我最近一直在設計一個區塊鏈應用程序,它需要具有一些復雜的可擴展性要求。對此我很高興查看了最近推出的Aptos區塊鏈,并與Aptos和Solana的團隊進行了交談。
在這篇文章中,我將闡釋Aptos可擴展性的局限性,以及Solana為什么不會受到Aptos的這些限制。盡管標題可能暗示了什么,但我不是Solana的最大股東,且我在這兩個區款鏈中都不持有很多股份。
條件
以太坊上的所有交易都是獨立事件記錄執行的。你可以把這些交易想象成單行道上的汽車。
系統在一個"區塊"時間內只能處理一定數量的汽車。在交通堵塞時期,系統必須決定哪些汽車需納入在一個"區塊"中,以及哪些需拒絕納入。我們把這個過程稱為"汽車輛選擇"。
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獨立事件的執行在某些情況下是很重要的。例如,在鑄造NFT時,每個NFT得到一個獨特的數字1,2,3,4等,這很重要。出于這個原因,所有這些車必須一次次處理。
現在想象一下,有兩個不同的NFT集合在同一時間鑄幣。在這種情況下,同一集合的所有NFT必須按順序鑄幣,但每個集合的NFT都有可能被賦予自己的車道。你可以把這想象成一條雙車道的高速公路。
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而以太坊只有一條車道,這意味著所有的車都必須堆在一條車道上。
Aptos和Solana采取了不同的方法來提供多車道的高速公路,以大大提升系統的整體吞吐量。我們將在本文中比較這些方法。
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Solana
Solana強制汽車必須預先指定其車道。系統將交易分組到車道上,然后再發送給他們執行。這種多車道的高速公路大大增加了系統的容量。
要預先指定你需要哪條車道可能有點令人難受。出于這個原因,Aptos希望能像Solana一樣在多個車道上處理交易,而不需要指定車道。
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Aptos
Aptos的算法被稱為"BlockSTM",在不知道這些汽車將使用哪條車道的情況下,將汽車添加到一個"區塊"。這些汽車是按順序排列的——盡管它們都共享一條車道。
當Aptos執行器收到訂購的汽車塊時,執行器能夠在執行過程中把汽車分成車道。可以使用不同車道的汽車將被執行者放在不同的車道上。
Aptos的Block-STM的問題
在車流量大的時候,系統必須決定哪些車要納入該區塊中,哪些要拒絕。在做這個決定的時候,Aptos并不知道這些車的車道。相反,Aptos選擇出價最高的汽車,并將其納入該區塊。
讓我們假使有4條車道,但是所有出價最高的人都需要使用同一條車道。
系統為該區塊選擇了3個交易。所有的交易最終都需要使用同一個車道
我們可以看到,有幾個車道是未使用的。系統僅在以其1/4的能力運行。如果系統在選車時能提前知道車道情況,它便可以把額外的車送到這些空車道。
但不幸的是,Aptos在執行車輛選擇時并沒有這些信息。簡而言之,該系統仍然有單車道的瓶頸,只是發生在不同的地方。
同樣不幸的是,在?block-STM中,無論你增加多少車道,都很難增加一個區塊中的汽車數量。
為什么Solana的表現更好
Solana強制汽車必須預先指定其車道。雖然這可能會使開發更加難受,但它允許"汽車選擇"系統根據車道信息來選擇汽車。Solana的"車輛選擇器"可以在每條車道的基礎上限制一個街區的汽車數量。
這允許系統對擁擠的車道進行限制,但在不擁擠的車道上允許交通。我們可以在圖中看到這如何增加系統的總吞吐量。
Solana也接受按車道計算的優先權費用。在上圖中,第二條車道上的汽車可能會提供額外的費用,以便被移到第二條車道的前面,但最后一條車道上的汽車沒有理由提供這種費用。
這也鼓勵開發者不斷編寫可利用到空閑車道的代碼。而不需要使用繁忙車道的汽車將有更少的競爭和更低的費用。因此,開發商會加大利用到空閑車道,總系統會更高。
而Aptos則不然。在Aptos,即使你的代碼是為了利用空車道而編寫的,在"選車"過程中,所有的汽車都被平等對待。你的用戶將不得不與所有的車道競爭,以獲得"車輛選擇"隊列的前面。這意味著開發商沒有動力去使用和開發空閑車道。
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