A diferença técnica entre Aptos e outras blockchains do ponto de vista do ciclo de vida da transação

Comparar as diferenças técnicas entre diferentes blockchains pode parecer monótono. Para entender rapidamente e com precisão as diferenças entre Aptos e outras blockchains, é importante escolher um ponto de entrada adequado.

O ciclo de vida de uma transação é uma boa perspectiva de análise. Ao estudar o processo completo de uma transação, desde a criação até a atualização do estado final - incluindo criação e iniciação, difusão, ordenação, execução e atualização de estado - é possível compreender claramente o pensamento de design e as concessões técnicas das blockchains públicas. Com isso como base, pode-se entender as narrativas centrais de diferentes blockchains públicas; por outro lado, pode-se explorar como desenvolver aplicações atraentes na Aptos.

Todas as transações em blockchain giram em torno destes cinco passos. Este artigo irá centrar-se na Aptos, analisar o seu design único e comparar as principais diferenças entre Ethereum e Solana.

Aptos: Design de paralelismo otimista e alto desempenho

Aptos é uma blockchain pública que enfatiza o alto desempenho, cujo ciclo de vida das transações é semelhante ao do Ethereum, mas alcança melhorias significativas através da execução paralela otimista única e da otimização do pool de memória. Abaixo estão os passos-chave do ciclo de vida das transações na Aptos:

Criar e iniciar

A rede Aptos é composta por nós leves, nós completos e validadores. Os usuários iniciam transações através de nós leves (como carteiras ou aplicações), que retransmitem as transações para nós completos próximos, que por sua vez sincronizam com os validadores.

transmissão

Aptos mantém o pool de memória, mas os pools de memória não compartilham após o QuorumStore. Ao contrário do Ethereum, seu pool de memória não é apenas um buffer de transações. Após uma transação entrar no pool de memória, o sistema pré-ordena com base em regras (como FIFO ou taxas de Gas) para garantir que não haja conflitos nas transações durante a execução paralela subsequente. Este design evita a alta demanda de hardware do Solana, que precisa declarar antecipadamente os conjuntos de leitura e escrita.

ordenação

Aptos utiliza o consenso AptosBFT, onde o proponente, em princípio, não pode ordenar transações livremente. O aip-68 confere ao proponente o direito adicional de preencher transações atrasadas. A pré-ordenação do pool de memórias já foi concluída para evitar conflitos, e a geração de blocos depende mais da colaboração entre validadores do que da liderança do proponente.

executar

Aptos utiliza a tecnologia Block-STM para implementar a execução paralela otimista. As transações são assumidas como não conflitantes e processadas simultaneamente; se um conflito for detectado após a execução, as transações afetadas serão re-executadas. Este método aproveita os processadores multinúcleo para melhorar a eficiência, com TPS podendo chegar a 160.000.

Atualização de estado

Estado de sincronização do validador, a finalização é confirmada através de checkpoints, semelhante ao mecanismo de Epoch do Ethereum, mas com maior eficiência.

A principal vantagem do Aptos reside na combinação de paralelismo otimista e pré-ordenamento de pool de memória, o que reduz a demanda de desempenho dos nós e aumenta significativamente a capacidade de processamento.

Ethereum: Benchmark de Execução Serial

O Ethereum, como o pioneiro dos contratos inteligentes, é o ponto de origem da tecnologia de blockchain pública, e seu ciclo de vida das transações fornece a estrutura básica para entender o Aptos.

ciclo de vida da transação Ethereum

• Criação e iniciação: os usuários iniciam transações através da carteira por meio de um gateway de retransmissão ou interface RPC.

• Broadcast: A transação entra no pool de memória pública, aguardando ser empacotada.

• Ordenação: Após a atualização PoS, os construtores de blocos empacotam as transações com base no princípio da maximização do lucro, e após o leilão da camada de retransmissão, as submetem ao proponente.

• Execução: EVM processa transações em série, atualizando o estado em thread única.

• Atualização de estado: O bloco deve ser confirmado em dois pontos de verificação para garantir a sua finalização.

A execução serial do Ethereum e o design da pool de memória limitam o desempenho, com um tempo de bloco de 12 segundos/slot e TPS baixo. Em contraste, o Aptos alcançou um salto qualitativo através da execução paralela e da otimização da pool de memória.

Solana: Otimização extrema de paralelismo determinístico

A Solana é conhecida pelo seu alto desempenho, e o ciclo de vida das transações difere significativamente do Aptos, especialmente em relação ao pool de memória e à forma de execução.

Ciclo de vida da transação Solana

• Criar e iniciar: os usuários iniciam transações através da carteira.

• Broadcast: Sem pool de memória pública, as transações são enviadas diretamente para o proponente atual e os dois seguintes.

• Ordenação: Os proponentes empacotam blocos com base no PoH (Proof of History), com um tempo de bloco de apenas 400 milissegundos.

