Delapan Pendorong Inovasi Jaringan Aptos

Sebagai jaringan blockchain dengan latensi terendah dan throughput tertinggi, Aptos membawa perubahan besar bagi pengembang dalam membangun aplikasi Web3. Artikel ini akan memperkenalkan 8 inovasi inti yang mendorong perkembangan jaringan Aptos.

1. Move bahasa: lebih cocok untuk pengembangan aplikasi

Aptos menggunakan bahasa pemrograman Move, memberikan lingkungan pengembangan yang lebih baik bagi pengembang, secara signifikan meningkatkan efisiensi pengembangan. Move adalah bahasa yang ekspresif dan mudah digunakan, dirancang khusus untuk manajemen aset yang aman.

Blockchain Aptos terintegrasi dengan bahasa Move secara mendalam, berbagi banyak ide desain inti, membuat Aptos menjadi platform pengembangan Move yang efisien dan menyenangkan. Move awalnya dirancang untuk pendahulu Aptos, hubungan ini memastikan bahwa pengembang Move yang ada dapat beralih ke Aptos tanpa hambatan, dan pemula juga dapat mendapatkan manfaat dari dokumentasi dan contoh yang sudah ada.

Aptos telah menambahkan berbagai fitur di tingkat bahasa dan kerangka kerja, yang sangat meningkatkan ekosistem Move. Ini termasuk arsitektur keamanan yang lengkap, pengukuran gas yang dapat dikonfigurasi secara rinci, kemampuan untuk memperbarui kode, dan akun sumber daya. Move Prover sebagai alat verifikasi formal untuk kontrak pintar Move memberikan jaminan tambahan untuk invarian kontrak, dan diperluas secara aktif di Aptos.

Banyak peneliti dan pengembang awal bahasa Move masih aktif di ekosistem Aptos, terus meningkatkan bahasa Move dan komunitas. Setelah empat tahun pengujian dan verifikasi, bahasa Move telah menjadi bahasa pengembangan tingkat produksi yang matang.

2. Block-STM: Membawa kebebasan pemrograman yang lebih besar

Block-STM adalah mesin eksekusi kontrak pintar paralel yang baru, dibangun di sekitar memori transaksi Aptos dan prinsip kontrol konkurensi optimis. Metode paralelisasi transaksi yang inovatif ini dapat mempercepat kecepatan pemrosesan transaksi tanpa mempengaruhi pengalaman pengembang.

Berbeda dengan mesin eksekusi paralel yang perlu membaca dan menulis data untuk merusak atomisitas transaksi, Block-STM memungkinkan pengembang untuk mengkode tanpa batasan, mewujudkan throughput yang lebih tinggi dan latensi yang lebih rendah untuk aplikasi nyata. Pengembang dapat dengan mudah membangun aplikasi yang sangat paralel. Block-STM mendukung operasi atomisitas yang lebih kaya dibandingkan dengan lingkungan paralel lainnya, biasanya tanpa perlu membagi operasi menjadi beberapa transaksi, sehingga mengurangi latensi, meningkatkan efisiensi biaya, dan meningkatkan pengalaman pengguna.

3. Tata Kelola On-Chain dan Desentralisasi

Untuk mendukung jaringan Layer 1 yang benar-benar terdesentralisasi dan tanpa izin, Aptos dilengkapi dengan mekanisme tata kelola on-chain, yang memungkinkan perubahan konfigurasi jaringan dan mesin virtual secara seamless. Baik testnet maupun mainnet Aptos telah membuktikan hal ini.

Di jaringan utama, dengan mengurangi "batas peningkatan hak suara" meningkatkan keandalan jaringan. Menetapkan ambang yang lebih agresif memungkinkan pengalihan cepat jaringan, lebih dari 52% pemegang token memberikan suara mendukung proposal ini untuk membantu melindungi jaringan.

Sejak dilahirkan, komunitas Aptos dapat membuat dan memberikan suara untuk memutuskan proposal yang mempengaruhi perilaku blockchain. Proposal tata kelola meliputi: mengubah durasi epoch, menyesuaikan minimum/maksimum hak suara validator, mengubah tanda, meningkatkan kode inti blockchain, serta meningkatkan modul kerangka Aptos ( dan satu set perpustakaan pengembangan Move inti ) untuk memperbaiki bug atau meningkatkan fungsi.

4. AptosBFTv4: Konsensus Efisien

AptosBFTv4 adalah protokol BFT blockchain tingkat produksi pertama yang memiliki bukti kebenaran yang ketat. Protokol ini menggunakan mekanisme respons optimis untuk mencapai latensi rendah dan throughput tinggi, sepenuhnya memanfaatkan kinerja jaringan dasar. Berdasarkan perbaikan Hotstuff, AptosBFTv4 mengurangi latensi pengiriman dari 3 langkah menjadi 2 langkah, mengurangi latensi sebesar 33% tanpa mengorbankan kompensasi komunikasi.

Implementasi ini mempertimbangkan keamanan yang ketat dan kemampuan untuk melakukan peningkatan, memisahkan invariant dengan jelas untuk isolasi dan audit yang efektif, serta menegakkan prinsip tanpa fork. Tumpukan perangkat lunak yang sama telah mengalami 4 kali peningkatan dan telah diuji di jaringan waktu nyata, membuktikan kelayakan dan ketahanan proses pengembangannya. Dalam iterasi keempat, AptosBFTv4 menjadi protokol konsensus toleran Byzantine yang siap produksi tercepat.

Aptos dapat memastikan bahwa bahkan jika node individu mengalami gangguan, seluruh jaringan tetap berfungsi normal. Ini berkat sistem reputasi on-chain, yang menggunakan ketersediaan dan kinerja masa lalu sebagai indikator masa depan, secara otomatis meminimalkan dampak negatif dari validator yang lambat bereaksi dan berkinerja buruk.

