As 8 principais forças impulsionadoras da rede Aptos

Aptos, como uma das blockchains com menor latência e maior throughput no mercado de criptomoedas, trouxe uma grande transformação para os desenvolvedores na construção de aplicações web3. Este artigo apresentará 8 inovações-chave que impulsionam o desenvolvimento da rede Aptos.

1. Move linguagem: mais adequada para construir aplicações

Aptos utiliza a linguagem Move, proporcionando aos desenvolvedores um ambiente de desenvolvimento superior, aumentando a eficiência do desenvolvimento. Move é uma linguagem de programação com forte capacidade de expressão e fácil de usar, projetada especificamente para a gestão segura de ativos.

A blockchain Aptos está profundamente integrada com a linguagem Move, compartilhando muitos conceitos de design fundamentais, tornando a Aptos uma plataforma de desenvolvimento Move eficiente e agradável. O Move foi originalmente projetado para o antecessor da Aptos, e essa origem garante que os desenvolvedores Move existentes possam construir na Aptos sem problemas, enquanto novos desenvolvedores Move também podem se beneficiar da documentação, guias e exemplos acumulados anteriormente.

Aptos melhorou significativamente o ecossistema Move ao adicionar várias funcionalidades a nível de linguagem e estrutura. Essas melhorias incluem uma arquitetura de segurança aprimorada, medição de gas detalhadamente configurável, capacidade de atualização de código, tabelas em grande escala, contas de recursos, entre outras. Além disso, o validador Move fornece uma proteção adicional para invariantes de contratos inteligentes e está se expandindo ativamente na Aptos.

Muitos dos primeiros pesquisadores e desenvolvedores da linguagem Move ainda estão ativos no ecossistema Aptos, continuamente aprimorando a linguagem Move e a comunidade. Após quatro anos de testes e validações, a linguagem Move provou ser uma linguagem de desenvolvimento madura que pode ser utilizada em ambientes de produção.

2. Block-STM: traz mais liberdade de programação

Block-STM é um novo tipo de motor de execução paralela de contratos inteligentes, construído com base na memória de transações da Aptos e nos princípios de controle de concorrência otimista. Este método inovador de paralelização de transações pode acelerar a velocidade de processamento das transações sem afetar a experiência do desenvolvedor.

Ao contrário do motor de execução paralela que precisa ler e gravar dados para comprometer a atomicidade da transação, o Block-STM permite que os desenvolvedores codifiquem sem restrições, alcançando maior throughput e menor latência para cenários de aplicação reais. Os desenvolvedores podem usar o Block-STM para construir facilmente aplicações altamente paralelizadas. O Block-STM suporta uma atomicidade mais rica do que outros ambientes de execução paralela que normalmente precisam dividir operações em várias transações ( comprometendo a lógica de atomicidade ), melhorando a experiência do usuário ao reduzir a latência e aumentar a eficiência de custos.

3. Governança on-chain e descentralização

Para apoiar um layer1 verdadeiramente descentralizado e sem permissão, o Aptos incorporou um mecanismo de governança on-chain, permitindo alterações sem costura na configuração da rede e da máquina virtual. A rede de testes Aptos Incentivada 3 e a mainnet já provaram isso.

Na mainnet, a confiabilidade da rede foi aumentada ao reduzir as "limitações de aumento do direito de voto". Definir um limite mais agressivo permite uma rápida orientação da rede, com mais de 52% dos detentores de tokens votando a favor desta proposta para ajudar a proteger a rede.

Desde a sua criação, a comunidade Aptos tem sido capaz de criar e votar em propostas que afetam o comportamento da blockchain Aptos. As propostas de governança incluem: alterações na duração entre epochs, modificações nos valores mínimos e máximos dos direitos dos validadores, alterações de sinal, atualizações de software do código da blockchain central, bem como a atualização do módulo do framework Aptos ( e um conjunto de bibliotecas de desenvolvimento Move essenciais ) para corrigir bugs ou melhorar as funcionalidades da blockchain Aptos.

4. AptosBFTv4: Consenso Eficiente

AptosBFTv4 é o primeiro protocolo BFT de blockchain de nível de produção com prova de correção rigorosa. Este protocolo utiliza um mecanismo de resposta otimista, podendo oferecer baixa latência e alta taxa de transferência, aproveitando ao máximo a rede subjacente. Melhorando sobre o Hotstuff, o AptosBFTv4 reduz a latência de submissão de 3 passos para 2 passos, diminuindo 33% da latência sem sacrificar a compensação de comunicação.

Ao implementar, foi considerada a rigorosidade da segurança e a escalabilidade; a implementação separou claramente as invariantes para permitir isolamento e auditoria eficaz, forçando a execução do conceito de não bifurcação. A mesma pilha de software passou por 4 atualizações e foi testada em uma rede em tempo real, comprovando a meticulosidade e robustez de seu processo de desenvolvimento. Na quarta iteração, AptosBFTv4 tornou-se o protocolo de consenso tolerante a falhas bizantinas mais rápido e pronto para produção.

Mesmo que alguns nós falhem, o Aptos consegue garantir o funcionamento normal de toda a rede. Isso se deve ao sistema de reputação on-chain, que utiliza a disponibilidade e o desempenho passados como indicadores para o futuro, minimizando automaticamente o impacto negativo de validadores lentos e de baixo desempenho.

