Aptosネットワークの8つの革新の推進力

遅延が最小でスループットが最大のブロックチェーンネットワークとして、Aptosは開発者がWeb3アプリケーションを構築する際に大きな変革をもたらしました。本記事では、Aptosネットワークを推進する8つのコアイノベーションについて紹介します。

! Aptosを新しいパブリックチェーンのリーダーにするための8つのイノベーション

1. Move言語：アプリケーション開発により適している

AptosはMoveプログラミング言語を採用しており、開発者に優れた開発環境を提供し、開発効率を大幅に向上させています。Moveは表現力豊かで使いやすい言語であり、安全な資産管理のために設計されています。

AptosブロックチェーンはMove言語と高度に統合されており、多くのコア設計理念を共有しているため、Aptosは効率的で楽しいMove開発プラットフォームとなっています。Moveは元々Aptosの前身のために設計されており、この由来により既存のMove開発者はAptosにシームレスに移行でき、新人も既存のドキュメントやサンプルから恩恵を受けることができます。

Aptosは言語およびフレームワークのレベルで多くの機能を追加し、Moveエコシステムを大幅に改善しました。これには、完璧なセキュリティアーキテクチャ、詳細に構成可能なガス計測、コードのアップグレード可能性、リソースアカウントなどが含まれます。Move ProverはMoveスマートコントラクトの形式的検証ツールとして、契約の不変性に追加の保証を提供し、Aptos上で積極的に拡張されています。

多くのMove言語の初期研究者と開発者は、Aptosエコシステムで活躍し続け、Move言語とコミュニティを強化しています。4年間のテストと検証を経て、Move言語は成熟したプロダクションレベルの開発言語となりました。

2. Block-STM:より大きなプログラミングの自由をもたらす

Block-STMは、Aptosのトランザクションメモリと楽観的並行制御の原則を基に構築された新しいタイプのスマートコントラクト並行実行エンジンです。この革新的なトランザクション並行化手法は、開発体験に影響を与えることなく、トランザクション処理速度を向上させることができます。

トランザクションの原子性を破壊するためにデータの読み書きが必要な従来の並行実行エンジンとは異なり、Block-STMは開発者が制限なくコーディングできるようにし、実際のアプリケーションでより高いスループットと低いレイテンシを実現します。開発者は高度に並列化されたアプリケーションを容易に構築できます。Block-STMは他の並行環境よりも豊富な原子性操作をサポートし、通常は操作を複数のトランザクションに分割する必要がないため、レイテンシを低下させ、コスト効率を高め、ユーザーエクスペリエンスを向上させます。

3. オンチェーンガバナンスと分散型

真の分散型で許可不要のLayer 1ネットワークをサポートするために、Aptosはオンチェーンガバナンスメカニズムを内蔵しており、ネットワークと仮想マシンの構成をシームレスに変更できます。Aptosのテストネットとメインネットはこれを証明しています。

メインネットでは、「投票権増加制限」を緩和することでネットワークの信頼性が向上しました。より積極的な閾値を設定することで、ネットワークを迅速に立ち上げることが可能になり、52%以上のトークン保有者がこの提案に賛成票を投じてネットワークを保護するのを助けました。

Aptosコミュニティは誕生以来、ブロックチェーンの行動に影響を与える提案を作成し、投票することができます。ガバナンス提案には、エポックの継続時間の変更、バリデーターの最小/最大ステークの調整、フラグの変更、コアブロックチェーンコードのアップグレード、バグ修正や機能強化のためのコアMove開発ライブラリ(のアップグレードが含まれます。

4. AptosBFTv4:効率的なコンセンサス

AptosBFTv4は、厳格な正当性証明を持つ初のプロダクションレベルのブロックチェーンBFTプロトコルです。このプロトコルは楽観的応答メカニズムを採用し、低遅延と高スループットを実現し、基盤となるネットワーク性能を最大限に活用しています。Hotstuffを基に改善されたAptosBFTv4は、通信補償を犠牲にすることなく、コミット遅延を3ステップから2ステップに減少させ、33%の遅延を削減しました。

この実装は、安全性の厳格さとアップグレード性を考慮し、不変量を明確に分離して隔離と効果的な監査を可能にし、フォークを防ぐ理念を強制します。同じソフトウェアスタックは4回のアップグレードを経て、リアルタイムネットワークでテストされ、その開発プロセスの配慮と堅牢性を証明しました。第4回の反復では、AptosBFTv4が最も迅速な生産準備が整ったビザンチン耐障害合意プロトコルとなりました。

Aptosは、個々のノードがダウンしてもネットワーク全体が正常に機能し続けることを保証します。これは、過去の可用性とパフォーマンスを未来の指標として利用するオンチェーンの信頼システムのおかげで、反応が遅いおよびパフォーマンスが劣るバリデーターの悪影響を自動的に最小限に抑えることができます。

