Ocho impulsores de innovación de la red Aptos

Como una red de blockchain con la menor latencia y la mayor capacidad de procesamiento, Aptos ha traído una gran transformación para los desarrolladores que construyen aplicaciones Web3. Este artículo presentará 8 innovaciones clave que impulsan el desarrollo de la red Aptos.

1. Lenguaje Move: más adecuado para el desarrollo de aplicaciones

Aptos utiliza el lenguaje de programación Move, proporcionando a los desarrolladores un entorno de desarrollo superior que mejora significativamente la eficiencia del desarrollo. Move es un lenguaje expresivo y fácil de usar, diseñado específicamente para la gestión segura de activos.

La blockchain de Aptos está altamente integrada con el lenguaje Move, compartiendo muchas ideas de diseño centrales, lo que convierte a Aptos en una plataforma de desarrollo de Move eficiente y agradable. Move fue diseñado originalmente para el predecesor de Aptos, y esta conexión asegura que los desarrolladores de Move existentes puedan migrar sin problemas a Aptos, mientras que los principiantes también pueden beneficiarse de la documentación y ejemplos ya existentes.

Aptos ha añadido múltiples funciones a nivel de lenguaje y marco, mejorando enormemente el ecosistema Move. Esto incluye una arquitectura de seguridad completa, medición de gas detalladamente configurable, capacidad de actualización del código, cuentas de recursos, entre otros. Move Prover, como herramienta de verificación formal de contratos inteligentes Move, proporciona una garantía adicional para las invariantes del contrato, y ha sido activamente ampliado en Aptos.

Muchos de los primeros investigadores y desarrolladores del lenguaje Move siguen activos en el ecosistema de Aptos, mejorando continuamente el lenguaje Move y la comunidad. Después de cuatro años de pruebas y validación, el lenguaje Move se ha convertido en un lenguaje de desarrollo maduro y de nivel de producción.

2. Block-STM: brinda una mayor libertad de programación

Block-STM es un nuevo motor de ejecución paralela de contratos inteligentes, construido en torno a la memoria de transacciones de Aptos y los principios de control de concurrencia optimista. Este innovador método de paralelización de transacciones puede acelerar la velocidad de procesamiento de transacciones sin afectar la experiencia de desarrollo.

A diferencia del motor de ejecución en paralelo que necesita leer y escribir datos para romper la atomicidad de las transacciones, Block-STM permite a los desarrolladores codificar sin restricciones, logrando un mayor rendimiento y menor latencia en aplicaciones reales. Los desarrolladores pueden construir fácilmente aplicaciones altamente paralelizadas. Block-STM admite operaciones atómicas más ricas que otros entornos paralelos, a menudo sin necesidad de descomponer las operaciones en múltiples transacciones, lo que reduce la latencia, mejora la eficiencia de costos y mejora la experiencia del usuario.

3. Gobernanza en la cadena y descentralización

Para apoyar una red Layer 1 verdaderamente descentralizada y sin permiso, Aptos incorpora un mecanismo de gobernanza en cadena, que permite cambios sin problemas en la configuración de la red y la máquina virtual. Tanto la red de pruebas como la red principal de Aptos han demostrado esto.

En la mainnet, se mejoró la confiabilidad de la red al reducir la "limitación del aumento de derechos de voto". Establecer umbrales más agresivos permite guiar rápidamente la red, más del 52% de los poseedores de tokens votaron a favor de esta propuesta para ayudar a proteger la red.

Desde su creación, la comunidad de Aptos ha podido crear y votar sobre propuestas que afectan el comportamiento de la blockchain. Las propuestas de gobernanza incluyen: modificar la duración de los epoch, ajustar el mínimo/máximo de participación de los validadores, modificar banderas, actualizar el código central de la blockchain, así como actualizar el módulo del marco de Aptos ( y un conjunto de bibliotecas de desarrollo central de Move ) para corregir errores o mejorar funcionalidades.

4. AptosBFTv4: consenso eficiente

AptosBFTv4 es el primer protocolo BFT de blockchain de nivel de producción con una prueba de corrección rigurosa. Este protocolo utiliza un mecanismo de respuesta optimista, logrando baja latencia y alta capacidad de procesamiento, aprovechando al máximo el rendimiento de la red subyacente. Basado en Hotstuff, AptosBFTv4 reduce la latencia de confirmación de 3 pasos a 2 pasos, disminuyendo un 33% la latencia sin sacrificar la compensación de comunicación.

Esta implementación considera la rigurosidad de la seguridad y la capacidad de actualización, separando claramente las invariantes para permitir el aislamiento y auditorías efectivas, y haciendo cumplir la filosofía de no bifurcación. La misma pila de software ha sido actualizada 4 veces y probada en una red en tiempo real, lo que demuestra la atención y solidez de su proceso de desarrollo. En la cuarta iteración, AptosBFTv4 se convirtió en el protocolo de consenso tolerante a fallos bizantinos más rápido y listo para producción.

Aptos puede asegurar que incluso si nodos individuales fallan, toda la red sigue funcionando normalmente. Esto se debe a un sistema de reputación en la cadena, que utiliza la disponibilidad y el rendimiento pasados como indicadores futuros, minimizando automáticamente el impacto negativo de los validadores lentos y de bajo rendimiento.

