de instituciones financieras.

El potencial de Aptos en el ámbito de los pagos con PayFi y las stablecoins radica en la tríada de "seguridad, eficiencia y cumplimiento". En el futuro, se seguirá impulsando la adopción masiva de stablecoins, creando una red de pagos transfronterizos, 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 recompensas en tiempo real para creadores de contenido. La narrativa de Aptos puede centrarse en "la infraestructura de pago de próxima generación", atrayendo flujos bidireccionales de empresas y usuarios.

Las ventajas de Aptos en términos de seguridad: la preordenación del pool de memoria, Block-STM, AptosBFT y el lenguaje Move, no solo mejoran la capacidad de resistencia a ataques, sino que también establecen la base para las narrativas de RWA y PayFi.