• Execução: A máquina virtual Sealevel utiliza execução paralela determinística, necessitando de declaração prévia dos conjuntos de leitura e escrita para evitar conflitos.

• Atualização de status: Confirmação rápida do consenso BFT.

A razão pela qual a Solana não utiliza pools de memória é que os pools de memória podem se tornar um gargalo de desempenho. Devido à ausência de um pool de memória e ao consenso PoH único da Solana, os nós conseguem rapidamente alcançar um consenso sobre a ordem das transações, evitando a necessidade de as transações ficarem na fila do pool de memória, permitindo que as transações sejam quase instantaneamente concluídas. No entanto, isso também significa que, em caso de sobrecarga da rede, as transações podem ser descartadas em vez de aguardarem, e os usuários precisam reenviar.

Em comparação, a paralelização otimista da Aptos não requer a declaração de conjuntos de leitura e escrita, a barreira para os nós é mais baixa, mas o TPS é mais alto.

Duas vias de execução paralela: Aptos vs Solana

A execução de uma transação representa a atualização do estado do bloco, sendo o processo de conversão da instrução de início da transação em um estado final. Os nós assumem que a transação foi bem-sucedida e calculam seu impacto no estado da rede; esse processo de cálculo é a execução.

A execução paralela na blockchain refere-se ao processo em que múltiplos processadores de núcleos calculam simultaneamente o estado da rede. No mercado atual, a execução paralela divide-se em duas abordagens: execução paralela determinística e execução paralela otimista. A diferença entre estas duas direções de desenvolvimento reside na forma como se garante que as transações paralelas não entrem em conflito - ou seja, se existe ou não uma relação de dependência entre as transações.

O momento em que se determinam os conflitos de dependências de transações em paralelo decide a diferenciação entre a execução paralela determinística e a execução paralela otimista, Aptos e Solana escolheram direções diferentes:

• Paralelismo determinístico (Solana): é necessário declarar o conjunto de leitura/escrita antes da difusão da transação, o motor Sealevel processa em paralelo as transações sem conflitos com base na declaração, e as transações em conflito são executadas de forma serial. A vantagem é a eficiência, a desvantagem é a alta demanda de hardware.

• Execução paralela otimista (Aptos): assume que não há conflitos nas transações, a verificação é feita após a execução paralela do Block-STM, e se houver conflitos, é feita uma nova tentativa. A pré-ordenacão do pool de memória reduz o risco de conflitos, aliviando a carga dos nós.

Exemplo: Conta A com saldo de 100, transação 1 transfere 70 para B, transação 2 transfere 50 para C. Solana confirma conflitos antecipadamente por meio de declarações e processa em ordem; Aptos executa em paralelo e, se descobrir que o saldo é insuficiente, ajusta novamente. A flexibilidade do Aptos torna-o mais escalável.

Confirmação de conflitos antecipada através da memória em paralelo otimista

A ideia central da execução otimista em paralelo é supor que as transações processadas em paralelo não entrarão em conflito, portanto, antes da execução da transação, a aplicação não precisa enviar uma declaração de transação. Se, após a execução da transação, for verificado um conflito, o Block-STM reexecutará as transações afetadas para garantir a consistência.

No entanto, na prática, se não forem confirmados previamente se os itens de dependência da transação estão em conflito, podem ocorrer muitos erros na execução real, levando a uma lentidão na operação da blockchain pública. Portanto, a paralelização otimista não é simplesmente a suposição de que não há conflitos nas transações, mas sim a mitigação de riscos antecipadamente em uma determinada fase, que é a fase de transmissão da transação.

No Aptos, após uma transação entrar no pool de memórias públicas, ela é pré-classificada de acordo com certas regras (como FIFO e taxas de Gas), garantindo que as transações em um bloco não entrem em conflito durante a execução paralela. Isso mostra que os proponentes do Aptos na verdade não possuem a capacidade de classificar transações e que não existem construtores de blocos na rede. Essa pré-classificação de transações é a chave para a implementação da paralelização otimista no Aptos. Ao contrário do Solana, que precisa introduzir declarações de transações, o Aptos não requer esse mecanismo, resultando em uma redução significativa nas exigências de desempenho dos nós. Em termos de sobrecarga de rede para garantir que as transações não entrem em conflito, a adição do pool de memórias do Aptos tem um impacto muito menor no TPS do que o custo da introdução de declarações de transações no Solana. Assim, o TPS do Aptos pode alcançar 160.000, mais do que o dobro do Solana. O impacto da pré-classificação de transações é que a captura de MEV no Aptos se torna mais difícil, o que apresenta prós e contras para os usuários.

