取引ライフサイクルの深い分析：イーサリアム、ソラナ、アプトスの技術的違いを探る

取引のライフサイクルは、ブロックチェーン技術の違いを理解するための重要な切り口です。取引が作成されてから最終的な状態更新に至るまでの完全なプロセスを分析することで、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。本記事では、Aptosを中心にその独自の設計を分析し、イーサリアムとソラナと比較します。

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であり、その取引ライフサイクルはイーサリアムに似ていますが、革新的な楽観的並行実行とメモリプールの最適化により、顕著な性能向上を実現しています。

創造と開始

Aptosネットワークは、軽量ノード、フルノード、バリデーターで構成されています。ユーザーは軽量ノード（ウォレットやアプリなど）を介して取引を開始し、軽量ノードは取引を近くのフルノードに転送し、その後フルノードが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の後はメモリプール間で共有されません。イーサリアムとは異なり、Aptosのメモリプールは単なるトランザクションバッファではなく、特定のルール（FIFOやガス料金など）に基づいてトランザクションを事前にソートし、後続の並行実行時にトランザクションの衝突がないようにします。このデザインは、事前に読み書き集合を宣言するための高いハードウェア要件を回避します。

ソート

AptosはAptosBFTコンセンサスメカニズムを採用しており、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が事前に完了しており、ブロック生成は提案者による主導ではなく、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技術を利用して楽観的並行実行を実現します。取引は無衝突と仮定され、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の性能を最大限に活用し、TPSは160,000に達することができます。

ステータスの更新

バリデーターの同期状態は、最終性がチェックポイントの確認によって達成され、イーサリアムのエポックメカニズムよりも効率的です。

Aptosのコアの利点は、楽観的な並行性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、Aptosを理解するための基礎フレームワークを提供しました。

イーサリアム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、ブロックビルダーは利益最大化の原則に従って取引をパッケージ化し、中継層が入札した後、提案者に提出します。
• 実行：EVMはトランザクションを直列処理し、シングルスレッドで状態を更新します。
• ステータス更新：ブロックは最終性を確認するために2つのチェックポイントを通過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その性能を制限しており、ブロック時間は12秒/スロットで、TPSは比較的低いです。

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Solana: 決定論的並列処理のための極限最適化

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

• 作成と発起：ユーザーはウォレットを通じて取引を発起します。
• ブロードキャスト：パブリックメモリプールがなく、取引は現在および次の2人の提案者に直接送信されます。
• ソート：提案者はPoH（Proof of History）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。

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に関するコンセンサスを達成できるため、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、これによりネットワークが過負荷になると、取引が待機するのではなく破棄される可能性があるため、ユーザーは再度提出する必要があります。

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並行実行の2つのパス：Aptos vs ソラナ

ブロックチェーンにおける並行実行は、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、市場には主に2つの並行実行方式があります：決定論的並行実行と楽観的並行実行。

• 確定的並行（ソラナ）：取引のブロードキャスト前に読み書きの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、衝突する取引は直列実行される。利点は効率的であり、欠点はハードウェアの要求が高い。

• 楽観的並行処理（Aptos）：取引が衝突しないと仮定し、Block-STMが並行実行後に検証を行い、衝突があれば再試行する。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る。

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楽観的並行処理によるメモリプールでのコンフリクト確認の提前完了

Aptosの楽観的並行処理は、単に取引の衝突が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メモリプールのプリソートを通じてリスクを事前に回避しています。この設計は、ノードの性能要件を低下させると同時に、高いTPSを保証します。

セキュリティに基づくストーリーはAptosの発展方向です

AptosはRWAとステーブルコイン決済分野で巨大な可能性を示しています：

• RWA：AptosのBlock-STMは複数の資産移転取引を並行処理でき、メモリプールの事前ソートにより取引が順序どおりに実行されます。Move言語のモジュール設計とセキュリティは信頼性の高いRWAアプリケーションの構築に役立ちます。

• 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止し、低ガス料金により小額決済シーンで非常に競争力があります。AptosBFTの非中央集権的コンセンサスは中央集権リスクを低下させ、同時にその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。

まとめ：Aptosの技術的差異と未来のストーリー

Aptosは性能と安全性のバランスを取っており、そのメモリプールの事前ソートとBlock-STMの楽観的並行処理によって、ノードの敷居を下げ、高いスループットを実現しています。この「安定を求めて速さを追求する」という考え方は、Move言語のリソースモデルによって補完され、Aptosにより高い安全性を与えています。

AptosはRWAとPayFi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決済においては、低コスト、高効率、そして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支えています。

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つなぎ、RWAとPayFiの分野で引き続き力を入れ、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期待されています。

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