5. Medidas de seguridad para aumentar la confianza del usuario

Las cuentas de Aptos admiten una gestión flexible de claves, que incluye funciones como la rotación de claves, agilidad criptográfica y un modelo de custodia híbrido. La rotación de claves es una buena práctica de uso y es crucial para prevenir ataques remotos. En otras blockchains, la rotación solo se puede lograr migrando todos los activos a una nueva cuenta. Aptos desacopla las cuentas de las claves, lo que permite agregar sin problemas nuevos algoritmos de firma digital para admitir diferentes tipos de claves públicas y privadas. El modelo de custodia híbrido admite esquemas avanzados de recuperación y gestión de cuentas, ayudando a cerrar la brecha entre Web2 y Web3.

Las billeteras pueden utilizar la función de preejecución de transacciones para explicar los resultados de las transacciones antes de que el usuario firme. Evaluar las transacciones con anticipación puede reducir los riesgos de seguridad, como el phishing. Para optimizar aún más la experiencia del usuario, la blockchain de Aptos limita la viabilidad de cada transacción mediante una triple protección de número de serie, tiempo de expiración y ID de cadena, evitando que el firmante se vea afectado indefinidamente.

El protocolo de consenso de Aptos y el almacenamiento certificado implementan un soporte práctico sin problemas para el protocolo de cliente ligero, ofreciendo así una experiencia de usuario más segura y confiable. La red da la bienvenida a cualquier persona a conectarse a nodos completos para acceder directamente a los datos certificados, reflejando la filosofía de "desconfianza, pero verificación" de Web3. Aptos se basa en una estructura de árbol de difusión eficiente, proporcionando a los participantes una red de propagación de estado de blockchain de alto rendimiento y baja latencia. Los participantes pueden procesar todas las transacciones desde el génesis o pueden omitir la historia y sincronizar directamente el estado más reciente. Los clientes ligeros pueden sincronizar parte del estado de la blockchain, como cuentas específicas o valores de datos, y habilitar lecturas de estado verificadas, como obtener un saldo de cuenta verificado utilizando una marca de tiempo BFT.

6. Arquitectura modular orientada al futuro

Aptos tiene una historia de escalabilidad, diseñada desde el principio con modularidad y flexibilidad en mente. Esto permite que la arquitectura de Aptos soporte actualizaciones frecuentes, adopte rápidamente los últimos avances tecnológicos y brinde soporte técnico para nuevos casos de uso.

El diseño modular de Aptos ofrece flexibilidad al cliente y está optimizado para actualizaciones frecuentes sin tiempo de inactividad. Estas características han sido validadas en iteraciones anteriores de la mainnet, en la testnet y en pruebas de estrés internas. La blockchain de Aptos incluye un protocolo de gestión de cambios en cadena integrado, que permite implementar rápidamente nuevas innovaciones tecnológicas y soportar nuevos escenarios de aplicaciones Web3.

7. Mecanismo de recompensas basado en propuestas

En la red de prueba de incentivos de Aptos 3, se ha implementado un sistema de recompensas para operadores de nodos basado en votaciones. En este modelo, una vez que dos tercios de los votos llegan al nodo proponente, se alcanza el consenso BFT. Esto significa que un tercio de los votos posteriores no se incluye y los validadores relacionados tampoco reciben recompensas.

Esto puede llevar a una competencia por la latencia; los validadores cercanos al clúster de nodos principales suelen obtener más recompensas. Los operadores de nodos tienden a mover los nodos a ubicaciones más cercanas al clúster principal para mejorar la latencia y aumentar las recompensas por participación, pero esto puede perjudicar la descentralización y la distribución geográfica. Para fomentar un mayor grado de descentralización, Aptos ha implementado un sistema de recompensas por participación basado en el rendimiento de las propuestas.

Los sistemas basados en propuestas tienen un tiempo de espera más alto que las votaciones, y son menos sensibles a las demoras interregionales. Esto aumenta la tasa de recompensa de los nodos en áreas remotas y reduce el impacto de la distribución geográfica. Por ejemplo, si un validador no está cerca del clúster de nodos máximo, sus recompensas no disminuirán demasiado. El modelo de recompensas aún considera el comportamiento de votación, ya que un buen desempeño en votaciones afecta la probabilidad de elección de los proponentes.

8. Árbol Merkle Sparse de Alto Rendimiento

Aptos utiliza el diseño de Jellyfish Merkle Tree (JMT), aprovechando un patrón de clave basado en versiones que es monótonamente creciente para optimizar el rendimiento de escritura de motores de almacenamiento subyacentes basados en LSM como RocksDB(. JMT logra un equilibrio práctico entre CPU, I/O y ocupación de almacenamiento, asegurando un rendimiento satisfactorio mientras controla el tamaño de los datos de estado en el disco.

Además de JMT como formato de persistencia del estado de Aptos, hay otra implementación de árbol de Merkle disperso en memoria y sin bloqueo. Esta implementación está diseñada específicamente para el almacenamiento en caché y la paralelización, y se utiliza junto con Block-STM para facilitar actualizaciones de estado global de alto rendimiento.

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