A narrativa baseada na segurança é a direção de desenvolvimento da Aptos

RWA

Aptos está ativamente promovendo a tokenização de ativos reais e soluções financeiras institucionais. Comparado ao Ethereum, o Block-STM da Aptos pode processar simultaneamente várias transações de transferência de ativos, evitando atrasos na verificação de propriedade devido à congestão da rede. Em algumas blockchains públicas, embora a velocidade de transação seja rápida, a ausência de um design de pool de memórias pode resultar na rejeição de transações durante sobrecargas na rede, afetando a estabilidade da verificação de propriedade de ativos reais (RWA). O pré-ordenamento do pool de memórias da Aptos garante que as transações entrem em execução na ordem correta, mesmo durante períodos de pico, mantendo a confiabilidade dos registros de ativos. RWA requer suporte de contratos inteligentes complexos, como divisão de ativos, distribuição de rendimentos e verificações de conformidade. O design modular e a segurança da linguagem Move permitem que os desenvolvedores construam aplicações RWA confiáveis com mais facilidade. Em contrapartida, a complexidade das linguagens de programação de algumas blockchains públicas e os riscos de vulnerabilidades aumentam os custos de desenvolvimento, enquanto outras, embora eficientes, exigem uma curva de aprendizado mais alta para os desenvolvedores. A natureza amigável do ecossistema da Aptos promete atrair mais projetos RWA, formando um ciclo positivo. O potencial da Aptos no campo RWA reside na combinação de segurança e desempenho. No futuro, pode se concentrar em colaborações com instituições financeiras tradicionais para tokenizar ativos de alto valor, como títulos e ações, utilizando a linguagem Move para criar padrões de tokenização altamente conformes. Esta narrativa de "segurança + eficiência" pode permitir que a Aptos se destaque no mercado de RWA.

Em julho de 2024, a Aptos anunciou oficialmente a introdução do USDY da Ondo Finance em seu ecossistema, integrando-o em DEXs principais e aplicações de empréstimo. Até 10 de março, a capitalização de mercado do USDY na Aptos era de aproximadamente 15 milhões de dólares, representando cerca de 2,5% da capitalização total do USDY. Em outubro de 2024, a Aptos anunciou que a Franklin Templeton lançou o fundo de moeda do governo dos EUA on-chain (FOBXX) representado pelo token BENJI na Aptos Network. Além disso, a Aptos está colaborando com a Libre para promover a tokenização de valores mobiliários, colocando os fundos de investimento da Brevan Howard, BlackRock e Hamilton Lane na blockchain, melhorando o acesso dos investidores institucionais.

pagamento de stablecoin

Os pagamentos em stablecoins precisam garantir a finalidade das transações e a segurança dos ativos. A linguagem Move da Aptos, através do modelo de recursos, previne o pagamento duplo, assegurando a precisão de cada transferência de stablecoin. Por exemplo, quando os usuários pagam com USDC na Aptos, o estado da transação é atualizado sob rigorosa proteção, evitando a perda de fundos devido a vulnerabilidades de contrato. Além disso, as baixas taxas de Gas da Aptos (graças à alta TPS que distribui custos) tornam-na extremamente competitiva em cenários de pagamentos de baixo valor. As altas taxas de Gas de algumas blockchains limitam suas aplicações de pagamento, enquanto outras, apesar de custos baixos, podem apresentar risco de descarte de transações em caso de sobrecarga da rede, o que pode afetar a experiência do usuário. A pré-ordenação do pool de memória e o Block-STM da Aptos garantem a estabilidade e baixa latência das transações de pagamento.

O PayFi e os pagamentos em stablecoin precisam equilibrar descentralização e conformidade regulatória. O consenso descentralizado AptosBFT reduz o risco de centralização, enquanto sua arquitetura modular suporta os desenvolvedores na incorporação de verificações KYC/AML. Por exemplo, um emissor de stablecoin pode implantar contratos de conformidade no Aptos, garantindo que as transações atendam à legislação local, sem sacrificar a eficiência da rede. Isso é superior ao modelo de retransmissão centralizada de algumas blockchains públicas e também compensa as potenciais lacunas de conformidade dominadas por proponentes de outras blockchains. O design equilibrado do Aptos torna-o mais adequado para a entrada de instituições financeiras.

O potencial da Aptos no campo dos pagamentos PayFi e das stablecoins reside na tríade de "segurança, eficiência e conformidade". No futuro, continuará a impulsionar a adoção em massa das stablecoins, criando uma rede de pagamentos transfronteiriços ou colaborando com gigantes dos pagamentos para desenvolver sistemas de liquidação em blockchain. Alta TPS e baixos custos também podem suportar cenários de micropagamentos, como recompensas em tempo real para criadores de conteúdo. A narrativa da Aptos pode se concentrar na "próxima geração de infraestrutura de pagamentos", atraindo um fluxo bidirecional de empresas e usuários.

As vantagens da Aptos em termos de segurança — pré-ordenamento do pool de memória, Block-STM, AptosBFT e a linguagem Move — não só melhoraram a resistência a ataques, mas também estabeleceram uma base para a narrativa RWA e PayFi.