Ocho grandes impulsores de innovación en la red Aptos

Aptos, como una de las blockchains con la menor latencia y mayor capacidad de procesamiento en el mercado de criptomonedas, 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 construir aplicaciones

Aptos utiliza el lenguaje Move, proporcionando a los desarrolladores un entorno de desarrollo superior, mejorando la eficiencia del desarrollo. Move es un lenguaje de programación con gran capacidad de expresión y fácil de usar, diseñado específicamente para la gestión segura de activos.

La blockchain de Aptos está profundamente integrada con el lenguaje Move, compartiendo muchas ideas de diseño centrales, lo que convierte a Aptos en una plataforma de desarrollo Move eficiente y agradable. Move fue diseñado originalmente para el predecesor de Aptos, y esta conexión asegura que los desarrolladores de Move existentes puedan construir sin problemas en Aptos, y los nuevos desarrolladores de Move también puedan beneficiarse de la documentación, guías y ejemplos acumulados anteriormente.

Aptos ha mejorado drásticamente el ecosistema Move al agregar múltiples funciones a nivel de lenguaje y marco. Estas mejoras incluyen una arquitectura de seguridad perfeccionada, medición de gas detalladamente configurable, capacidad de actualización de código, tablas de gran escala, cuentas de recursos, entre otras. Además, el validador Move proporciona garantías adicionales para las invariantes de los contratos inteligentes y se expande de manera activa 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 validaciones, el lenguaje Move ha demostrado ser un lenguaje de desarrollo maduro que se puede utilizar en entornos de producción.

2. Block-STM: trae más libertad de programación

Block-STM es un motor de ejecución de contratos inteligentes en paralelo de nueva generación, construido sobre 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 del desarrollador.

A diferencia del motor de ejecución paralela que necesita leer y escribir datos para romper la atomicidad de las transacciones, Block-STM permite a los desarrolladores codificar sin restricciones y lograr un mayor rendimiento y menor latencia en escenarios de aplicación reales. Los desarrolladores pueden utilizar Block-STM para construir aplicaciones altamente paralelizadas con facilidad. Block-STM admite una atomicidad más rica que otros entornos de ejecución paralela que normalmente requieren dividir las operaciones en múltiples transacciones ( para romper la atomicidad lógica ), mejorando la experiencia del usuario al reducir la latencia y aumentar la eficiencia de costos.

3. Gobernanza en cadena y descentralización

Para apoyar un layer1 verdaderamente descentralizado y sin permisos, Aptos incorpora un mecanismo de gobernanza en cadena que permite cambios sin problemas en la configuración de la red y de la máquina virtual. La red de prueba 3 de Aptos y la red principal han demostrado esto.

En la mainnet, se ha mejorado la fiabilidad de la red al reducir la "limitación del aumento del poder de voto". Establecer umbrales más agresivos permite guiar rápidamente la red, y 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 propuestas que afectan el comportamiento de la cadena de bloques de Aptos. Las propuestas de gobernanza incluyen: cambios en la duración entre epochs, modificaciones en el valor mínimo y máximo de los derechos de los validadores, cambios en las insignias, actualizaciones del software del código central de la cadena de bloques, así como la actualización del módulo del marco de Aptos (, un conjunto de bibliotecas de desarrollo Move centrales ), para corregir errores o mejorar las funciones de la cadena de bloques de Aptos.

4. AptosBFTv4: Consenso Eficiente

AptosBFTv4 es el primer protocolo BFT de blockchain de nivel de producción que cuenta con una prueba de corrección estricta. Este protocolo utiliza un mecanismo de respuesta optimista, lo que permite ofrecer baja latencia y alta capacidad de procesamiento, aprovechando al máximo la red subyacente. Mejorando sobre Hotstuff, AptosBFTv4 reduce la latencia de confirmación de 3 pasos a 2 pasos, logrando una reducción del 33% en la latencia sin sacrificar la compensación de comunicación.

Al implementar, se considera rigurosamente la seguridad y la escalabilidad, separando claramente las invariantes para permitir el aislamiento y la auditoría efectiva, imponiendo así el concepto de no bifurcación. La misma pila de software ha sido actualizada 4 veces y ha sido probada en la red en tiempo real, lo que demuestra la minuciosidad y robustez de su proceso de desarrollo. En la cuarta iteración, AptosBFTv4 se convirtió en el protocolo de consenso tolerante a fallos de Bizancio más rápido y listo para producción.

