8 основних рушійних сил інновацій мережі Aptos

Aptos, як одна з блокчейнів з найнижчими затримками та найвищою пропускною спроможністю на ринку криптовалют, принесла величезні зміни для розробників, що створюють web3 застосунки. У цій статті ми розглянемо 8 ключових інновацій, що сприяють розвитку мережі Aptos.

1. Move мова: більш підходить для створення додатків

Aptos використовує мову Move, що забезпечує розробникам кращу розробницьку середу та підвищує ефективність розробки. Move - це мова програмування з високою виразністю та простотою використання, спеціально розроблена для безпечного управління активами.

Aptos блокчейн глибоко інтегрований з Move мовою, розділяючи багато основних концепцій дизайну, що робить Aptos ефективною та приємною платформою для розробки на Move. Move спочатку була розроблена для попередника Aptos, це походження забезпечує безшовне будівництво для існуючих розробників Move на Aptos, а нові розробники Move також можуть скористатися попередньо накопиченою документацією, посібниками та прикладами.

Aptos значно покращив екосистему Move завдяки додаванню кількох функцій на рівні мови та фреймворку. Ці покращення включають вдосконалену архітектуру безпеки, детально налаштовану вимірювальну систему gas, можливість оновлення коду, масштабовані таблиці, облікові записи ресурсів тощо. Крім того, валідатори Move забезпечують додаткову гарантію незмінності смарт-контрактів і активно розширюються на Aptos.

Багато ранніх дослідників і розробників мови Move все ще активно працюють в екосистемі Aptos, постійно покращуючи мову Move та спільноту. Після чотирьох років тестування та валідації мова Move довела, що є зрілою мовою розробки, придатною для використання в продуктивному середовищі.

2. Block-STM: приносить більше свободи програмування

Block-STM є новим типом двигуна для паралельного виконання смарт-контрактів, побудованим на основі принципів пам'яті транзакцій Aptos та оптимістичного контролю паралелізму. Цей інноваційний підхід до паралелізації транзакцій може прискорити обробку транзакцій без впливу на досвід розробників.

На відміну від паралельних виконавчих систем, які потребують читання та запису даних для порушення атомарності транзакцій, Block-STM дозволяє розробникам кодувати без обмежень і досягати вищої пропускної здатності та нижчої затримки для реальних сценаріїв застосування. Розробники можуть легко створювати високопаралельні програми за допомогою Block-STM. Block-STM підтримує більш багатий рівень атомарності в порівнянні з іншими системами, які зазвичай вимагають розподілу операцій на кілька транзакцій (, порушуючи логічну атомарність ), підвищуючи користувацький досвід за рахунок зниження затримок та підвищення ефективності витрат.

3. Урядування на ланцюгу та децентралізація

Щоб підтримати справжню децентралізацію та бездозволену layer1, Aptos вбудував механізм управління на базі блокчейну, що дозволяє безшовно змінювати конфігурацію мережі та віртуальної машини. Тестова мережа Aptos 3 та основна мережа вже довели це.

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

Від моменту свого виникнення спільнота Aptos може створювати та голосувати за пропозиції, які впливають на поведінку блокчейну Aptos. Пропозиції з управління включають: зміни тривалості між епохами, зміни мінімального та максимального значення прав на верифікаторів, зміни маркерів, програмні оновлення основного коду блокчейну, а також оновлення модуля Aptos Framework (, набору основних бібліотек розробки Move ) для виправлення помилок або покращення функцій блокчейну Aptos.

4. AptosBFTv4: ефективний консенсус

AptosBFTv4 є першим виробничим рівнем BFT-протоколу блокчейну, який має строгі докази правильності. Цей протокол використовує механізм оптимістичного реагування, що забезпечує низьку затримку і високу пропускну здатність, максимально використовуючи підлягаючу мережу. Покращений на основі Hotstuff, AptosBFTv4 зменшує затримку підтвердження з 3 кроків до 2, зменшуючи затримку на 33% без шкоди для компенсації зв'язку.

В процесі реалізації враховано суворість безпеки та можливість масштабування, реалізація чітко розділяє незмінні величини для їх ізоляції та ефективного аудиту, що змушує дотримуватися концепції без розгалуження. Така ж програмна платформа пройшла 4 оновлення і була протестована в реальній мережі, що підтвердило ретельність та надійність її процесу розробки. У четвертій ітерації AptosBFTv4 став найшвидшим готовим до виробництва алгоритмом консенсусу з біфуркаційною стійкістю.

Навіть якщо окремі вузли виходять з ладу, Aptos може забезпечити нормальну роботу всієї мережі. Це стало можливим завдяки системі репутації на блокчейні, яка використовує минулу доступність і продуктивність як показники для майбутнього, автоматично мінімізуючи негативний вплив повільних і низькоефективних валідаторів.

