深入理解公鏈技術差異：交易生命週期視角

比較不同公鏈的技術特點可能會因觀察角度不同而顯得復雜。爲快速準確把握公鏈間的區別，選擇合適的切入點至關重要。

本文將以一筆交易的生命週期爲切入點，分析交易從創建到最終狀態更新的完整過程，包括創建與發起、廣播、排序、執行和狀態更新五個步驟。這種方法可以清晰展示公鏈的設計思路與技術權衡。以此爲基準，我們可以理解不同公鏈的核心理念，並探索如何在特定公鏈上開發吸引市場的應用。

所有區塊鏈交易都圍繞這五個步驟展開。本文將重點分析Aptos的獨特設計，並與以太坊和Solana進行對比。

Aptos：樂觀並行與高性能設計

Aptos是一個注重高性能的公鏈，其交易生命週期雖與以太坊相似，但通過獨特的樂觀並行執行和內存池優化實現了顯著性能提升。Aptos交易生命週期的關鍵步驟如下：

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（如錢包或應用）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。交易進入內存池後，系統根據規則（如FIFO或Gas費用）進行預排序，確保後續並行執行時交易無衝突。這種設計避免了需提前聲明讀寫集合的高硬件需求。

排序

Aptos採用AptosBFT共識，提議者原則上無法自由排序交易，aip-68賦予提議者額外填充被延遲交易的權利。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，而非提議者主導。

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，類似於以太坊的Epoch機制，但效率更高。

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，是公鏈技術的原點，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，中繼層競標後提交給提議者。

• 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。相比之下，Aptos通過並行執行和內存池優化實現了質的飛躍。

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（Proof of History）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不使用內存池的原因是內存池可能成爲性能瓶頸。由於沒有內存池，以及Solana獨特的PoH共識，節點能夠快速達成交易順序共識，避免了交易在內存池中排隊的需要，交易幾乎可以即時成交。然而，這也意味着在網路過載時，交易可能被丟棄而非等待，用戶需重新提交。

相比之下，Aptos的樂觀並行無需聲明讀寫集合，節點門檻更低，TPS卻更高。

並行執行的兩種路徑：Aptos vs Solana

交易的執行代表區塊狀態的更新，是交易發起指令轉化爲具有最終性狀態的過程。節點假設交易成功，計算其對網路狀態的影響，這個計算過程就是執行。

區塊鏈中的並行執行指的是多核處理器同時計算網路狀態的過程。目前市場上並行執行分爲確定性並行執行和樂觀並行執行兩種方式。這兩種開發方向的差異根源在於如何確保並行交易不發生衝突。

確定並行交易依賴項衝突的時機決定了確定性並行執行與樂觀並行執行兩種開發方向的分化，Aptos與Solana選擇了不同方向：

• 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，衝突交易串行執行。優點是高效，缺點是硬件需求高。

• 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。內存池預排序降低衝突風險，節點負擔更輕。

舉例：帳戶A餘額100，交易1轉70給B，交易2轉50給C。Solana通過聲明提前確認衝突，按序處理；Aptos並行執行後若發現餘額不足，重新調整。Aptos的靈活性使其更具擴展性。

樂觀並行通過內存池來提前完成衝突確認

樂觀並行的核心思想是假設並行處理的交易不會衝突，因此在交易執行前，應用端無需提交交易聲明。若交易執行後驗證時發現衝突，Block-STM會重新執行受影響的交易以確保一致性。

然而在實踐中，若不提前確認交易依賴項是否衝突，真實執行時可能出現大量報錯，導致公鏈運行卡頓。因此，樂觀並行並非單純假設交易無衝突，而是在某一階段提前規避了風險，這個階段就是交易廣播階段。

在Aptos上，交易進入公共內存池後，會根據一定規則（如FIFO和Gas費用高低）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。由此可見，Aptos的提議者實際上不具備交易排序能力，網路中也不存在區塊構建者。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。因此，Aptos的TPS可達160,000，超過Solana一倍以上。

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，避免網路擁堵導致的確權延遲。
• 內存池預排序確保交易按序進入執行，維持資產記錄的可靠性。
• Move語言的模塊化設計和安全性，便於構建可靠的RWA應用。
• 安全性和性能的結合，適合與傳統金融機構合作，將高價值資產上鏈。

Aptos在RWA領域的進展：

• 2024年7月，引入Ondo Finance的USDY，市值約1500萬美元。
• 2024年10月，富蘭克林鄧普頓在Aptos上推出BENJI代幣。
• 與Libre合作推進證券代幣化，將多家投資基金上鏈。

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，確保交易準確性。
• 低Gas費用使其在小額支付場景中具有競爭力。
• 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中心化風險，同時支持嵌入KYC/AML檢查。

Aptos在PayFi和穩定幣支付領域的潛力：

• 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的設計在性能與安全之間取得了平衡。其內存池預排序結合Block-STM的樂觀並行，既降低了節點門檻，又實現了160,000 TPS的高吞吐量。這種"穩中求快"的思路，輔以Move語言的資源模型，賦予Aptos更高的安全性。

Aptos在RWA和PayFi敘事中展現出巨大潛力。在RWA領域，Aptos的高吞吐量支持大規模資產上鏈，已與多家金融機構合作。在PayFi和穩定幣支付中，Aptos的低成本、高效率和合規性支持微支付與跨境結算。

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。