深入浅出地理解在一笔交易的生命周期里以太坊、Solana和Aptos的主要差异

原文作者：Kevin, the Researcher at Movemaker

对比 Move 语言、Aptos 与其他公链在技术上的差异，可能因观察深度不同而显得枯燥。笼统分析难免隔靴搔痒，深入代码又容易只见树木不见森林。要快速、准确地理解 Aptos 与其他公链的区别，选择一个合适的锚点至关重要。

笔者认为，一笔交易的生命周期是最佳切入点。通过分析交易从创建到最终状态更新的完整步骤——包括创建与发起、广播、排序、执行和状态更新——可以清晰把握公链的设计思路与技术取舍。以此为基准，向后退一步，能理解不同公链的核心叙事；向前进一步，则可探索如何在 Aptos 上打造吸引市场的应用。

如下图，所有区块链交易都围绕这五个步骤展开，而本文将以 Aptos 为中心，剖析其独特设计，并对比以太坊与 Solana 的关键差异。

Aptos：乐观并行与高性能设计

Aptos 是一条强调高性能的公链，其交易生命周期与以太坊类似，但通过独特的乐观并行执行和内存池优化实现了显著提升。以下是 Aptos 上交易生命周期的关键步骤：

创建与发起

Aptos 网络由轻节点、全节点和验证者组成。用户通过轻节点（如钱包或应用）发起交易，轻节点将交易转发给附近的全节点，全节点再同步至验证者。

广播

Aptos 保留了内存池，不过在 QuorumStore 之后内存池之间不共享。与以太坊不同不同的是，其内存池不仅仅是交易缓冲区。在交易进入内存池后，系统根据规则（如 FIFO 或 Gas 费用）进行预排序，确保后续并行执行时交易无冲突。这种设计避免了 Solana 需提前声明读写集合的高硬件需求。

排序

Aptos 采用 AptosBFT 共识，提议者原则上无法自由排序交易，aip-68 赋予提议者额外填充被延迟交易的权利。内存池预排序已提前完成冲突规避，区块生成更依赖验证者间的协作，而非提议者主导。

执行

Aptos 使用 Block-STM 技术实现乐观并行执行。交易被假设无冲突并同时处理，若执行后发现冲突，受影响的交易会被重新执行。这种方式利用多核处理器提升效率，TPS 可达 160, 000 。

状态更新

验证者同步状态，最终性通过检查点确认，类似于以太坊的 Epoch 机制，但效率更高。

Aptos 的核心优势在于乐观并行与内存池预排序的结合，既降低了节点性能需求，又大幅提升了吞吐量。如下图所示，Aptos 的网络架构清晰支持这一设计：

来源：Aptos 白皮书

以太坊：串行执行的基准

以太坊作为智能合约的开创者，是公链技术的原点，其交易生命周期为理解 Aptos 提供基础框架。

以太坊交易生命周期

• 创建与发起：用户通过钱包经中继网关或 RPC 接口发起交易。

• 广播：交易进入公共内存池，等待打包。

• 排序：PoS 升级后，区块构建者按利润最大化原则打包交易，中继层竞标后提交给提议者。

• 执行：EVM 串行处理交易，单线程更新状态。

• 状态更新：区块需通过两个检查点确认最终性。

  以太坊的串行执行和内存池设计限制了性能，区块时间为 12 秒/插槽，TPS 较低。相比之下，Aptos 通过并行执行和内存池优化实现了质的飞跃。

  Solana：确定性并行的极致优化

  Solana 以高性能著称，其交易生命周期与 Aptos 差异显著，尤其在内存池和执行方式上。

  Solana 交易生命周期

  • 创建与发起：用户通过钱包发起交易。

  • 广播：无公共内存池，交易直接发送给当前及下两位提议者。

  • 排序：提议者基于 PoH（Proof of History）打包区块，区块时间仅 400 毫秒。

  • 执行：Sealevel 虚拟机采用确定性并行执行，需提前声明读写集合以避免冲突。

  • 状态更新：BFT 共识快速确认。

    Solana 不使用内存池的原因是内存池可能成为性能瓶颈。由于没有内存池，以及 Solana 独特的 PoH 共识，节点能够快速达成交易顺序共识，避免了交易在内存池中排队的需要，交易几乎可以即时成交。然而，这也意味着在网络过载时，交易可能被丢弃而非等待，用户需重新提交。

    相比之下，Aptos 的乐观并行无需声明读写集合，节点门槛更低，TPS 却更高。

    来源：shoal research

    并行执行的两种路径：Aptos vs Solana

    交易的执行代表区块状态的更新，是交易发起指令转化为具有最终性状态的过程。这一变化如何理解？节点假设交易成功，计算其对网络状态的影响，这个计算过程就是执行。

    因此，区块链中的并行执行指的是多核处理器同时计算网络状态的过程。在当前市场中，并行执行分为确定性并行执行和乐观并行执行两种方式。这两种开发方向的差异根源在于如何确保并行交易不发生冲突——即交易之间是否存在依赖关系。