5. Medidas de segurança para aumentar a confiança do usuário

As contas Aptos suportam uma gestão de chaves flexível, incluindo funcionalidades como rotação de chaves, agilidade na criptografia e um modelo de custódia híbrido. A rotação de chaves é um bom hábito de uso, crucial para prevenir ataques remotos ( que podem até ameaçar contas múltiplas ). Em outras blockchains, a rotação só pode ser feita transferindo todos os ativos para uma nova conta. Aptos adota uma abordagem de desacoplamento entre contas e chaves, permitindo a adição contínua de novos algoritmos de assinatura digital para suportar diferentes tipos de chaves públicas e privadas. O modelo de custódia híbrido suporta soluções avançadas de recuperação e gestão de contas, ajudando a fechar a lacuna entre o Web2 e o Web3.

As carteiras podem usar a função de pré-execução de transações para explicar os resultados das transações aos usuários antes da assinatura. Avaliar transações antes da assinatura pode reduzir os riscos de segurança, como ataques de phishing, que são uma ameaça cada vez mais comum no Web3. Para otimizar ainda mais a experiência do usuário, a blockchain Aptos restringe a validade de cada transação e impede que os signatários sejam afetados por um prazo de validade infinito através de uma proteção tripla com número de série, data de expiração e ID da cadeia, para evitar erros ou ataques.

O protocolo de consenso da Aptos e o armazenamento autenticado implementam um suporte prático sem costura para o protocolo de cliente leve, proporcionando assim uma experiência de usuário mais segura e confiável. Qualquer pessoa pode conectar-se a um nó completo para acessar diretamente os dados autenticados, refletindo o princípio "desconfiar, mas verificar" da Web3. Para tal, a Aptos é construída sobre uma estrutura de árvore de difusão eficiente, oferecendo aos participantes uma rede de alta capacidade e baixa latência para disseminar o estado da blockchain. Os participantes podem processar todas as transações desde a criação do blockchain ou podem pular completamente o histórico da blockchain, sincronizando apenas o estado mais recente da blockchain. Clientes leves podem sincronizar parte do estado da blockchain, como contas específicas ou valores de dados, e habilitar leituras de estado autenticadas, como obter saldos de contas autenticadas usando um carimbo de tempo BFT.

6. Arquitetura modular voltada para o futuro

Aptos tem a genética de ser escalável; desde o início, cada parte do sistema foi projetada com modularidade e flexibilidade em mente. Isso permite que a arquitetura do Aptos suporte atualizações frequentes, o que significa que a blockchain pode adotar rapidamente os mais recentes avanços tecnológicos e fornecer suporte técnico para novos casos de uso.

O design modular da arquitetura da Aptos cria flexibilidade no cliente e é otimizado para atualizações frequentes sem interrupções. Essas características foram amplamente demonstradas nas iterações anteriores da mainnet, na testnet e em vários testes de estresse internos. A blockchain Aptos inclui um protocolo de gerenciamento de mudanças em cadeia embutido, que permite a rápida implantação de novas inovações tecnológicas e suporta novos cenários de aplicações Web3.

7. Sistema de recompensas baseado em propostas

Na rede de testes de incentivos Aptos 3, os operadores de nós adotaram um sistema de recompensas baseado em votos. Nesse modelo, uma vez que dois terços dos votos chegam ao nó proponente, o consenso BFT é alcançado, o que significa que um terço dos votos posteriores não está incluído, e os validadores relevantes não recebem recompensas.

Isso pode levar a uma competição de latência, onde os validadores próximos ao cluster principal tendem a receber mais recompensas. Nesse caso, os operadores de nós moverão seus nós para uma posição mais próxima do cluster principal para melhorar a latência, aumentando assim as recompensas de staking, o que prejudica a descentralização e a distribuição geográfica, pois incentiva a centralização dos nós. Para promover um maior grau de descentralização, a Aptos implementou um sistema de recompensas baseado no desempenho das propostas como parte do sistema de recompensas de staking.

Os sistemas baseados em propostas têm um tempo limite maior do que a votação e são menos sensíveis a atrasos entre regiões. Isso aumenta a taxa de recompensa para nós em áreas remotas e reduz o impacto da distribuição geográfica. Por exemplo, se os validadores não estiverem fisicamente localizados no maior agrupamento de nós, suas recompensas serão reduzidas. O modelo de recompensas continua a considerar o comportamento de votação, uma vez que um bom desempenho de votação afeta a probabilidade de eleição dos proponentes.

8. Árvore Merkle Sparse de Alto Desempenho

Aptos utiliza a estrutura de Merkle Jellyfish (JMT), aproveitando um padrão de chave baseado em versões monotonicamente crescente para otimizar o desempenho de gravação do mecanismo de armazenamento subjacente baseado em LSM ( como o RocksDB). O JMT alcançou um ponto de equilíbrio prático entre CPU, I/O e ocupação de armazenamento, garantindo um desempenho satisfatório, enquanto mantém um tamanho gerenciável dos dados de estado do disco.

Além do JMT como formato de persistência de estado Aptos, existe uma outra implementação de árvore Merkle esparsa, sem bloqueio e em memória. Esta implementação é especialmente projetada para cache e paralelização, sendo utilizada em conjunto com o Block-STM para facilitar atualizações de estado global de alto desempenho.