5. ユーザーの信頼を高めるためのセキュリティ対策

Aptosアカウントは、キー管理の柔軟性をサポートしており、キーのローテーション、暗号の迅速性、ハイブリッドホスティングモデルなどの機能が含まれています。キーのローテーションは良好な使用習慣であり、遠隔攻撃を防ぐために重要です。他のブロックチェーンでは、すべての資産を新しいアカウントに移行することでのみローテーションを実現できます。Aptosはアカウントとキーをデカップリングしており、異なる公開鍵と秘密鍵のタイプをサポートするために新しいデジタル署名アルゴリズムをシームレスに追加できます。ハイブリッドホスティングモデルは、高度なリカバリープランとアカウント管理をサポートし、Web2とWeb3の間のギャップを埋めるのに役立ちます。

ウォレットは取引の事前実行機能を使用でき、ユーザーが署名する前に取引結果を説明します。取引を事前に評価することで、フィッシングなどの安全リスクを軽減できます。ユーザーエクスペリエンスをさらに最適化するために、Aptosブロックチェーンは各取引の実行可能性を制限し、シリアル番号、有効期限、チェーンIDの三重保護を通じて、署名者が無期限に影響を受けることを防ぎます。

Aptosのコンセンサスプロトコルと認証されたストレージは、ライトクライアントプロトコルに対するシームレスな実用サポートを実現し、より安全で信頼できるユーザー体験を提供しています。ネットワークは誰でもフルノードに接続し、認証されたデータに直接アクセスすることを歓迎しており、Web3の「信頼しない、検証する」という理念を体現しています。Aptosは効率的なマルチキャストツリー構造の上に構築されており、参加者に高スループット、低遅延のブロックチェーン状態伝播ネットワークを提供しています。参加者は創世以来のすべてのトランザクションを処理することができ、または歴史をスキップして最新の状態を直接同期することもできます。ライトクライアントは特定のアカウントやデータ値など、ブロックチェーン状態の一部を同期することができ、BFTタイムスタンプを使用して検証されたアカウント残高を取得するなど、検証された状態の読み取りを可能にします。

6. 未来を見据えたモジュール式アーキテクチャ

Aptosはアップグレード可能な歴史を持ち、初めからモジュール性と柔軟性を設計理念としています。これにより、Aptosのアーキテクチャは頻繁なアップグレードをサポートし、最新の技術進歩を迅速に採用し、新たなユースケースに技術支援を提供します。

Aptosのモジュール化アーキテクチャ設計は、クライアントの柔軟性をもたらし、ダウンタイムなしでの頻繁なアップグレードに最適化されています。これらの特性は、以前のメインネットの反復、テストネット、および内部ストレステストで検証されました。Aptosブロックチェーンは、埋め込まれたオンチェーン変更管理プロトコルを含んでおり、新しい技術革新を迅速に展開し、新しいWeb3アプリケーションシナリオをサポートします。

7. 提案に基づく報酬メカニズム

Aptosインセンティブテストネット3では、投票に基づくノードオペレーター報酬システムが採用されています。このモデルでは、投票の3分の2が提案者ノードに到達すると、BFTコンセンサスが達成されます。これは、3分の1の後の投票が含まれず、関連するバリデーターも報酬を得られないことを意味します。

これは遅延競争を引き起こす可能性があり、メインノードクラスタに近いバリデーターはしばしばより多くの報酬を得ます。ノードオペレーターは遅延を改善し、ステーキング報酬を増やすためにノードをメインクラスタにより近い位置に移動させる傾向がありますが、これは分散化と地理的分布を損なう可能性があります。より大きな分散化を促進するために、Aptosは提案のパフォーマンスに基づくステーキング報酬システムを導入しました。

提案に基づくシステムは、投票よりも高いタイムアウト時間を持ち、地域間の遅延に対してあまり敏感ではありません。これにより、遠隔地のノードの報酬率が向上し、地理的分布の影響が抑制されます。例えば、バリデーターが最大ノードクラスターの近くにいない場合、彼らが得る報酬はそれほど減少しません。報酬モデルは依然として投票行動を考慮しており、良好な投票パフォーマンスは提案者の選挙確率に影響を与えます。

8. 高性能スパースマークルツリー

AptosはJellyfish Merkle Tree )JMT(を使用して設計されており、バージョンベースのキー方式を単調に増加させることで、LSMツリーに基づく基盤ストレージエンジン)の書き込み性能を最適化します。JMTはCPU、I/O、ストレージの占有の間で実用的な最適バランスを達成し、満足のいくパフォーマンスを確保しつつ、ディスク上の状態データのサイズを制御します。

JMTがAptos状態の永続化フォーマットとして機能するだけでなく、もう一つのメモリ内でロックフリーなスパースMerkleツリーの実装があります。この実装はキャッシュと並列化のために特別に設計されており、Block-STMと組み合わせて高性能なグローバル状態の更新を促進します。

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