    由此可见，在交易生命周期中，确定并行交易依赖项冲突的时机——决定了确定性并行执行与乐观并行执行两种开发方向的分化，Aptos 与 Solana 选择了不同方向：

    • 确定性并行（Solana）：交易广播前需声明读写集合，Sealevel 引擎根据声明并行处理无冲突交易，冲突交易串行执行。优点是高效，缺点是硬件需求高。

    • 乐观并行（Aptos）：假设交易无冲突，Block-STM 并行执行后验证，若有冲突则重试。内存池预排序降低冲突风险，节点负担更轻。

      举例：账户 A 余额 100 ，交易 1 转 70 给 B，交易 2 转 50 给 C。Solana 通过声明提前确认冲突，按序处理；Aptos 并行执行后若发现余额不足，重新调整。Aptos 的灵活性使其更具扩展性。

      乐观并行通过内存池来提前完成冲突确认

      乐观并行的核心思想是假设并行处理的交易不会冲突，因此在交易执行前，应用端无需提交交易声明。若交易执行后验证时发现冲突，Block-STM 会重新执行受影响的交易以确保一致性。

      然而在实践中，若不提前确认交易依赖项是否冲突，真实执行时可能出现大量报错，导致公链运行卡顿。因此，乐观并行并非单纯假设交易无冲突，而是在某一阶段提前规避了风险，这个阶段就是交易广播阶段。

      在 Aptos 上，交易进入公共内存池后，会根据一定规则（如 FIFO 和 Gas 费用高低）进行预排序，确保一个区块内的交易在并行执行时不会冲突。由此可见，Aptos 的提议者实际上不具备交易排序能力，网络中也不存在区块构建者。这种交易预排序是 Aptos 实现乐观并行的关键。与 Solana 需引入交易声明不同，Aptos 无需此机制，因此对节点性能的要求大幅降低。在确保交易不冲突的网络开销上，Aptos 加入内存池对 TPS 的影响远小于 Solana 引入交易声明的代价。因此，Aptos 的 TPS 可达 160, 000 ，超过 Solana 一倍以上。 交易预排序的影响是 Aptos 上捕获 MEV 的难度加大，这对用户而言利弊兼存，此处不再赘述。

      基于安全性的叙事是 Aptos 的发展方向

      • RWA: Aptos 正在积极推进现实资产代币化和机构金融解决方案。相比以太坊，Aptos 的 Block-STM 能并行处理多笔资产转移交易，避免因网络拥堵导致的确权延迟。在 Solana 或者 Sui 上，尽管交易速度快，但无内存池设计可能在网络过载时丢弃交易，影响 RWA 的确权稳定性。Aptos 的内存池预排序则确保交易按序进入执行，即使高峰期也能维持资产记录的可靠性。RWA 需要复杂的智能合约支持，如资产分割、收益分配和合规性检查。Move 语言的模块化设计和安全性，让开发者能更轻松地构建可靠的 RWA 应用。相比之下，以太坊 Solidity 的复杂性和漏洞风险增加了开发成本，而 Solana 的 Rust 编程虽高效，却对开发者学习曲线要求较高。Aptos 的生态友好性有望吸引更多 RWA 项目落地，形成正向循环。Aptos 在 RWA 领域的潜力在于安全性和性能的结合。未来，其可聚焦于与传统金融机构合作，将债券、股票等高价值资产上链，借助 Move 语言打造合规性强的代币化标准。这种“安全+高效”的叙事，能让 Aptos 在 RWA 市场中脱颖而出。

        2024 年 7 月，Aptos 官宣将 Ondo Finance 的 USDY 引入生态，并于主要的 DEX、借贷应用集成，截止 3 月 10 日，USDY 在 Aptos 上的市值约为 1500 万美元，约占 USDY 总市值的 2.5% 。2024 年 10 月，Aptos 宣布富兰克林邓普顿已在 Aptos Network 上推出以 BENJI 代币为代表的富兰克林链上美国政府货币基金（FOBXX）。此外，Aptos 与 Libre 合作推进证券代币化，将 Brevan Howard、BlackRock 和 Hamilton Lane 的投资基金上链，增强机构投资者访问。

