8 động lực đổi mới của mạng Aptos

Là một mạng lưới blockchain có độ trễ thấp nhất và công suất cao nhất, Aptos đã mang lại những thay đổi lớn cho các nhà phát triển xây dựng ứng dụng Web3. Bài viết này sẽ giới thiệu 8 đổi mới cốt lõi thúc đẩy sự phát triển của mạng lưới Aptos.

1. Ngôn ngữ Move: Thích hợp hơn cho phát triển ứng dụng

Aptos sử dụng ngôn ngữ lập trình Move, cung cấp cho các nhà phát triển một môi trường phát triển vượt trội, nâng cao đáng kể hiệu suất phát triển. Move là một ngôn ngữ biểu cảm và dễ sử dụng, được thiết kế đặc biệt cho việc quản lý tài sản an toàn.

Blockchain Aptos được tích hợp chặt chẽ với ngôn ngữ Move, chia sẻ nhiều ý tưởng thiết kế cốt lõi, khiến Aptos trở thành một nền tảng phát triển Move hiệu quả và thú vị. Move ban đầu được thiết kế cho tiền thân của Aptos, nguồn gốc này đảm bảo rằng các nhà phát triển Move hiện có có thể chuyển sang Aptos một cách liền mạch, và người mới cũng có thể hưởng lợi từ tài liệu và ví dụ hiện có.

Aptos đã thêm nhiều tính năng ở cấp độ ngôn ngữ và khung, cải thiện đáng kể hệ sinh thái Move. Điều này bao gồm kiến trúc an toàn hoàn chỉnh, đo lường gas có thể cấu hình chi tiết, khả năng nâng cấp mã, tài khoản tài nguyên, v.v. Move Prover như một công cụ xác minh hình thức cho hợp đồng thông minh Move, cung cấp bảo đảm bổ sung cho bất biến hợp đồng, đã được mở rộng tích cực trên Aptos.

Nhiều nhà nghiên cứu và phát triển Move ngôn ngữ từ sớm vẫn đang hoạt động trong hệ sinh thái Aptos, liên tục nâng cao ngôn ngữ Move và cộng đồng. Sau bốn năm thử nghiệm và xác minh, ngôn ngữ Move đã trở thành một ngôn ngữ phát triển cấp sản xuất trưởng thành.

2. Block-STM: Mang lại tự do lập trình lớn hơn

Block-STM là một loại động cơ thực thi hợp đồng thông minh song song mới, được xây dựng dựa trên bộ nhớ giao dịch của Aptos và nguyên tắc kiểm soát đồng thời lạc quan. Phương pháp song song hóa giao dịch sáng tạo này có thể tăng tốc độ xử lý giao dịch mà không làm ảnh hưởng đến trải nghiệm phát triển.

Khác với các engine thực thi song song cần đọc và ghi dữ liệu để phá vỡ tính nguyên tử của giao dịch, Block-STM cho phép các nhà phát triển mã hóa không bị giới hạn, đạt được thông lượng cao hơn và độ trễ thấp hơn cho các ứng dụng thực tế. Các nhà phát triển có thể dễ dàng xây dựng các ứng dụng có tính song song cao. Block-STM hỗ trợ nhiều thao tác nguyên tử phong phú hơn so với các môi trường song song khác, thường không cần phải chia nhỏ các thao tác thành nhiều giao dịch, từ đó giảm độ trễ, nâng cao hiệu quả chi phí và cải thiện trải nghiệm người dùng.

3. Quản trị trên chuỗi và phi tập trung

Để hỗ trợ mạng Layer 1 thực sự phi tập trung và không cần sự cho phép, Aptos đã tích hợp cơ chế quản trị trên chuỗi, cho phép thay đổi cấu hình mạng và máy ảo một cách liền mạch. Mạng thử nghiệm và mạng chính của Aptos đều đã chứng minh điều này.

Trên mạng chính, việc giảm "giới hạn tăng quyền biểu quyết" đã cải thiện độ tin cậy của mạng. Việc thiết lập ngưỡng quyết liệt hơn cho phép nhanh chóng định hướng mạng, hơn 52% chủ sở hữu token đã bỏ phiếu ủng hộ đề xuất này để giúp bảo vệ mạng.

