Während die Blockchain-Welt jahrelang mit Durchsatzproblemen kämpfte, hat Aptos eine bahnbrechende Lösung entwickelt, die das Game komplett verändert. Mit ihrer Block-STM Parallel Execution Engine setzt die Layer-1-Blockchain neue Maßstäbe für Transaktionsgeschwindigkeit und Effizienz. Anstatt Transaktionen wie Bitcoin und Ethereum sequenziell zu verarbeiten, nutzt Aptos die volle Kraft moderner Prozessoren – und erreicht damit Durchsatzraten, von denen andere Blockchains nur träumen können.
Das Blockchain-Bottleneck: Warum sequenzielle Ausführung zum Flaschenhals wird
Die erste Generation von Blockchains wie Bitcoin und Ethereum leidet unter einem fundamentalen Problem: Sie können Transaktionen nur nacheinander verarbeiten. Bitcoin schafft dabei magere 3-7 Transaktionen pro Sekunde (TPS), Ethereum kommt auf etwa 15 TPS. Diese sequenzielle Ausführung verhindert, dass Blockchains mit herkömmlichen Zahlungssystemen wie Visa mithalten können, das täglich 150 Millionen Transaktionen verarbeitet.
Das Problem liegt in der Architektur: Herkömmliche Blockchains müssen jede Transaktion einzeln und in strenger Reihenfolge abarbeiten. Moderne Prozessoren mit ihren zahlreichen Kernen bleiben dabei größtenteils ungenutzt – eine massive Verschwendung von Rechenleistung. Mit steigender Nutzerzahl führt dies zu längeren Wartezeiten und höheren Gebühren – ein Skalierungsproblem, das die breite Adoption von Blockchain-Technologie bisher ausgebremst hat.
Die Block-STM Revolution: Wie Aptos das Unmögliche möglich macht
Aptos‘ Block-STM Engine kombiniert Software Transactional Memory (STM) Techniken mit einem neuartigen kollaborativen Scheduler und verwandelt damit das, was bei anderen Blockchains ein Hindernis ist – die festgelegte Transaktionsreihenfolge – in einen Performance-Vorteil. Statt Transaktionen strikt sequenziell zu verarbeiten, führt Block-STM sie spekulativ und parallel aus, validiert die Ergebnisse und wiederholt bei Bedarf nur die konfliktbehafteten Transaktionen. Dieser „speculate-validate-redo“-Ansatz nutzt die Multi-Core-Architektur moderner Prozessoren optimal aus und erreicht beeindruckende Geschwindigkeitsvorteile: Bei geringer Konfliktrate wird die sequenzielle Ausführung um das 16-fache übertroffen, bei hoher Konfliktrate immer noch um das 8-fache.
Performance, die begeistert: Von 160.000 TPS bis zur Million
Die Zahlen sprechen für sich: Block-STM ermöglicht Aptos bereits jetzt eine theoretische Leistung von über 160.000 Transaktionen pro Sekunde – ein Quantensprung gegenüber traditionellen Blockchains. In den Diem-Benchmarks erreicht die Technologie bis zu 110.000 TPS, in den Aptos-Benchmarks sogar 170.000 TPS – eine 20-fache bzw. 17-fache Verbesserung gegenüber sequenzieller Ausführung.
Im Mainnet schließt Aptos Blöcke innerhalb von 250 Millisekunden ab und erreichte im August 2024 einen Rekord von 4.070 TPS. Noch beeindruckender: In einem Experiment auf dem Previewnet – einer Testumgebung, die dem Mainnet ähnelt – erzielte Aptos einen Spitzendurchsatz von 30.000 TPS und verarbeitete innerhalb von 24 Stunden unglaubliche 2,1 Milliarden Peer-to-Peer-Zahlungstransaktionen ohne Unterbrechung.
Zum Vergleich: Das entspricht dem 14-fachen des täglichen Transaktionsvolumens von Visanet. Diese Zahlen sind nicht nur theoretische Konstrukte – sie zeigen, dass Blockchain-Technologie endlich für Massenanwendungen bereit ist.
Die Zukunft ist verteilt: Shardines und die 1-Million-TPS-Marke
Aptos ruht sich auf diesen Erfolgen nicht aus. Mit dem Shardines-System hat das Team bereits die nächste Evolutionsstufe erreicht: Durch horizontale Skalierung mit 30 Shards wurde die magische Grenze von 1 Million TPS geknackt. Das Shoal++ Konsensus-Protokoll, das im Juni 2024 vorgestellt wurde, verspricht 100.000 TPS bei Sub-Sekunden-Latenz – ein weiterer Meilenstein für die Blockchain-Performance.
Besonders bemerkenswert: Die Technologie findet bereits branchenweite Anerkennung. Polygon, Sei, Starknet und andere Blockchains haben Block-STM adaptiert, um parallele Ausführung auf ihren eigenen Chains zu ermöglichen. Was einst ein strategischer Vorteil war, entwickelt sich rasch zum Industriestandard.
Der Durchbruch: Aggregatoren für sequenzielle Workloads
Ein besonders cleverer Aspekt der Aptos-Technologie sind die sogenannten Aggregatoren – ein Feature der Move-Programmiersprache, das parallele Ausführung sogar bei Lese-Schreib-Konflikten ermöglicht. Mit dieser Innovation konnte Aptos eine Sammlung von 1 Million NFTs in nur 90 Sekunden prägen – oder 5 Millionen in 8 Minuten. Das bedeutet eine zehnfache Leistungssteigerung gegenüber der Ausführung ohne Aggregatoren.
Diese Leistungsfähigkeit eröffnet völlig neue Anwendungsmöglichkeiten für Blockchain-Technologie – von Hochfrequenz-Trading bis hin zu massiven NFT-Drops ohne die üblichen Netzwerküberlastungen.
Parallelisierung: Der neue Blockchain-Standard
Was Aptos mit Block-STM geschaffen hat, ist mehr als nur ein technisches Upgrade – es ist ein Paradigmenwechsel. Die Parallelisierung von Transaktionen wandelt sich vom Wettbewerbsvorteil zum neuen Standard in der Blockchain-Industrie. Für Entwickler, Unternehmen und Investoren bedeutet dies: Wer auf Blockchains mit paralleler Ausführung setzt, positioniert sich an der Spitze der technologischen Evolution.
Die Tage, in denen Blockchain-Anwendungen unter Durchsatzproblemen litten, neigen sich dem Ende zu. Mit Technologien wie Block-STM rückt die Vision einer Blockchain-Infrastruktur, die mit traditionellen Finanzsystemen nicht nur mithalten, sondern sie übertreffen kann, in greifbare Nähe.
aptos.dev – Execution | Aptos Docs
medium.com – Block-STM: How We Execute Over 160k Transactions Per Second on the Aptos Blockchain (Aptos Labs)
medium.com – Shardines: Aptos‘ Sharded Execution Engine Blazes to 1M TPS (Aptos Labs)
messari.io – State of Aptos Q2 2024
arxiv.org – Block-STM: Scaling Blockchain Execution by Turning Ordering Curse to a Performance Blessing