5. Заходи безпеки для підвищення довіри користувачів

Aptos акаунти підтримують гнучке управління ключами, включаючи ротацію ключів, криптоагільність та змішану модель управління. Ротація ключів є хорошою практикою і є важливою для запобігання віддаленим атакам (, які можуть загрожувати багатостороннім акаунтам ). На інших блокчейнах ротація можливе лише шляхом перенесення всіх активів на новий акаунт. Aptos використовує метод декомпозиції акаунтів і ключів, що дозволяє безшовно додавати нові алгоритми цифрового підпису для підтримки різних типів публічних і приватних ключів. Змішана модель управління підтримує розширені рішення для відновлення та управління акаунтами, що допомагає зв'язати Web2 і Web3.

Гаманець може використовувати функцію попереднього виконання транзакцій, щоб пояснити користувачеві результати транзакції перед підписанням. Оцінка транзакції перед підписанням може зменшити ризики безпеки, такі як фішинг та інші загрози, що стають дедалі поширенішими в Web3. Для подальшої оптимізації користувацького досвіду, блокчейн Aptos обмежує термін дії кожної транзакції і захищає підписувача від впливу безстроковості за допомогою трьохступеневої системи захисту, що включає серійний номер, термін дії та ID ланцюга, щоб уникнути помилок або атак.

Консенсусний протокол Aptos і автентифіковане зберігання реалізують безшовну практичну підтримку легкого клієнтського протоколу, що забезпечує більш безпечний і надійний досвід користувачів. Будь-хто може підключитися до повного вузла для прямого доступу до автентифікованих даних, що відображає принцип "не довіряй, але перевіряй" Web3. Для цього Aptos базується на ефективній структурі багатоканальної дерева, що забезпечує учасників високою пропускною здатністю та низькою затримкою мережі для поширення стану блокчейну. Учасники можуть обробляти всі транзакції з моменту створення світу або повністю пропустити історію блокчейну, синхронізуючи лише останній стан блокчейну. Легкі клієнти можуть синхронізувати частину стану блокчейну, наприклад, певні облікові записи або значення даних, і дозволяють автентифіковане читання стану, таке як отримання автентифікованого балансу облікового запису за допомогою BFT-мітки часу.

6. Модульна архітектура, орієнтована на майбутнє

Aptos має генетичні ознаки, що дозволяють його модернізацію; з самого початку кожна частина системи була спроектована з урахуванням модульності та гнучкості. Це дозволяє архітектурі Aptos підтримувати часті оновлення, що означає, що блокчейн може швидко впроваджувати останні технологічні досягнення та надавати технологічну підтримку новим випадкам використання.

Модульна архітектура Aptos забезпечує гнучкість клієнта та оптимізована для частих оновлень без простоїв. Ці характеристики були повністю продемонстровані під час попередніх ітерацій основної мережі, тестових мереж та численних внутрішніх стрес-тестів. Блокчейн Aptos включає вбудований протокол управління змінами в ланцюгу, що дозволяє швидко впроваджувати нові технологічні інновації та підтримувати нові сценариї Web3.

7. Система винагород на основі пропозицій

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

Це може призвести до затримки конкуренції, оскільки валідатори, розташовані ближче до основного кластера вузлів, зазвичай отримують більше винагороди. У цьому випадку оператори вузлів можуть перемістити свої вузли ближче до основного кластера, щоб поліпшити затримку, що, в свою чергу, збільшує винагороду за стейкинг, що шкодить децентралізації та географічному розподілу, оскільки це стимулює концентрацію вузлів. Щоб сприяти більшій децентралізації, Aptos тепер впровадив винагороду, засновану на продуктивності пропозицій, як систему винагород за стейкинг.

Система, заснована на пропозиціях, має вищий час очікування, ніж голосування, і менш чутлива до затримок між регіонами. Це підвищує ставку винагороди для віддалених вузлів та стримує вплив географського розподілу. Наприклад, якщо валідатор фізично не знаходиться в найбільшому кластері вузлів, його винагорода буде зменшена. Модель винагороди продовжує враховувати поведінку голосування, оскільки хороша продуктивність голосування вплине на ймовірність вибору пропонента.

8. Високопродуктивне розріджене Меркле-дерево

Aptos використовує проектування Jellyfish Merkle Tree (JMT), оптимізуючи продуктивність запису базового сховища на основі LSM-дерева (, такого як RocksDB), за допомогою монотонно зростаючої версійної ключової моделі. JMT досягає практичного оптимального балансу між CPU, I/O та зайнятістю зберігання, забезпечуючи задовільну продуктивність при збереженні керованого розміру даних стану диска.

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