Вісім основних інноваційних рушіїв мережі Aptos

Як найбільш затриманий і найвищий пропускна здатність блокчейн-мережі, Aptos принесла величезні зміни для розробників, які створюють Web3-додатки. У цій статті будуть представлені 8 основних інновацій, що сприяють розвитку мережі Aptos.

1. Move мова: краще підходить для розробки додатків

Aptos використовує мову програмування Move, що надає розробникам кращі умови для розробки, значно підвищуючи ефективність розробки. Move — це виразна та проста у використанні мова, спеціально розроблена для безпечного управління активами.

Блокчейн Aptos тісно інтегрований з мовою Move, розділяючи багато основних концепцій дизайну, що робить Aptos ефективною та приємною платформою для розробки на Move. Move спочатку була створена для попередника Aptos, і це походження гарантує, що наявні розробники Move можуть безперешкодно перейти на Aptos, а новачки також можуть скористатися вже наявною документацією та прикладами.

Aptos додав кілька функцій на мовному та фреймворковому рівнях, що значно покращило екосистему Move. Це включає вдосконалену архітектуру безпеки, детально налаштовуване вимірювання газу, можливість оновлення коду, облікові записи ресурсів тощо. Move Prover як інструмент формальної верифікації Move смарт-контрактів забезпечує додаткову гарантію для інваріантів контракту, активно розширюючись на Aptos.

Багато ранніх дослідників та розробників мови Move досі активні в екосистемі Aptos, продовжуючи зміцнювати мову Move та спільноту. Після чотирьох років тестування та верифікації, мова Move стала зрілою мовою розробки для виробництв.

2. Block-STM: приносить більшу свободу програмування

Block-STM є новим типом двигуна паралельного виконання смарт-контрактів, побудованим навколо принципів пам'яті транзакцій Aptos та оптимістичного контролю конкурентності. Цей інноваційний підхід до паралельізації транзакцій може прискорити обробку транзакцій без шкоди для досвіду розробників.

На відміну від паралельних виконавчих механізмів, які потребують читання та запису даних для порушення атомарності транзакцій, Block-STM дозволяє розробникам кодувати без обмежень, забезпечуючи вищу пропускну здатність і нижчу затримку для реальних додатків. Розробники можуть легко створювати високопаралельні програми. Block-STM підтримує більш багаті атомарні операції, ніж інші паралельні середовища, зазвичай без необхідності розділення операцій на кілька транзакцій, що знижує затримку, підвищує ефективність витрат і покращує досвід користувачів.

3. Уряд на основі блокчейн та децентралізація

Щоб підтримати справжню децентралізовану та бездозвільну мережу Layer 1, Aptos вбудував механізм управління на базі блокчейну, що дозволяє безперешкодно змінювати конфігурацію мережі та віртуальної машини. Тестова та основна мережі Aptos підтвердили це.

На основній мережі підвищена надійність мережі шляхом зниження "обмежень на збільшення прав голосу". Встановлення більш агресивних порогів дозволяє швидко запустити мережу, понад 52% власників токенів проголосували за цю пропозицію, щоб допомогти захистити мережу.

З моменту свого виникнення спільнота Aptos має можливість створювати та голосувати за пропозиції, які впливають на поведінку блокчейну. Пропозиції щодо управління включають: зміну тривалості епохи, коригування мінімальних/максимальних часток валідаторів, зміну позначок, оновлення основного коду блокчейну, а також оновлення модуля Aptos Framework (, набір основних бібліотек розробки Move ) для виправлення помилок або покращення функціональності.

4. AptosBFTv4: ефективний консенсус

AptosBFTv4 є першим виробничим блокчейн BFT протоколом з суворими доказами коректності. Цей протокол використовує оптимістичний механізм відповіді, щоб досягти низької затримки та високої пропускної здатності, максимально використовуючи продуктивність базової мережі. Покращений на основі Hotstuff, AptosBFTv4 зменшує затримку підтвердження з 3 кроків до 2, знижуючи затримку на 33% без жертвування компенсацією комунікації.

Ця реалізація враховує безпеку та можливість оновлення, чітко розділяючи невизначені величини для ізоляції та ефективного аудиту, примусово реалізуючи концепцію безвідгалуження. Така ж програмна стек вже пройшла 4 оновлення та була протестована в реальній мережі, що підтверджує продуману та надійну розробку. У четвертій ітерації AptosBFTv4 став найшвидшим готовим до виробництва байєсівським толерантним до помилок консенсусом.

Aptos може гарантувати, що навіть якщо окремі вузли виходять з ладу, вся мережа продовжує нормально функціонувати. Це стало можливим завдяки системі репутації на блокчейні, яка використовує минулу доступність і продуктивність як майбутні показники, автоматично знижуючи негативний вплив повільних і неефективних валідаторів до мінімуму.