5. Langkah-langkah keamanan untuk meningkatkan kepercayaan pengguna

Akun Aptos mendukung manajemen kunci yang fleksibel, termasuk rotasi kunci, kecepatan enkripsi, dan model pengelolaan campuran. Rotasi kunci adalah kebiasaan baik yang sangat penting untuk mencegah serangan jarak jauh. Di blockchain lain, rotasi hanya dapat dilakukan dengan memindahkan semua aset ke akun baru. Aptos memisahkan akun dari kunci, sehingga dapat menambahkan algoritma tanda tangan digital baru secara mulus untuk mendukung berbagai jenis kunci publik dan privat. Model pengelolaan campuran mendukung skema pemulihan tingkat lanjut dan manajemen akun, membantu menjembatani kesenjangan antara Web2 dan Web3.

Dompet dapat menggunakan fitur eksekusi transaksi pra-perdagangan, untuk menjelaskan hasil transaksi sebelum pengguna menandatanganinya. Penilaian transaksi sebelumnya dapat mengurangi risiko keamanan seperti phishing. Untuk lebih mengoptimalkan pengalaman pengguna, blockchain Aptos membatasi kelayakan setiap transaksi, melalui perlindungan tiga kali lipat dari nomor urut, waktu kedaluwarsa, dan ID rantai, untuk mencegah penandatangan terpengaruh tanpa batas waktu.

Protokol konsensus Aptos dan penyimpanan yang terverifikasi memberikan dukungan praktis tanpa hambatan untuk protokol klien ringan, sehingga menawarkan pengalaman pengguna yang lebih aman dan terpercaya. Jaringan menyambut siapa saja untuk terhubung ke node penuh untuk mengakses data terverifikasi secara langsung, mencerminkan filosofi "tidak percaya, harus memverifikasi" dari Web3. Aptos dibangun di atas struktur pohon multicast yang efisien, menyediakan jaringan penyebaran status blockchain dengan throughput tinggi dan latensi rendah bagi para peserta. Peserta dapat memproses semua transaksi sejak penciptaan, atau dapat melewati sejarah dan langsung menyinkronkan status terbaru. Klien ringan dapat menyinkronkan sebagian status blockchain, seperti akun tertentu atau nilai data, dan memungkinkan pembacaan status yang terverifikasi, seperti menggunakan cap waktu BFT untuk mendapatkan saldo akun yang terverifikasi.

6. Arsitektur modular yang berorientasi masa depan

Aptos memiliki sejarah yang dapat ditingkatkan, dengan modularitas dan fleksibilitas sebagai filosofi desain dari awal. Ini memungkinkan arsitektur Aptos untuk mendukung peningkatan yang sering, dengan cepat mengadopsi kemajuan teknologi terbaru, dan memberikan dukungan teknis untuk kasus penggunaan yang muncul.

Desain arsitektur modular Aptos membawa fleksibilitas klien, dan dioptimalkan untuk peningkatan frekuensi tanpa downtime. Fitur-fitur ini telah teruji dalam iterasi mainnet sebelumnya, testnet, dan pengujian tekanan internal. Blockchain Aptos mencakup protokol manajemen perubahan on-chain yang terintegrasi, memungkinkan penerapan inovasi teknologi baru dengan cepat dan mendukung skenario aplikasi Web3 baru.

7. Mekanisme Reward Berdasarkan Proposal

Di jaringan uji coba insentif Aptos 3, diterapkan sistem penghargaan operator node berbasis suara. Dalam model ini, setelah dua pertiga suara tercapai di node pengusul, konsensus BFT tercapai. Ini berarti sepertiga suara yang terlambat tidak dimasukkan, dan validator terkait juga tidak mendapatkan penghargaan.

Ini dapat menyebabkan penundaan dalam persaingan, validator yang dekat dengan kluster node utama sering mendapatkan lebih banyak hadiah. Operator node cenderung memindahkan node mereka lebih dekat ke lokasi kluster utama untuk meningkatkan latensi, meningkatkan hadiah staking, tetapi ini dapat merusak desentralisasi dan distribusi geografis. Untuk mendorong desentralisasi yang lebih besar, Aptos kini telah menerapkan sistem hadiah staking berbasis kinerja proposal.

Sistem berbasis proposal memiliki waktu tunggu lebih tinggi dibandingkan dengan pemungutan suara, dan kurang sensitif terhadap keterlambatan antar wilayah. Ini meningkatkan tingkat imbalan untuk node di daerah terpencil dan mengurangi pengaruh distribusi geografis. Misalnya, jika validator tidak berada di dekat kelompok node maksimum, imbalan yang mereka terima tidak akan berkurang terlalu banyak. Pola imbalan tetap mempertimbangkan perilaku pemungutan suara, karena kinerja pemungutan suara yang baik akan mempengaruhi probabilitas pemilihan pengusul.

8. Sparse Merkle Tree Berkinerja Tinggi

Aptos menggunakan Jellyfish Merkle Tree (JMT) yang dirancang dengan memanfaatkan pola kunci berbasis versi yang monoton meningkat untuk mengoptimalkan kinerja penulisan dari mesin penyimpanan berbasis LSM ( seperti RocksDB). JMT mencapai keseimbangan optimal yang praktis antara CPU, I/O, dan penggunaan penyimpanan, memastikan kinerja yang memuaskan sambil mengendalikan ukuran data status di disk.

Selain JMT sebagai format persistensi status Aptos, ada juga implementasi pohon Merkle jarang tanpa kunci di memori. Implementasi ini dirancang khusus untuk caching dan paralelisasi, dan digunakan bersama Block-STM untuk memfasilitasi pembaruan status global yang berkinerja tinggi.