Análise aprofundada do ciclo de vida das transações: Diferenças técnicas entre Ethereum, Solana e Aptos

Comparar as características técnicas de diferentes blockchains pode parecer monótono ou unilateral, dependendo do ponto de vista. Para entender rapidamente e com precisão as diferenças entre Aptos e outras blockchains, é crucial escolher um ponto de entrada adequado.

O ciclo de vida de uma transação é a melhor perspectiva para entender o pensamento de design e as escolhas técnicas das blockchains públicas. Ao analisar os passos completos da transação, desde a criação até a atualização do estado final — incluindo a criação e iniciação, transmissão, ordenação, execução e atualização do estado — pode-se compreender claramente a filosofia central de cada blockchain pública. Com isso como base, ao dar um passo atrás, é possível entender as principais narrativas de diferentes blockchains públicas; ao avançar um passo, pode-se explorar como desenvolver aplicações atraentes para o mercado na Aptos.

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

Aptos: Design otimista em paralelo e de alta performance

Aptos é uma cadeia pública focada em alto desempenho, cujo ciclo de vida das transações é semelhante ao do Ethereum, mas alcança melhorias de desempenho significativas através da execução paralela otimista única e da otimização do pool de memória.

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 aplicativos), que retransmitem as transações para nós completos próximos, que, por sua vez, sincronizam com os validadores.

transmissão

Aptos manteve o pool de memória, mas após o QuorumStore, os pools de memória não são mais compartilhados. Ao contrário do Ethereum, seu pool de memória não é apenas um buffer de transações. Após as transações entrarem no pool de memória, o sistema realiza uma pré-ordenacão com base em regras (como FIFO ou custos de Gas) para garantir que, na execução paralela subsequente, as transações não entrem em conflito. Este design evita as altas exigências de hardware que a Solana precisa para declarar antecipadamente os conjuntos de leitura e escrita.

ordenação

Aptos utiliza o consenso AptosBFT, onde o proponente, em princípio, não pode ordenar as transações livremente. O aip-68 confere ao proponente o direito adicional de preencher transações atrasadas. A pré-ordenação da 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 descoberto após a execução, as transações afetadas serão reexecutadas. Este método aproveita ao máximo os processadores multinúcleo para aumentar a eficiência, com um TPS que pode atingir 160.000.

Atualização de estado

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

A principal vantagem do Aptos está na combinação de execução paralela otimista com pré-ordenamento da piscina de memória, que reduz a demanda de desempenho dos nós e aumenta significativamente a taxa de transferência.

Ethereum: Referência de Execução Serial

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

ciclo de vida da transação Ethereum

• Criar e iniciar: Os usuários iniciam transações através de uma carteira por meio de um gateway de retransmissão ou interface RPC.
• Broadcast: Transação entra no pool de memória pública, aguardando ser empacotada.
• Ordenação: Após a atualização do PoS, os construtores de blocos empacotam transações com base no princípio da maximização do lucro, e depois de licitar na camada de retransmissão, submetem-nas ao proponente.
• Execução: O EVM processa transações em série, atualizando o estado em um único thread.
• Atualização de estado: Os blocos devem ser confirmados em sua finalização através de dois pontos de verificação.

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

Solana: Otimização extrema com paralelismo determinístico

Solana é conhecida pelo seu alto desempenho, e seu ciclo de vida de transação difere significativamente do Aptos, especialmente em relação ao pool de memória e ao modo de execução.

Ciclo de vida da negociação 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), o tempo de bloco é de apenas 400 milissegundos.
• Execução: A máquina virtual Sealevel adota execução paralela determinística, sendo necessário declarar antecipadamente o conjunto de leitura e escrita para evitar conflitos.
• Atualização de status: Confirmação rápida de consenso BFT.

A razão pela qual a Solana não usa pools de memória é que os pools de memória podem se tornar um gargalo de desempenho. Devido à ausência de pools de memória e ao consenso PoH exclusivo 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 concluídas quase instantaneamente. No entanto, isso também significa que, durante a sobrecarga da rede, as transações podem ser descartadas em vez de aguardarem, e os usuários precisarão reenviar.

Em comparação, a paralelização otimista da Aptos não requer a declaração de conjuntos de leitura e escrita, a barreira de entrada 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 do comando de iniciação da transação em um estado final. Os nós assumem que a transação foi bem-sucedida e calculam o seu impacto no estado da rede; esse processo de cálculo é a execução.

A execução paralela na blockchain refere-se ao processo em que processadores multicore 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 essas duas direções de desenvolvimento reside em como garantir que as transações paralelas não entrem em conflito — ou seja, se existe uma relação de dependência entre as transações.

A determinação do momento em que os conflitos de dependência de transações paralelas ocorrem define a divergência entre as duas direções de desenvolvimento da execução paralela determinística e da execução paralela otimista; Aptos e Solana escolheram direções diferentes:

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

• Execução paralela otimista (Aptos): assume que as transações não entram em conflito, a execução paralela do Block-STM é verificada após, e se houver conflito, é feita uma nova tentativa. A pré-ordenação do pool de memórias reduz o risco de conflitos, aliviando a carga dos nós.

Exemplo: saldo da conta A 100, transação 1 transferir 70 para B, transação 2 transferir 50 para C. Solana confirma conflitos antecipadamente através de declarações e processa em ordem; Aptos, após execução paralela, se descobrir saldo insuficiente, ajusta novamente. A flexibilidade do Aptos torna-o mais escalável.

Confirmação de conflitos antecipada através de pools de memória em paralelo otimista

A ideia central da execução otimista em paralelo é assumir que as transações processadas em paralelo não entrarão em conflito, portanto, antes da execução das transações, a aplicação não precisa submeter uma declaração de transação. Se, ao verificar após a execução da transação, for detectado um conflito, o Block-STM irá reexecutar as transações afetadas para garantir a consistência.

