同是資本鏈，Aptos相比Solana有什么優勢?_TOS:SOL

前言

7月末，新公鏈Aptos宣布再次完成1.5億美元融資，由FTXVentures和JumpCrypto領投，其于今年3月份，剛完成由A16Z領投、MulticoinCapital、FTXVentures、CoinbaseVentures參與的2億美元融資。

公眾號：幣圈小七

公鏈的可擴展性是加密世界永恒的話題，自2020年DefiSummer以來，Defi、Gamefi、NFT等鏈上活動的指數級增長，對各個公鏈帶來了巨大的壓力，開發者和用戶對于公鏈性能的需求愈發強烈，為了應對未來大規模商業化的應用的誕生，Web3應用需要一個低交易費用的高性能底層作為發展土壤。

Solana通過塔式節點架構、異步架構以及并行消息處理等設計成為高性能單片鏈的代表，以太坊上的各類Rollup、專注于DA層的Celestia、ETH2.0的分片采用模塊化的方式構建底層網絡。

Skip Protocol推出適用于Cosmos區塊鏈的軟件開發工具包:金色財經報道，區塊鏈基礎設施提供商Skip Protocol發布了一個新的軟件開發工具包（SDK），旨在為區塊構建者提供對交易順序的模塊化控制。新工具包名為The Block SDK，具有一組適用于Cosmos SDK和 ABCI++的原語，允許區塊鏈自定義其區塊。

目前的Cosmos鏈主要依賴于稱為CometBFT的傳統區塊構建方法，該方法的適用性有限。Skip聯合創始人Magnus Mareneck表示，Block SDK的設計使各個區塊鏈可以將其區塊轉變為lanes，每個lanes都有自己獨特的功能。[2023/8/26 10:03:52]

新公鏈Aptos則采用模塊化的理念在高性能單片鏈方向上又走出了一條另類的擴容之路。本文我們主要對比Aptos與Solana的一些關鍵設計，探討：

-Aptos是否從本質上建設了新一代的高性能公鏈？

Sorare已支持使用美元等法定貨幣進行數字卡牌交易:7月31日消息，夢幻足球NFT平臺Sorare已支持使用法定貨幣進行數字卡牌交易，包括美元、歐元和英鎊，取消了用戶使用ETH支付的要求。[2023/7/31 16:09:21]

-Aptos是否解決了單片鏈的兩個核心問題？

-Aptos是資本推動的又一個Solana嗎？

新公鏈新在哪里？

Aptos有哪些技術創新？

一、并行化

Aptos的網絡設計中將交易劃分為了不同的階段，每個階段都是且可以單獨并行的，這實現了多指令流和多數據流，在可以顯著提升網絡性能的同時，使得驗證節點可以在存儲、運算等方面進行額外的擴展，也使得整個網絡的開發更加的靈活，迭代更新可以只針對其中一個模塊。

批量處理：在交易傳播過程中，交易被每個驗證者分組為批次，而在共識過程中，批次被合并為區塊。

Paxos宣布為Fierce提供支持通過Fierce移動應用程序交易加密貨幣:金色財經報道，區塊鏈基礎設施平臺 Paxos 與創新金融超級應用程序 Fierce 宣布，Paxos 將為 Fierce 的新數字資產提供支持通過 Fierce 移動應用程序交易加密貨幣，此新功能向所有 Fierce 用戶開放。Fierce 首席執行官兼創始人 Robert Cornish 表示，我們很高興宣布與 Paxos 建立合作伙伴關系，這將使 Fierce 客戶能夠在領先的受監管區塊鏈和標記化基礎設施平臺上無縫、安全地購買加密貨幣。[2023/5/5 14:43:21]

連續的交易廣播：交易的傳播和共識脫鉤，驗證節點不斷的將分組后的批次發送給其他驗證節點。

交易排序和交易執行：這一步實際是通過DiemBFTV4實現共識的過程，驗證者會提議對區塊進行狀態更新，將狀態增量和包含已被認證區塊狀態發送給其他驗證節點，其他驗證節點決定是否投票，如果投票，則可以直接進行計算和執行，不再需要等待共識完成。Aptos通過Block-STM并行執行引擎來管理事務的執行，這是一個樂觀的并發控制，其性能測試如下：

美聯儲埃文斯：即使利率上升0.25個百分點并不意味著美聯儲準備停止加息:金色財經報道，美聯儲埃文斯表示，即使利率上升0.25個百分點并不意味著美聯儲準備停止加息。 (華爾街日報)[2023/1/7 10:59:49]

可以看到在10k個賬戶競爭的情況下，32線程情況下可以達到16w的TPS，并行執行的優勢在大量賬戶的競爭交易空間時得到體現。

單片鏈歷來存在兩個核心問題：

1、資源定價。所有交易競爭同一個區塊空間，消耗相同的資源，在交易擁擠的時候，所有人的花費會被動上漲，結果是某一類交易的大量需求影響到了全局的用戶，這樣就無法針對不同的應用提供的交易執行和結算。