Kể từ khi ra đời, cộng đồng Aptos đã có thể tạo ra và bỏ phiếu quyết định các đề xuất ảnh hưởng đến hành vi của blockchain. Các đề xuất quản trị bao gồm: sửa đổi thời gian kéo dài epoch, điều chỉnh quyền lợi tối thiểu/tối đa của người xác thực, thay đổi cờ, nâng cấp mã nguồn blockchain cốt lõi, cũng như nâng cấp các mô-đun khung Aptos ( và một tập hợp các thư viện phát triển Move cốt lõi ) để sửa lỗi hoặc tăng cường chức năng.

4. AptosBFTv4: Đồng thuận hiệu quả

AptosBFTv4 là giao thức BFT cho blockchain cấp sản xuất đầu tiên có chứng minh tính chính xác nghiêm ngặt. Giao thức này sử dụng cơ chế phản hồi lạc quan, đạt được độ trễ thấp và thông lượng cao, tận dụng tối đa hiệu suất mạng cơ sở. Cải tiến dựa trên Hotstuff, AptosBFTv4 giảm độ trễ xác nhận từ 3 bước xuống còn 2 bước, giảm 33% độ trễ mà không làm tổn hại đến bù trừ truyền thông.

Việc triển khai này xem xét tính an toàn nghiêm ngặt và khả năng nâng cấp, tách biệt rõ ràng các bất biến để dễ dàng cách ly và kiểm toán hiệu quả, thực thi triết lý không phân nhánh. Nguyên stack phần mềm tương tự đã trải qua 4 lần nâng cấp và được thử nghiệm trên mạng thời gian thực, chứng minh sự chu đáo và độ tin cậy trong quy trình phát triển của nó. Trong lần lặp thứ tư, AptosBFTv4 trở thành giao thức đồng thuận Byzantine sẵn sàng sản xuất nhanh nhất.

Aptos có thể đảm bảo rằng ngay cả khi một số nút gặp sự cố, toàn bộ mạng vẫn hoạt động bình thường. Điều này nhờ vào hệ thống uy tín trên chuỗi, hệ thống này sử dụng khả năng sẵn có và hiệu suất trong quá khứ làm chỉ số cho tương lai, tự động giảm thiểu tác động tiêu cực của các xác thực viên chậm phản ứng và hoạt động kém.

5. Biện pháp an ninh tăng cường niềm tin của người dùng

Tài khoản Aptos hỗ trợ quản lý khóa linh hoạt, bao gồm các chức năng như xoay vòng khóa, tính linh hoạt trong mã hóa và mô hình quản lý kết hợp. Việc xoay vòng khóa là thói quen tốt và rất quan trọng để ngăn chặn các cuộc tấn công từ xa. Trên các blockchain khác, việc xoay vòng chỉ có thể thực hiện bằng cách di chuyển tất cả tài sản sang tài khoản mới. Aptos tách biệt tài khoản với khóa, có thể thêm liền mạch các thuật toán chữ ký số mới để hỗ trợ các loại khóa công khai và riêng tư khác nhau. Mô hình quản lý kết hợp hỗ trợ các phương án phục hồi nâng cao và quản lý tài khoản, giúp thu hẹp khoảng cách giữa Web2 và Web3.

Ví có thể sử dụng chức năng thực thi giao dịch trước, giải thích kết quả giao dịch trước khi người dùng ký. Đánh giá trước giao dịch có thể giảm bớt các rủi ro an ninh như lừa đảo trực tuyến. Để tối ưu hóa trải nghiệm người dùng hơn nữa, blockchain Aptos đã giới hạn khả năng thực hiện mỗi giao dịch thông qua ba lớp bảo vệ bao gồm số sê-ri, thời gian hết hạn và ID chuỗi, ngăn chặn người ký bị ảnh hưởng vô thời hạn.

Giao thức đồng thuận của Aptos và lưu trữ được chứng nhận đã thực hiện hỗ trợ thực tiễn cho giao thức khách nhẹ một cách liền mạch, từ đó cung cấp trải nghiệm người dùng an toàn và đáng tin cậy hơn. Mạng lưới chào đón bất kỳ ai kết nối với nút đầy đủ để truy cập trực tiếp vào dữ liệu đã được chứng nhận, thể hiện triết lý "không tin tưởng, phải xác minh" của Web3. Aptos được xây dựng trên cấu trúc cây đa phát hiệu quả, cung cấp cho người tham gia mạng lưới truyền tải trạng thái blockchain với thông lượng cao và độ trễ thấp. Người tham gia có thể xử lý tất cả các giao dịch từ thời điểm khởi đầu cho đến nay, hoặc có thể bỏ qua lịch sử và đồng bộ trực tiếp trạng thái mới nhất. Khách nhẹ có thể đồng bộ một phần trạng thái blockchain, chẳng hạn như tài khoản cụ thể hoặc giá trị dữ liệu, và cho phép đọc trạng thái đã được xác minh, ví dụ như sử dụng thời gian BFT để lấy số dư tài khoản đã được xác minh.

