Différences techniques entre Aptos et d'autres blockchains du point de vue du cycle de vie des transactions

Comparer les différences techniques entre différentes blockchains peut sembler ennuyeux. Pour comprendre rapidement et avec précision les différences entre Aptos et d'autres blockchains, il est important de choisir un point d'entrée approprié.

Le cycle de vie d'une transaction est un excellent angle d'analyse. En étudiant le processus complet d'une transaction, de la création à la mise à jour finale de l'état - y compris la création et l'initiation, la diffusion, le tri, l'exécution et la mise à jour de l'état - on peut clairement saisir la philosophie de conception et les compromis techniques des blockchains publiques. Sur cette base, on peut comprendre les récits centraux des différentes blockchains ; en regardant vers l'avenir, on peut explorer comment développer des applications attrayantes sur Aptos.

Toutes les transactions sur la blockchain se déroulent autour de ces cinq étapes. Cet article se concentrera sur Aptos, analysera sa conception unique et comparera les différences clés avec Ethereum et Solana.

Aptos : Conception optimiste et haute performance par le parallélisme

Aptos est une blockchain publique axée sur la haute performance, dont le cycle de vie des transactions est similaire à celui d'Ethereum, mais qui réalise des améliorations significatives grâce à une exécution parallèle optimiste unique et à une optimisation de la mémoire. Voici les étapes clés du cycle de vie des transactions sur Aptos :

Créer et initier

Le réseau Aptos est composé de nœuds légers, de nœuds complets et de validateurs. Les utilisateurs initient des transactions via des nœuds légers (comme des portefeuilles ou des applications), les nœuds légers transmettent les transactions aux nœuds complets à proximité, qui synchronisent ensuite avec les validateurs.

diffusion

Aptos conserve une mémoire tampon, mais les mémoires tampon ne sont pas partagées après QuorumStore. Contrairement à Ethereum, sa mémoire tampon n'est pas seulement un tampon de transactions. Une fois qu'une transaction entre dans la mémoire tampon, le système procède à un pré-tri selon des règles (comme FIFO ou les frais de Gas) pour garantir qu'il n'y ait pas de conflit lors de l'exécution parallèle ultérieure. Cette conception évite les exigences matérielles élevées de Solana qui nécessitent une déclaration préalable des ensembles de lecture et d'écriture.

tri

Aptos utilise le consensus AptosBFT, où le proposeur ne peut en principe pas ordonner librement les transactions. L'aip-68 confère au proposeur le droit supplémentaire de remplir les transactions retardées. La pré-sélection du pool de mémoire a été effectuée à l'avance pour éviter les conflits, et la génération de blocs dépend davantage de la collaboration entre les validateurs plutôt que d'une domination du proposeur.

exécuter

Aptos utilise la technologie Block-STM pour réaliser une exécution parallèle optimiste. Les transactions sont supposées sans conflit et traitées simultanément ; si des conflits sont détectés après l'exécution, les transactions affectées seront réexécutées. Cette méthode tire parti des processeurs multicœurs pour améliorer l'efficacité, avec un TPS pouvant atteindre 160 000.

mise à jour de l'état

État de synchronisation des validateurs, finalité confirmée par des points de contrôle, similaire au mécanisme Epoch d'Ethereum, mais avec une efficacité supérieure.

L'avantage clé d'Aptos réside dans la combinaison de l'exécution parallèle optimiste et du pré-tri dans le pool de mémoire, ce qui réduit à la fois les exigences de performance des nœuds et augmente considérablement le débit.

Ethereum : Référence d'exécution séquentielle

Ethereum, en tant que pionnier des contrats intelligents, est le point de départ de la technologie des chaînes publiques, et son cycle de vie des transactions fournit un cadre de base pour comprendre Aptos.

Cycle de vie des transactions Ethereum

• Créer et initier : les utilisateurs lancent des transactions via un portefeuille à travers un réseau de relais ou une interface RPC.

• Diffusion : La transaction entre dans la mémoire publique et attend d'être empaquetée.

