Aptos、イーサリアムとソラナの技術的差異を深く理解する

取引のライフサイクルを分析することで、異なるパブリックチェーンの設計思想と技術的な選択を明確に把握できます。本稿では、取引の作成と発起、ブロードキャスト、ソート、実行、およびステータスの更新という5つの重要なステップを中心に、Aptos、イーサリアム、ソラナの主な違いを比較します。

Aptos: 楽観的並列 & 高性能設計

Aptosは高性能を重視したパブリックチェーンとして、独自の楽観的並行実行とメモリプールの最適化により、顕著なパフォーマンス向上を実現しています。

創造と開始

Aptosネットワークは、軽ノード、フルノード、そしてバリデーターで構成されています。ユーザーは軽ノードを通じてトランザクションを発起し、軽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、フルノードはさらに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。システムはルールに基づいて事前にソートを行い、後続の並列実行時に取引が衝突しないようにします。この設計は、読み書き集合を事前に宣言する必要のある高いハードウェア要件を回避します。

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を事前に行っており、ブロック生成はバリデーター間の協力によりより依存しています。

###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ます。取引は衝突がないと仮定され、同時に処理されます。実行後に衝突が発生した場合、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活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、最終性はチェックポイントによって確認され、効率が高い。

Aptosのコアの利点は、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、ノードの性能要件を低減し、スループットを大幅に向上させています。

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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先駆者として、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本的なフレームワークを提供します。

イーサリアム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開始します。
• ブロードキャスト：取引が公開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、ブロックビルダーは利益最大化の原則に従ってトランザクションをパッケージし、中継層が入札後に提案者に提出します。
• 実行：EVMは取引を直列処理し、シングルスレッドで状態を更新します。
• 状態更新：ブロックは二つのチェックポイントを通じて確定性を確認する必要があります。

イーサリアムのシリアル実行とメモリプールの設計は性能を制限しており、ブロック時間は12秒/スロットで、TPSは低いです。それに対して、Aptosは並列実行とメモリプールの最適化を通じて質的な飛躍を実現しました。

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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、取引ライフサイクルはAptosと顕著に異なり、特にメモリプールと実行方法において。

ソラナ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、取引は現在の提案者と次の2人の提案者に直接送信されます。
• ソート：提案者はPoH（歴史の証明）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。
• ステータス更新：BFTコンセンサスの迅速な確認。

ソラナはメモリプールを使用せず、ノードは迅速に取引の順序合意を達成できるため、取引がメモリプールで待機する必要がなくなります。しかし、これはネットワークが過負荷の際に取引が待つのではなく、捨てられる可能性があることを意味し、ユーザーは再提出する必要があります。

対照的に、Aptosの楽観的な並行処理は読み書き集合を宣言する必要がなく、ノードの敷居が低いにもかかわらず、TPSはより高いです。

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並行実行の2つのパス：Aptos vs ソラナ

並行実行は、決定性並行実行と楽観的並行実行の2つの方法に分けられます。これら2つの開発方向の違いは、並行取引が衝突しないようにする方法に起因しています。

• 確定的並行（ソラナ）：取引をブロードキャストする前に、読み書きの集合を宣言する必要があります。Sealevelエンジンは、宣言に基づいて無衝突の取引を並行処理し、衝突する取引は逐次実行されます。利点は効率的であることですが、欠点はハードウェアの要求が高いことです。

• 楽観的並行処理（Aptos）：取引に衝突がないと仮定し、Block-STMが並行実行した後に検証を行い、衝突があれば再試行します。メモリプールの事前ソートにより衝突リスクが低減され、ノードの負担が軽くなります。

楽観的並行処理によるメモリプールでの衝突確認の前倒し

Aptosの提案者は実際には取引の順序を決定する能力を持たず、ネットワーク内にはブロック構築者も存在しません。取引の事前順序はAptosが楽観的な並行処理を実現するための鍵です。Solanaが取引の声明を導入する必要があるのとは異なり、Aptosはこのメカニズムを必要としないため、ノードの性能に対する要求が大幅に低下します。AptosのTPSは160,000に達し、Solanaの倍以上です。

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Aptosが向かう先

AptosはRWAとステーブルコイン決済分野で巨大な潜在能力を示しています：

• RWA：AptosのBlock-STMは、複数の資産移転取引を並行して処理でき、権利確定の遅延を回避します。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に入ることを保証し、資産記録の信頼性を維持します。Move言語のモジュール設計と安全性により、開発者は信頼性の高いRWAアプリケーションをより簡単に構築できます。

• ステーブルコイン決済：AptosのMove言語はリソースモデルを通じて二重支払いを防ぎ、ステーブルコインの送金の正確性を確保します。低いガス費用により、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、決済取引の安定性と低遅延を保証します。

Aptosの安全性における利点は、RWAとPayFiのストーリーにしっかりとした基盤を築いています。将来的には、Aptosはこれらの利点を活かして「安全駆動型の価値ネットワーク」のストーリーを形成し、従来の経済とブロックチェーンをつなぐ架け橋となるでしょう。

まとめ

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しています。そのメモリプールの事前ソートはBlock-STMの楽観的並列処理と組み合わさり、ノードのハードルを下げると同時に高いスループットを実現しています。この「安定性を求めつつ迅速性を追求する」という考え方は、Move言語のリソースモデルによって強化され、Aptosにより高い安全性をもたらしています。

AptosはRWAとPayFiの分野で巨大な潜在能力を示しています。RWA分野では、その高スループットが大規模な資産のオンチェーンをサポートします。PayFiとステーブルコインの支払いにおいて、Aptosの低コスト、高効率、コンプライアンスがマイクロペイメントとクロスボーダー決済をサポートし、"次世代の支払いインフラ"の有力な候補となっています。

未来、Aptosは「安全駆動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結びつけ、RWAとPayFi分野で継続的に力を発揮し、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することができます。