取引ライフサイクルの視点から見たパブリックチェーン技術の比較

異なるパブリックブロックチェーンの取引処理メカニズムを深く分析することは退屈に思えるかもしれませんが、適切な切り口を選ぶことは非常に重要です。取引のライフサイクルは、公的チェーンの設計思想や技術的妥協を理解するための最良の視点であることは間違いありません。取引が作成されてから最終状態が更新されるまでの完全なプロセスを解析することで、各パブリックチェーンの核心的な特徴を明確に把握することができます。

すべてのブロックチェーン取引は、作成、発信、ブロードキャスト、ソート、実行、およびステータス更新の5つのステップを中心に展開されます。本記事では、Aptosを中心に、その独自の設計を探求し、EthereumおよびSolanaと比較します。

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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として、取引のライフサイクルはEthereumに似ていますが、楽観的な並行実行とメモリプールの最適化により、顕著な向上を実現しています。

創造と開始

Aptosネットワークは、ライトノード、フルノード、およびバリデーターで構成されています。ユーザーはライトノードを通じてトランザクションを開始し、ライトノードはトランザクションを近くのフルノードに転送し、フル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の後ではメモリプール間で共有されません。Ethereumとは異なり、そのメモリプールは取引バッファだけでなく、ルールに基づいて事前にソートされ、後続の並列実行時に取引が衝突しないことを保証します。

ソート

AptosはAptosBFTコンセンサスを採用しており、提案者は原則として取引を自由に並べ替えることができません。メモリプールの事前ソートは衝突回避のために事前に完了しており、ブロック生成は検証者間の協力によりさらに依存しています。

###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。取引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、影響を受けた取引は再実行されます。この方法はマルチコアプロセッサを利用して効率を向上させ、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は、最終性がチェックポイントによって確認され、効率が高い。

Aptosの核心的な利点は、楽観的な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ています。

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パイオニアとして、その取引ライフサイクルは他のパブリックチェーンを理解するための基盤を提供します。

イーサリアムの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中継ゲートウェイまたは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：取引がパブリックメモリプールに入り、パッキングを待っています。
• ソート：PoSのアップグレード後、ブロック構築者は利益最大化の原則に従って取引をパッケージ化します。
• 実行：EVMは取引を直列処理し、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2つのチェックポイントを通じて最終性を確認する必要があります。

イーサリアムの直列実行とメモリプールの設計は性能を制限し、ブロック時間は12秒/スロットで、TPSは低いです。

ソラナ：決定的な並行性の究極の最適化

ソラナは高性能で知られており、その取引ライフサイクルはアプトスとは大きく異なり、特にメモリプールと実行方法において顕著です。

Solana取引ライフサイクル

• 作成と開始：ユーザーはウォレットを通じて取引を開始します。
• 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事前に読み書き集合を宣言する必要があります。
• 状態更新：BFTコンセンサスの迅速な確認。

Solanaはメモリプールを使用せず、ノードは迅速に取引順序のコンセンサスを達成できますが、ネットワークが過負荷になると、取引は待機するのではなく、破棄される可能性があります。

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並列実行の2つのパス:Aptos vs Solana

ブロックチェーンにおける並行実行とは、マルチコアプロセッサがネットワークの状態を同時に計算するプロセスを指します。現在の市場では、並行実行は決定論的並行実行と楽観的並行実行の2つの方法に分かれています。

• 決定性並行（Solana）：取引のブロードキャスト前に読み書き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ます。
• 楽観的並行性（Aptos）：取引に衝突がないと仮定し、Block-STMが並行して実行された後に検証します。衝突がある場合は再試行します。

楽観的並行処理によるメモリプールを通じて衝突確認を前倒しで完了する

Aptosの楽観的な並行処理は、単に取引が衝突しないと仮定するのではなく、取引のブロードキャスト段階でリスクを事前に回避しています。取引がパブリックメモリプールに入ると、特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実行される際に衝突しないように確保されます。

この取引の事前ソートは、Aptosが楽観的な並行性を実現するための鍵です。Solanaが取引の宣言を導入する必要があるのに対し、Aptosはこのメカニズムを必要としないため、ノードの性能要件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に与える影響は、Solanaが取引の宣言を導入するコストよりもはるかに小さいです。

セキュリティに基づく物語はAptosの発展方向です

RWA ###

RWA分野におけるAptosの利点:

• Block-STMは、複数の資産譲渡取引を並行して処理できるため、権利確認の遅延を回避できます。
• 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言語のモジュール設計と安全性は、複雑なRWAアプリケーションを構築するのに役立ちます。

AptosはRWA分野で進展を遂げました：

• 2024年7月、Ondo FinanceのUSDYが導入されます。
• 2024年10月、フランクリン・テンプルトンがBENJIトークンを発表します。
• Libreとの協力による証券のトークン化の推進。

ステーブルコイン決済

Aptosのステーブルコイン決済分野での利点：

• Move言語はリソースモデルを通じて二重支払いを防ぎます。
• 低いガス料金は、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。
• AptosBFTの分散型コンセンサスは、中央集権のリスクを軽減します。
• モジュラーアーキテクチャは、開発者がKYC/AMLチェックを組み込むことをサポートします。

将来の開発の方向性:

• ステーブルコインの大規模な採用を促進する。
• クロスボーダー決済ネットワークを構築する。
• 決済大手と協力して、オンチェーン決済システムを開発する。
• マイクロペイメントシーンをサポートし、コンテンツクリエイターへのリアルタイムのチップを提供します。

まとめ：Aptosの技術的な違いと未来の物語

Aptosは取引ライフサイクルの各段階において、安全性と効率性を考慮に入れています。これは、イーサリアムの堅実で非効率的な点や、ソラナの高性能で高いハードルとは異なります。その設計は、性能と安全性の間で巧妙なバランスを実現しています。

未来、Aptosは「安全主導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接続し、RWAおよびPayFi分野での継続的な取り組みにより、信頼性と拡張性を兼ね備えた新しいパブリックチェーンの構図を構築します。