• Tri : Après la mise à niveau PoS, les constructeurs de blocs regroupent les transactions selon le principe de maximisation des profits, soumettant après enchères au niveau de relais au proposeur.

• Exécution : traitement des transactions EVM en série, mise à jour de l'état en mode mono-thread.

• Mise à jour de l'état : le bloc doit être confirmé par deux points de contrôle pour assurer sa finalité.

L'exécution séquentielle d'Ethereum et la conception de la mémoire tampon limitent les performances, avec un temps de bloc de 12 secondes/par créneau, et un TPS relativement bas. En revanche, Aptos a réalisé un saut qualitatif grâce à l'exécution parallèle et à l'optimisation de la mémoire tampon.

Solana : optimisation extrême avec parallélisme déterministe

Solana est réputé pour sa haute performance, et son cycle de vie des transactions diffère considérablement de celui d'Aptos, en particulier en ce qui concerne le pool de mémoire et les méthodes d'exécution.

Cycle de vie des transactions Solana

• Créer et initier : Les utilisateurs initient des transactions via leur portefeuille.

• Diffusion : pas de mémoire publique, les transactions sont envoyées directement aux proposants actuels et aux deux suivants.

• Tri : Les proposeurs empaquetent les blocs sur la base de PoH (Proof of History), le temps de bloc n'est que de 400 millisecondes.

• Exécution : La machine virtuelle Sealevel adopte une exécution parallèle déterministe, nécessitant une déclaration préalable des ensembles de lecture et d'écriture pour éviter les conflits.

• Mise à jour de l'état : confirmation rapide du consensus BFT.

La raison pour laquelle Solana n'utilise pas de pool de mémoire est que le pool de mémoire peut devenir un goulot d'étranglement en termes de performance. En l'absence de pool de mémoire, et grâce au consensus PoH unique de Solana, les nœuds peuvent rapidement parvenir à un consensus sur l'ordre des transactions, évitant ainsi la nécessité d'attendre dans le pool de mémoire, permettant aux transactions d'être presque instantanément conclues. Cependant, cela signifie également qu'en cas de surcharge du réseau, les transactions peuvent être abandonnées plutôt qu'attendues, et les utilisateurs doivent les soumettre à nouveau.

En comparaison, l'optimisme parallèle d'Aptos ne nécessite pas de déclaration des ensembles de lecture et d'écriture, le seuil pour les nœuds est plus bas, mais le TPS est plus élevé.

Deux chemins d'exécution parallèle : Aptos vs Solana

L'exécution d'une transaction représente la mise à jour de l'état du bloc, c'est le processus par lequel les instructions de lancement de la transaction sont transformées en un état final. Les nœuds supposent que la transaction réussit et calculent son impact sur l'état du réseau, ce processus de calcul est l'exécution.

L'exécution parallèle dans la blockchain fait référence au processus par lequel des processeurs multicœurs calculent simultanément l'état du réseau. Actuellement sur le marché, l'exécution parallèle se divise en deux modes : l'exécution parallèle déterministe et l'exécution parallèle optimiste. La différence entre ces deux orientations de développement réside dans la manière de garantir qu'aucun conflit n'émerge entre les transactions parallèles, c'est-à-dire s'il existe des relations de dépendance entre les transactions.

Le moment de détermination des conflits de dépendance pour les transactions parallèles détermine la différenciation entre deux directions de développement : l'exécution parallèle déterministe et l'exécution parallèle optimiste. Aptos et Solana ont choisi des directions différentes :

• Exécution parallèle déterministe (Solana) : Avant la diffusion des transactions, il est nécessaire de déclarer les ensembles de lecture et d'écriture. Le moteur Sealevel traite en parallèle les transactions sans conflit en fonction des déclarations, tandis que les transactions conflictuelles sont exécutées en série. L'avantage est son efficacité, l'inconvénient est une demande matérielle élevée.