No entanto, na prática, se não forem confirmados antecipadamente se os itens dependentes da transação estão em conflito, podem ocorrer muitos erros durante a execução real, levando a atrasos na operação da blockchain pública. Portanto, a paralelização otimista não é apenas 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 broadcast da transação.

No Aptos, após as transações entrarem no pool de memória pública, elas são pré-ordenadas de acordo com certas regras (como FIFO e taxas de Gas) para garantir que as transações em um bloco não entrem em conflito durante a execução paralela. Assim, pode-se ver que os proponentes do Aptos na verdade não têm a capacidade de ordenar transações, e não existem construtores de blocos na rede. Esta pré-ordenação de transações é a chave para o Aptos implementar a paralelização otimista. Ao contrário do Solana, que precisa introduzir declarações de transações, o Aptos não requer este mecanismo, reduzindo assim significativamente os requisitos de desempenho dos nós. Em termos de sobrecarga da rede para garantir que as transações não entrem em conflito, a adição do pool de memória do Aptos tem um impacto muito menor no TPS comparado ao custo da introdução de declarações de transações no Solana. Portanto, o TPS do Aptos pode atingir 160.000, mais do que o dobro do Solana.

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

RWA

Aptos está avançando ativamente na tokenização de ativos reais e em soluções financeiras institucionais. Em comparação com Ethereum, o Block-STM do Aptos pode processar várias transações de transferência de ativos em paralelo, evitando atrasos na verificação de direitos devido à congestão da rede. Em Solana ou Sui, embora a velocidade das transações seja rápida, a ausência de design de pool de memória pode resultar na rejeição de transações em caso de sobrecarga da rede, afetando a estabilidade da verificação de direitos dos RWA. O pré-ordenamento do pool de memória do Aptos garante que as transações entrem em execução em ordem, mantendo a confiabilidade dos registros de ativos mesmo durante os períodos de pico.

RWA necessita de suporte complexo de contratos inteligentes, como divisão de ativos, distribuição de receitas 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 comparação, a complexidade e os riscos de vulnerabilidade do Solidity do Ethereum aumentam os custos de desenvolvimento, enquanto a programação em Rust do Solana é eficiente, mas exige uma curva de aprendizado mais alta para os desenvolvedores. A amigabilidade ecológica do Aptos promete atrair mais projetos RWA, formando um ciclo positivo.

O potencial da Aptos no campo de RWA reside na combinação de segurança e desempenho. No futuro, pode focar na colaboração com instituições financeiras tradicionais para colocar ativos de alto valor, como obrigações e ações, na blockchain, utilizando a linguagem Move para criar padrões de tokenização com alta conformidade. Esta narrativa de "segurança + eficiência" pode permitir que a Aptos se destaque no mercado de RWA.

Em julho de 2023, a Aptos anunciou a introdução do USDY da Ondo Finance em seu ecossistema, sendo integrado em DEXs e aplicações de empréstimo principais. 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 2023, a Aptos anunciou que a Franklin Templeton lançou um fundo de moeda do governo dos EUA (FOBXX) representado pelo token BENJI na Aptos Network. Além disso, a Aptos colaborou com a Libre para promover a tokenização de títulos, colocando os fundos de investimento da Brevan Howard, BlackRock e Hamilton Lane na blockchain, aumentando o acesso para investidores institucionais.

pagamento em stablecoin

Os pagamentos em stablecoin precisam garantir a finalidade das transações e a segurança dos ativos. A linguagem Move da Aptos previne a dupla gasto através de um modelo de recursos, garantindo a precisão de cada transferência de stablecoin. Por exemplo, quando os usuários pagam com USDC na Aptos, o estado da transação é atualizado de forma rigorosamente protegida, 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 altamente competitiva em cenários de pagamento de baixo valor. As altas taxas de Gas da Ethereum limitam suas aplicações de pagamento, enquanto a Solana, embora tenha custos baixos, pode enfrentar riscos de descarte de transações quando a rede está sobrecarregada, o que pode afetar a experiência do usuário. A pré-ordenção do pool de memória da Aptos e o Block-STM garantem a estabilidade e baixa latência das transações de pagamento.

O PayFi e o pagamento com stablecoins precisam equilibrar descentralização e conformidade regulatória. O consenso descentralizado AptosBFT reduz o risco de centralização, enquanto sua arquitetura modular suporta desenvolvedores na incorporação de verificações KYC/AML. Por exemplo, um emissor de stablecoin pode implantar contratos de conformidade na Aptos, garantindo que as transações estejam em conformidade com a legislação local, sem sacrificar a eficiência da rede. Isso é superior ao modelo de retransmissão centralizado do Ethereum e compensa as potenciais deficiências de conformidade dominadas pelos proponentes da Solana. O design equilibrado da Aptos torna-a mais adequada para a entrada de instituições financeiras.

O potencial da Aptos nos domínios de PayFi e pagamentos em stablecoin reside na tríade "segurança, eficiência, conformidade". No futuro, continuará a promover a adoção em larga escala de stablecoins, criando uma rede de pagamentos transfronteiriços ou colaborando com gigantes dos pagamentos para desenvolver sistemas de liquidação on-chain. A alta TPS e os 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 "infraestrutura de pagamento de próxima geração", atraindo fluxo bidirecional de empresas e usuários.

As vantagens da Aptos em termos de segurança — pré-ordenação de pools de memória, Block-STM, AptosBFT e a linguagem Move — não só melhoraram a resistência a ataques, mas também estabeleceram uma base sólida para as narrativas RWA e PayFi. No campo do RWA, sua alta segurança e throughput