2、鏈式交易對性能的限制，單片鏈中，所有交易都需要排隊等待打包、計算、驗證最后形成共識，之后完成驗證后才開始向其他節點進行打包傳遞，這種串行的步驟無疑對交易性能形成了巨大的限制。

數據：近24小時全網爆倉1.61億美元:金色財經報道，據Coinglass數據，近24小時全網爆倉1.61億美元，其中以太坊爆倉4352.38萬美元，比特幣爆倉2858.92萬美元。[2022/10/11 10:30:56]

并行化機制可以很好的解決鏈式交易的問題，但資源定價的問題仍然存在。

二、狀態同步

狀態同步簡單來講就是協調所有的節點使其保持同一個狀態。

為什么說狀態同步對性能有著重要的影響：

1、通常我們通過TPS來衡量一個公鏈的交易性能，但另外一個指標TTF更加重要，因為TPS指的是鏈每秒處理多少交易，而對于用戶而言，用戶感知到的交易所花費的時間應當=交易在鏈上被處理的時間+被同步到對等節點和客戶端的時間，我們會發現狀態同步對TTF的影響是很大的，如果一個公鏈TPS很高，但其實現同步需要較長時間，用戶感知到的仍然是整條鏈性能低下。

2、狀態同步負責在節點之間同步信息時驗證信息的正確性，狀態同步做的好壞會決定全節點或客戶端會不會有較大可能性接收到惡意、欺騙性的數據。

Aptos以Block-STM的方法為核心構建狀態同步方案，具有樂觀并發控制、多版本數據結構、協作調度、動態依賴估計等特性。由于Aptos將交易劃分不同階段的并行方案對于節點之間的狀態同步有很高要求，目前的解決方案能否實現理論上的亞秒級確認還有待驗證。

Solana通過POH機制實現并發控制和可靠的同步：

POH是一個高頻的VDF(可驗證延遲函數，即使在多線程，或者說可進行大量并行計算的機器上仍然需要規定的時間才能求解的函數）。通過POH，Solana相當于創建了一個全局的時間鏈，驗證節點持續在區塊內對哈希值連續哈希，每一段時間都生成一個證明，每一個都證明了有一些交易數據是存在于創建證明之前，同時上一個證明已經過去一段時間了。在POH機制下，節點通過VDF函數賦予區塊鏈一個時間戳證明，然后將區塊發送給驗證節點，驗證節點通過不斷生成和驗證VDF這個函數，就可以得到需要的時間間隔，從而驗證收到的節點的時間戳證明是否正確。

相較于大多數通過將交易廣播至全網后才能完成確認的公鏈(節點間也需要再溝通自己的precommit和prevote,之后節點集體投票代表某個區塊高度的全賬本,交易確認)，在Solana上，交易確認只需要驗證上個批次的POH哈希即可完成。POH機制下，攜帶有時間戳證明的交易批次已確認被排序完畢，驗證節點可以對時間戳進行本地驗證，那么消息就可以持續不斷進行可靠的傳輸，實現共識和消息傳遞的脫鉤。

三、節點架構

Solana采用的節點為中心的金字塔式結構，Leader節點從驗證節點中競爭選出，負責收集交易，創建包含PoH的區塊，更新網絡狀態。而Aptos采用的是星狀結構，網絡中有一組驗證節點使用DiemBFTv4實現共識。

對于Solana而言，只有被選中的節點才能生產下一個區塊，這大大減少了網絡的冗余程度，可以大幅度提高網絡的性能，但這種設計降低了整個網絡的去中心化程度，當Leader節點崩潰時，容易造成整個網絡會陷入癱瘓。

對于Aptos而言，沒有所謂的節點，驗證節點和全節點都需要保證一定數據備份來防止極端情況的發生，這樣雖然增加了整個網絡的冗余程度，但在去中心化和網絡彈性方面表現會更加良好，不會因為一個驗證節點的崩潰導致整個網絡宕機。

節點硬件要求

Aptos的并行化的架構采用CPU進行事務處理，Solana在執行層面的并行化架構采用CPU+GPU作為運算單元，Solana對于節點的硬件要求明顯高于Aptos不少。

小結

-Solana和Aptos用以提高網絡性能的解決方案有著比較多的相似性，都通過解耦消息傳遞和共識提升處理速度，共同使用了樂觀并發控制的機制，但是Solana則更多的注重在共識和消息廣播并行化層面，Aptos則在并行化方面做的更加徹底，實現共識、廣播、執行、存儲的全部并行化，再結合Aptos優秀的狀態同步解決方案，在UX和DX方面表現較為優秀。

-Solana激進的節點架構可以極大的提升網絡性能，但隨之而來的是網絡彈性的不足，節點癱瘓則會引起網絡大規模宕機，除此之外Solana對于節點硬件的需求也會過高，會進一步導致網絡的中心化，Aptos采用的則是更加中庸的方案，在性能和去中心化之間進行了一定的平衡。

公眾號：幣圈小七

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