• Exécution parallèle optimiste (Aptos) : Supposons qu'il n'y ait pas de conflit dans les transactions, Block-STM exécute en parallèle puis vérifie. En cas de conflit, une nouvelle tentative est effectuée. Le prétri des pools de mémoire réduit le risque de conflit, allégeant la charge des nœuds.

Exemple : le solde du compte A est de 100, la transaction 1 envoie 70 à B, la transaction 2 envoie 50 à C. Solana confirme les conflits à l'avance par déclaration et traite les transactions dans l'ordre ; Aptos, après exécution parallèle, ajuste à nouveau si le solde est insuffisant. La flexibilité d'Aptos le rend plus évolutif.

Confirmation des conflits en avance via un pool de mémoire en mode optimiste et parallèle

L'idée centrale de l'optimisme parallèle est de supposer que les transactions traitées en parallèle ne seront pas en conflit, donc avant l'exécution des transactions, l'application n'a pas besoin de soumettre de déclaration de transaction. Si un conflit est découvert lors de la validation après l'exécution de la transaction, Block-STM réexécutera les transactions affectées pour garantir la cohérence.

Cependant, dans la pratique, si les dépendances de transaction ne sont pas vérifiées à l'avance pour détecter d'éventuels conflits, il peut y avoir de nombreuses erreurs lors de l'exécution réelle, entraînant un ralentissement du fonctionnement de la chaîne publique. Ainsi, la parallélisation optimiste n'est pas simplement une hypothèse selon laquelle il n'y a pas de conflits de transactions, mais consiste à éviter les risques à l'avance à un certain stade, qui est le stade de diffusion des transactions.

Sur Aptos, une fois qu'une transaction entre dans le pool de mémoire publique, elle est pré-triée selon certaines règles (comme FIFO et les frais de Gas) pour s'assurer qu'il n'y a pas de conflit lors de l'exécution parallèle des transactions dans un bloc. Cela montre que les proposeurs d'Aptos n'ont en réalité pas la capacité de trier les transactions, et qu'il n'existe pas de constructeurs de blocs dans le réseau. Ce pré-tri des transactions est la clé de la parallélisation optimiste d'Aptos. Contrairement à Solana qui doit introduire des déclarations de transactions, Aptos n'a pas besoin de ce mécanisme, ce qui réduit considérablement les exigences de performance des nœuds. En ce qui concerne les coûts du réseau pour s'assurer qu'il n'y a pas de conflit entre les transactions, l'impact de l'ajout du pool de mémoire sur le TPS d'Aptos est bien moindre que le coût des déclarations de transactions introduites par Solana. Par conséquent, le TPS d'Aptos peut atteindre 160 000, soit plus du double de celui de Solana. L'impact du pré-tri des transactions rend plus difficile la capture de MEV sur Aptos, ce qui a des avantages et des inconvénients pour les utilisateurs.

Le récit basé sur la sécurité est la direction de développement d'Aptos

RWA

Aptos promeut activement la tokenisation des actifs réels et des solutions financières institutionnelles. Par rapport à Ethereum, Block-STM d'Aptos peut traiter plusieurs transactions de transfert d'actifs en parallèle, évitant ainsi les retards de confirmation dus à la congestion du réseau. Sur certaines chaînes publiques, bien que la vitesse des transactions soit rapide, l'absence de conception de pool de mémoire peut entraîner le rejet des transactions en cas de surcharge du réseau, affectant la stabilité de la confirmation des RWA. Le pré-tri du pool de mémoire d'Aptos garantit que les transactions entrent dans l'exécution dans l'ordre, maintenant la fiabilité des enregistrements d'actifs même pendant les périodes de pointe. Les RWA nécessitent un soutien de contrats intelligents complexes, tels que la division d'actifs, la distribution des revenus et les vérifications de conformité. La conception modulaire et la sécurité du langage Move permettent aux développeurs de construire plus facilement des applications RWA fiables. En revanche, la complexité des langages de programmation de certaines chaînes publiques et le risque de vulnérabilités augmentent les coûts de développement, tandis que d'autres, bien qu'efficaces, imposent une courbe d'apprentissage plus élevée aux développeurs. L'amitié écologique d'Aptos devrait attirer davantage de projets RWA, formant un cycle vertueux. Le potentiel d'Aptos dans le domaine des RWA réside dans la combinaison de la sécurité et de la performance. À l'avenir, il pourrait se concentrer sur la collaboration avec des institutions financières traditionnelles pour mettre en chaîne des actifs de grande valeur tels que des obligations et des actions, en utilisant le langage Move pour créer des normes de tokenisation conformes. Ce récit "sécurité + efficacité" permettra à Aptos de se démarquer sur le marché des RWA.