5. Заходи безпеки для підвищення довіри користувачів

Облікові записи Aptos підтримують гнучке управління ключами, включаючи ротацію ключів, криптоагільність та змішану модель управління. Ротація ключів є хорошою практикою використання та є критично важливою для запобігання віддаленим атакам. На інших блокчейнах ротація може бути здійснена лише шляхом перенесення всіх активів на новий обліковий запис. Aptos розділяє обліковий запис і ключі, що дозволяє безшовно додавати нові алгоритми цифрового підпису для підтримки різних типів публічних та приватних ключів. Змішана модель управління підтримує розширені схеми відновлення та управління обліковими записами, що допомагає подолати розрив між Web2 та Web3.

Гаманець може використовувати функцію попереднього виконання транзакцій, щоб пояснити результати транзакції перед підписанням користувачем. Попередня оцінка транзакцій може зменшити ризики безпеки, такі як фішинг. Для подальшої оптимізації досвіду користувачів, блокчейн Aptos обмежив здійсненність кожної транзакції, запровадивши тройний захист через серійний номер, термін дії та ідентифікатор ланцюга, щоб запобігти безстроковому впливу на підписувачів.

Консенсусний протокол Aptos і сертифіковане зберігання забезпечують безшовну практичну підтримку легкого клієнтського протоколу, що забезпечує більш безпечний і надійний досвід для користувачів. Мережа вітає всіх підключатися до повних вузлів для прямого доступу до сертифікованих даних, що відображає концепцію Web3 "не довіряй, але перевіряй". Aptos побудований на ефективній структурі багатокасту, що надає учасникам високий пропуск, низьку затримку в мережі поширення стану блокчейну. Учасники можуть обробляти всі транзакції з моменту створення світу, або можуть пропустити історію і безпосередньо синхронізувати останній стан. Легкі клієнти можуть синхронізувати частину стану блокчейну, наприклад, конкретні рахунки або значення даних, і активувати перевірені зчитування стану, наприклад, використовуючи BFT-мітку часу для отримання перевіреного балансу рахунку.

6. Модульна архітектура, спрямована в майбутнє

Aptos має історію з можливістю оновлення, з самого початку спроектований з урахуванням модульності та гнучкості. Це дозволяє архітектурі Aptos підтримувати часті оновлення, швидко впроваджувати новітні технологічні досягнення та надавати технологічну підтримку новим випадкам використання.

Модульна архітектура Aptos забезпечує гнучкість клієнта та оптимізована для частих оновлень без простоїв. Ці особливості були перевірені під час попередніх ітерацій основної мережі, тестової мережі та внутрішніх стрес-тестів. Блокчейн Aptos містить вбудований протокол управління змінами в мережі, який дозволяє швидко впроваджувати нові технологічні інновації та підтримує нові сценарії застосування Web3.

7. Система винагород на основі пропозицій

У тестовій мережі Aptos Incentive Testnet 3 впроваджено систему винагород для операторів вузлів на основі голосування. У цій моделі, як тільки дві третини голосів досягають вузла пропозиції, досягається консенсус BFT. Це означає, що третина пізніших голосувань не враховується, а відповідні валідатори не отримують винагороди.

Це може призвести до затримки конкуренції, оскільки валідатори, які знаходяться ближче до кластеру основних вузлів, зазвичай отримують більше винагород. Оператори вузлів схильні переміщувати вузли ближче до основного кластеру, щоб покращити затримку та збільшити винагороди за ставку, але це може зашкодити децентралізації та географічному розподілу. Для сприяння більшій децентралізації Aptos вже впровадив систему винагород за ставку на основі продуктивності пропозицій.

Система, заснована на пропозиціях, має вищий час очікування, ніж голосування, і менш чутлива до затримок між регіонами. Це підвищує рівень винагороди для вузлів у віддалених районах, стримуючи вплив географського розподілу. Наприклад, якщо валідатор не знаходиться поблизу найбільшого кластеру вузлів, його винагорода не зменшиться занадто сильно. Модель винагороди все ще враховує поведінку голосування, оскільки хороша голосувальна продуктивність вплине на ймовірність вибору пропонента.

8. Високопродуктивне розріджене Меркле-дерево

Aptos використовує Jellyfish Merkle Tree (JMT), використовуючи монотонно зростаючу версію, засновану на ключовій схемі, щоб оптимізувати продуктивність запису підставного сховища на основі LSM-дерев (, таких як RocksDB ). JMT досягає практичного оптимального балансу між CPU, I/O та використанням пам'яті, забезпечуючи задовільну продуктивність, одночасно контролюючи розмір даних стану на диску.

Окрім JMT як формату постійного зберігання стану Aptos, існує ще одна реалізація розрідженого Меркле-дерева в пам'яті без блокувань. Ця реалізація спеціально розроблена для кешування та паралелізації, використовується в поєднанні з Block-STM для сприяння високопродуктивним глобальним оновленням стану.