      • 稳定币支付：稳定币支付需要确保交易的最终性和资产安全。Aptos 的 Move 语言通过资源模型防止双重支付，确保每一笔稳定币转账的准确性。例如，用户使用 Aptos 上的 USDC 支付时，交易状态更新受到严格保护，避免因合约漏洞导致资金丢失。此外，Aptos 的低 Gas 费用（得益于高 TPS 分摊成本）使其在小额支付场景中极具竞争力。以太坊的高 Gas 费用限制了其支付应用，而 Solana 虽成本低，但网络过载时的交易丢弃风险可能影响用户体验。Aptos 的内存池预排序和 Block-STM 则保证了支付交易的稳定性和低延迟。

        PayFi 和稳定币支付需兼顾去中心化与监管合规。AptosBFT 的去中心化共识降低了中心化风险，同时其模块化架构支持开发者嵌入 KYC/AML 检查。例如，一个稳定币发行商可在 Aptos 上部署合规合约，确保交易符合本地法规，而不牺牲网络效率。这一点优于以太坊的中心化中继模式，也弥补了 Solana 提议者主导的潜在合规短板。Aptos 的平衡设计使其更适合金融机构入场。

        Aptos 在 PayFi 和稳定币支付领域的潜力在于“安全、高效、合规”的三位一体。未来，会持续推动稳定币的大规模采用，打造跨境支付网络，或与支付巨头合作开发链上结算系统。高 TPS 和低成本还能支持微支付场景，如内容创作者的实时打赏。Aptos 的叙事可聚焦于“下一代支付基础设施”，吸引企业和用户双向流量。

        Aptos 在安全性上的优势——内存池预排序、Block-STM、AptosBFT 和 Move 语言——不仅提升了抗攻击能力，还为 RWA 和 PayFi 叙事奠定了坚实基础。在 RWA 领域，其高安全性和吞吐量支持资产代币化和大规模交易；在 PayFi 与稳定币支付中，低成本和高效性推动了现实应用落地。相比以太坊的稳健但低效、Solana 的高速但高门槛，Aptos 以平衡之道开辟新局。未来，Aptos 可凭借这些优势，塑造“安全驱动的价值网络”叙事，成为连接传统经济与区块链的桥梁。

        总结：Aptos 的技术差异与未来叙事

        通过交易生命周期的视角，我们得以清晰对比 Aptos 与以太坊、Solana 和 Sui 在技术设计上的差异，并揭示其各自的核心叙事。以下表格总结了四者在广播、排序和执行阶段的异同，Aptos 的独特优势也由此凸显：

        Aptos 的设计在性能与安全之间取得了巧妙平衡。其内存池预排序结合 Block-STM 的乐观并行，既降低了节点门槛，又实现了 160, 000 TPS 的高吞吐量，超越 Solana 的确定性并行和 Sui 的对象级并行。与以太坊的串行执行相比，Aptos 的并行能力带来质的飞跃；而相较于 Solana 和 Sui 砍掉内存池的激进优化，Aptos 保留预排序机制，确保了网络在高负载下的稳定性。这种“稳中求快”的思路，辅以 Move 语言的资源模型，赋予 Aptos 更高的安全性——无论是抵御 DDoS 攻击，还是防止合约漏洞，都优于以太坊的传统架构和 Solana 的高硬件依赖。 与同样基于 Move 语言的 Sui 相比，Aptos 和 Sui 的分化更具启发性。Sui 以对象为中心，通过 DAG 排序和对象级并行追求极致性能，适合高并发资产管理场景；而 Aptos 以账户为中心，依托内存池和乐观并行，兼顾通用性与生态兼容性。这种差异不仅反映了技术路径的选择，也预示了应用方向的分化：Sui 或更擅长复杂资产操作，Aptos 则在安全性驱动的场景中占据优势。 正是基于这种安全性与性能的结合，Aptos 在 RWA 和 PayFi 叙事中展现出巨大潜力。在 RWA 领域，Aptos 的高吞吐量支持大规模资产上链，近期与 Ondo Finance（USDY 市值约 1500 万美元）、Franklin Templeton 及 Libre 的合作已初见成效。在 PayFi 和稳定币支付中，Aptos 的低成本、高效率和合规性支持微支付与跨境结算，成为“下一代支付基础设施”的有力候选。

        综上，Aptos 在交易生命周期的每个环节都融入了安全与高效的考量，区别于以太坊的稳健低效、Solana 的高性能高门槛，以及 Sui 的对象驱动极致优化。未来，Aptos 可凭借“安全驱动的价值网络”叙事，连接传统金融与区块链生态，在 RWA 和 PayFi 领域持续发力，构建一个兼具信任与扩展性的公链新格局。

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        Movemaker 是由 Aptos 基金会授权，经 Ankaa 和 BlockBooster 联合发起的首个官方社区组织，专注于推动 Aptos 华语区生态的建设与发展。作为 Aptos 在华语区的官方代表，Movemaker 致力于通过连接开发者、用户、资本及众多生态合作伙伴，打造一个多元、开放、繁荣的 Aptos 生态系统。

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