En juillet 2024, Aptos a annoncé l'intégration de l'USDY d'Ondo Finance dans son écosystème, avec une intégration dans les principaux DEX et applications de prêt. Au 10 mars, la capitalisation boursière de l'USDY sur Aptos était d'environ 15 millions de dollars, représentant environ 2,5 % de la capitalisation boursière totale de l'USDY. En octobre 2024, Aptos a annoncé que Franklin Templeton avait lancé sur le réseau Aptos un fonds monétaire gouvernemental américain (FOBXX) représenté par le jeton BENJI. De plus, Aptos collabore avec Libre pour promouvoir la tokenisation des titres, en intégrant les fonds d'investissement de Brevan Howard, BlackRock et Hamilton Lane sur la blockchain, renforçant ainsi l'accès des investisseurs institutionnels.

paiement en stablecoin

Les paiements en stablecoin doivent garantir la finalité des transactions et la sécurité des actifs. Le langage Move d'Aptos empêche les doubles paiements grâce à un modèle de ressources, assurant l'exactitude de chaque transfert de stablecoin. Par exemple, lorsque les utilisateurs paient avec des USDC sur Aptos, l'état de la transaction est strictement protégé, évitant ainsi la perte de fonds due à des vulnérabilités de contrat. De plus, les faibles frais de Gas d'Aptos (grâce à un TPS élevé répartissant les coûts) le rendent très compétitif dans les scénarios de paiements de petite taille. Les frais de Gas élevés de certaines chaînes publiques limitent leurs applications de paiement, tandis que d'autres, bien que peu coûteuses, présentent un risque d'abandon des transactions en cas de surcharge du réseau, ce qui peut affecter l'expérience utilisateur. Le pré-tri du pool de mémoire d'Aptos et le Block-STM garantissent la stabilité et la faible latence des transactions de paiement.

PayFi et les paiements en stablecoin doivent concilier décentralisation et conformité réglementaire. Le consensus décentralisé d'AptosBFT réduit le risque de centralisation, tandis que son architecture modulaire permet aux développeurs d'intégrer des vérifications KYC/AML. Par exemple, un émetteur de stablecoin peut déployer des contrats de conformité sur Aptos, garantissant que les transactions respectent les réglementations locales sans sacrifier l'efficacité du réseau. Cela surpasse certains modèles de relais centralisés de chaînes publiques et compense les lacunes potentielles en matière de conformité dominées par certains proposeurs de chaînes publiques. La conception équilibrée d'Aptos la rend plus adaptée à l'entrée des institutions financières.

Le potentiel d'Aptos dans le domaine des paiements PayFi et des stablecoins réside dans la "sécurité, l'efficacité et la conformité" de la trilogie. À l'avenir, il continuera à promouvoir l'adoption à grande échelle des stablecoins, à créer un réseau de paiements transfrontaliers ou à collaborer avec des géants du paiement pour développer un système de règlement sur la chaîne. Un haut TPS et des coûts faibles peuvent également soutenir des scénarios de micropaiement, tels que les dons en temps réel des créateurs de contenu. Le récit d'Aptos peut se concentrer sur "l'infrastructure de paiement de nouvelle génération", attirant un flux bidirectionnel d'entreprises et d'utilisateurs.

Les avantages d'Aptos en matière de sécurité - pré-tri des pools de mémoire, Block-STM, AptosBFT et le langage Move - non seulement améliorent la résistance aux attaques, mais posent également les bases des récits RWA et PayFi.