交易生命週期視角下的公鏈技術對比

深入分析不同公鏈的交易處理機制可能顯得枯燥，但選擇合適的切入點至關重要。交易的生命週期無疑是理解公鏈設計思路和技術取舍的最佳視角。通過剖析交易從創建到最終狀態更新的完整過程，我們可以清晰把握各公鏈的核心特點。

所有區塊鏈交易都圍繞創建與發起、廣播、排序、執行和狀態更新這五個步驟展開。本文將以Aptos爲中心，探討其獨特設計，並與以太坊和Solana進行對比。

Aptos：樂觀並行與高性能設計

Aptos作爲一條注重高性能的公鏈，其交易生命週期雖與以太坊相似，但通過樂觀並行執行和內存池優化實現了顯著提升。

創建與發起

Aptos網路由輕節點、全節點和驗證者組成。用戶通過輕節點發起交易，輕節點將交易轉發給附近的全節點，全節點再同步至驗證者。

廣播

Aptos保留了內存池，但在QuorumStore之後內存池之間不共享。與以太坊不同，其內存池不僅是交易緩衝區，還根據規則進行預排序，確保後續並行執行時交易無衝突。

排序

Aptos採用AptosBFT共識，提議者原則上無法自由排序交易。內存池預排序已提前完成衝突規避，區塊生成更依賴驗證者間的協作。

執行

Aptos使用Block-STM技術實現樂觀並行執行。交易被假設無衝突並同時處理，若執行後發現衝突，受影響的交易會被重新執行。這種方式利用多核處理器提升效率，TPS可達160,000。

狀態更新

驗證者同步狀態，最終性通過檢查點確認，效率較高。

Aptos的核心優勢在於樂觀並行與內存池預排序的結合，既降低了節點性能需求，又大幅提升了吞吐量。

以太坊：串行執行的基準

以太坊作爲智能合約的開創者，其交易生命週期爲理解其他公鏈提供了基礎框架。

以太坊交易生命週期

• 創建與發起：用戶通過錢包經中繼網關或RPC接口發起交易。
• 廣播：交易進入公共內存池，等待打包。
• 排序：PoS升級後，區塊構建者按利潤最大化原則打包交易。
• 執行：EVM串行處理交易，單線程更新狀態。
• 狀態更新：區塊需通過兩個檢查點確認最終性。

以太坊的串行執行和內存池設計限制了性能，區塊時間爲12秒/插槽，TPS較低。

Solana：確定性並行的極致優化

Solana以高性能著稱，其交易生命週期與Aptos差異顯著，尤其在內存池和執行方式上。

Solana交易生命週期

• 創建與發起：用戶通過錢包發起交易。
• 廣播：無公共內存池，交易直接發送給當前及下兩位提議者。
• 排序：提議者基於PoH打包區塊，區塊時間僅400毫秒。
• 執行：Sealevel虛擬機採用確定性並行執行，需提前聲明讀寫集合以避免衝突。
• 狀態更新：BFT共識快速確認。

Solana不使用內存池，節點能快速達成交易順序共識，但在網路過載時，交易可能被丟棄而非等待。

並行執行的兩種路徑：Aptos vs Solana

區塊鏈中的並行執行指多核處理器同時計算網路狀態的過程。當前市場中，並行執行分爲確定性並行執行和樂觀並行執行兩種方式。

• 確定性並行（Solana）：交易廣播前需聲明讀寫集合，Sealevel引擎根據聲明並行處理無衝突交易。
• 樂觀並行（Aptos）：假設交易無衝突，Block-STM並行執行後驗證，若有衝突則重試。

樂觀並行通過內存池來提前完成衝突確認

Aptos的樂觀並行並非單純假設交易無衝突，而是在交易廣播階段提前規避了風險。交易進入公共內存池後，會根據一定規則進行預排序，確保一個區塊內的交易在並行執行時不會衝突。

這種交易預排序是Aptos實現樂觀並行的關鍵。與Solana需引入交易聲明不同，Aptos無需此機制，因此對節點性能的要求大幅降低。在確保交易不衝突的網路開銷上，Aptos加入內存池對TPS的影響遠小於Solana引入交易聲明的代價。

基於安全性的敘事是Aptos的發展方向

RWA

Aptos在RWA領域的優勢：

• Block-STM能並行處理多筆資產轉移交易，避免確權延遲。
• 內存池預排序確保交易按序進入執行，維持資產記錄可靠性。
• Move語言的模塊化設計和安全性有利於構建復雜的RWA應用。

Aptos已在RWA領域取得進展：

• 2024年7月，引入Ondo Finance的USDY。
• 2024年10月，富蘭克林鄧普頓推出BENJI代幣。
• 與Libre合作推進證券代幣化。

穩定幣支付

Aptos在穩定幣支付領域的優勢：

• Move語言通過資源模型防止雙重支付。
• 低Gas費用使其在小額支付場景中極具競爭力。
• 內存池預排序和Block-STM保證支付交易的穩定性和低延遲。
• AptosBFT的去中心化共識降低了中心化風險。
• 模塊化架構支持開發者嵌入KYC/AML檢查。

未來發展方向：

• 推動穩定幣的大規模採用。
• 打造跨境支付網絡。
• 與支付巨頭合作開發鏈上結算系統。
• 支持微支付場景，如內容創作者的實時打賞。

總結：Aptos的技術差異與未來敘事

Aptos在交易生命週期的每個環節都融入了安全與高效的考量，區別於以太坊的穩健低效、Solana的高性能高門檻。其設計在性能與安全之間取得了巧妙平衡。

未來，Aptos可憑藉"安全驅動的價值網路"敘事，連接傳統金融與區塊鏈生態，在RWA和PayFi領域持續發力，構建一個兼具信任與擴展性的公鏈新格局。