6. Kiến trúc mô-đun hướng tới tương lai

Aptos có lịch sử khả năng nâng cấp, từ đầu đã được thiết kế với tính mô-đun và linh hoạt. Điều này cho phép kiến trúc Aptos hỗ trợ nâng cấp thường xuyên, nhanh chóng áp dụng các tiến bộ công nghệ mới nhất, cung cấp hỗ trợ công nghệ cho các trường hợp sử dụng mới nổi.

Thiết kế kiến trúc mô-đun của Aptos mang lại tính linh hoạt cho khách hàng và tối ưu hóa cho việc nâng cấp thường xuyên mà không có thời gian ngừng hoạt động. Những đặc điểm này đã được xác thực trong các lần lặp lại mạng chính trước đây, mạng thử nghiệm và kiểm tra áp lực nội bộ. Blockchain Aptos bao gồm giao thức quản lý thay đổi trên chuỗi nhúng, cho phép triển khai nhanh chóng các đổi mới công nghệ mới và hỗ trợ các kịch bản ứng dụng Web3 mới.

7. Cơ chế thưởng dựa trên đề xuất

Trong mạng thử nghiệm khuyến khích Aptos 3, đã áp dụng hệ thống thưởng cho các nhà điều hành nút dựa trên bỏ phiếu. Trong mô hình này, một khi hai phần ba số phiếu bầu đến nút đề xuất, sự đồng thuận BFT được đạt được. Điều này có nghĩa là một phần ba số phiếu bầu muộn không được bao gồm, và các xác thực liên quan cũng không nhận được phần thưởng.

Điều này có thể dẫn đến cạnh tranh về độ trễ, những người xác thực gần cụm nút chính thường nhận được nhiều phần thưởng hơn. Các nhà điều hành nút có xu hướng di chuyển nút đến gần vị trí cụm chính hơn để cải thiện độ trễ, tăng phần thưởng staking, nhưng điều này sẽ làm tổn hại đến tính phi tập trung và phân bố địa lý. Để thúc đẩy sự phi tập trung lớn hơn, Aptos hiện đã triển khai hệ thống phần thưởng staking dựa trên hiệu suất đề xuất.

Hệ thống dựa trên đề xuất có thời gian hết hạn cao hơn so với bỏ phiếu, ít nhạy cảm hơn với độ trễ giữa các khu vực. Điều này nâng cao tỷ lệ thưởng cho các nút ở vùng xa, kiềm chế ảnh hưởng của phân bổ địa lý. Ví dụ, nếu những người xác thực không ở gần cụm nút tối đa, phần thưởng họ nhận được sẽ không giảm quá nhiều. Mô hình thưởng vẫn xem xét hành vi bỏ phiếu, vì hiệu suất bỏ phiếu tốt sẽ ảnh hưởng đến xác suất bầu cử của người đề xuất.

8. Cây Merkle thưa hiệu suất cao

Aptos sử dụng Jellyfish Merkle Tree (JMT) thiết kế, tận dụng mô hình khóa dựa trên phiên bản tăng dần để tối ưu hóa hiệu suất ghi của động cơ lưu trữ dưới LSM tree( như RocksDB). JMT đạt được sự cân bằng tối ưu thực tế giữa CPU, I/O và chiếm dụng lưu trữ, đảm bảo hiệu suất hài lòng trong khi kiểm soát kích thước dữ liệu trạng thái trên đĩa.

Ngoài JMT như định dạng lưu trữ trạng thái của Aptos, còn có một triển khai cây Merkle thưa không khóa trong bộ nhớ. Triển khai này được thiết kế đặc biệt cho việc lưu trữ tạm thời và song song, kết hợp với Block-STM để thúc đẩy việc cập nhật trạng thái toàn cầu hiệu suất cao.