Incluso si algunos nodos fallan, Aptos puede garantizar el funcionamiento normal de toda la red. Esto se debe al 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 de claves flexible, 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 ( que incluso podrían comprometer cuentas múltiples ). En otras blockchains, la rotación solo se puede realizar migrando todos los activos a una nueva cuenta. Aptos utiliza un enfoque de desacoplamiento entre cuentas y 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 soluciones avanzadas de recuperación y gestión de cuentas, lo que ayuda a cerrar la brecha entre Web2 y Web3.

La billetera puede utilizar la función de pre-ejecución de transacciones para explicar el resultado de la transacción al usuario antes de que firme. Evaluar la transacción antes de la firma puede reducir el riesgo de seguridad, como ataques de phishing y otras amenazas cada vez más comunes en Web3. Para optimizar aún más la experiencia del usuario, la blockchain de Aptos limita la validez de cada transacción y protege al firmante de los efectos de una validez indefinida mediante una triple protección que incluye el número de serie, el tiempo de expiración y el ID de la cadena, para evitar errores o ataques.

El protocolo de consenso de Aptos y el almacenamiento autenticado implementan un soporte práctico sin fisuras para el protocolo de clientes ligeros, lo que ofrece una experiencia de usuario más segura y confiable. Cualquiera puede conectarse a un nodo completo para acceder directamente a los datos autenticados, lo que refleja el principio de "desconfianza, pero verifica" de Web3. Para ello, Aptos se basa en una eficiente estructura de árbol de difusión que proporciona a los participantes una red de alto rendimiento y baja latencia para propagar el estado de la blockchain. Los participantes pueden procesar todas las transacciones desde el génesis o pueden omitir por completo el historial de la blockchain, sincronizando únicamente el estado más reciente de la blockchain. 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 saldos de cuentas verificadas utilizando sellos de tiempo BFT.

6. Arquitectura modular orientada al futuro

Aptos tiene un ADN de capacidad de actualización; desde el principio, cada parte del sistema fue diseñada con un enfoque en la modularidad y flexibilidad. Esto permite que la arquitectura de Aptos soporte actualizaciones frecuentes, lo que significa que la blockchain puede adoptar rápidamente los últimos avances tecnológicos y proporcionar soporte técnico para nuevos casos de uso.

El diseño modular de Aptos crea flexibilidad para el cliente y está optimizado para actualizaciones frecuentes sin tiempo de inactividad. Estas características se han demostrado plenamente en iteraciones anteriores de la red principal, en la red de pruebas y en múltiples pruebas de estrés internas. La blockchain de Aptos incluye un protocolo de gestión de cambios en cadena integrado, que permite desplegar rápidamente nuevas innovaciones tecnológicas y soportar nuevos escenarios de aplicaciones Web3.

7. Sistema de recompensas basado en propuestas

En la red de prueba de incentivos 3 de Aptos, los operadores de nodos adoptaron un sistema de recompensas basado en votos. En este modelo, una vez que dos tercios de los votos llegan al nodo proponente, se alcanza el consenso BFT, lo que significa que un tercio de los votos posteriores no se incluyen, y los validadores relevantes tampoco reciben recompensas.

Esto puede llevar a una competencia por la latencia, donde los validadores cercanos al clúster de nodos principales a menudo reciben más recompensas. En este caso, los operadores de nodos moverán sus nodos a una ubicación más cercana al clúster principal para mejorar la latencia, aumentando así las recompensas por participación, lo que perjudica la descentralización y la distribución geográfica, ya que fomenta la concentración de nodos. Para promover un mayor grado de descentralización, Aptos ha implementado un sistema de recompensas basadas en el rendimiento de las propuestas como parte de su sistema de recompensas por participación.

Los sistemas basados en propuestas tienen un tiempo de espera más alto que las votaciones y son menos sensibles a la latencia entre regiones. Esto aumenta la tasa de recompensas para los nodos en áreas remotas y suprime el impacto de la distribución geográfica. Por ejemplo, si un validador no se encuentra físicamente en el mayor grupo de nodos, las recompensas que recibe se reducirán. El modelo de recompensas sigue considerando el comportamiento de votación, ya que un buen rendimiento de votación afecta la probabilidad de elección de los proponentes.

8. Árbol Merkle Sparse de Alto Rendimiento

Aptos utiliza el diseño Jellyfish Merkle Tree (JMT), aprovechando un patrón de clave basado en versiones monótonamente creciente para optimizar el rendimiento de escritura del motor de almacenamiento subyacente basado en LSM ( como RocksDB). JMT logra un equilibrio práctico entre el CPU, I/O y el uso de almacenamiento, asegurando un rendimiento satisfactorio mientras mantiene un tamaño de datos de estado de disco manejable.

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 la caché y la paralelización, utilizada en combinación con Block-STM para facilitar actualizaciones de estado global de alto rendimiento.