Las 8 grandes innovaciones de la cadena pública Aptos que la ayudan a convertirse en un líder de la industria

Aptos, como una de las blockchains con la menor latencia y la mayor capacidad de procesamiento en el mercado de criptomonedas, ha traído una gran transformación para los desarrolladores que construyen aplicaciones Web3. Este artículo presentará los 8 impulsores clave en el desarrollo de la red Aptos.

1. Move lenguaje: más adecuado para construir aplicaciones

Aptos utiliza el lenguaje Move, proporcionando a los desarrolladores un entorno de desarrollo superior que mejora significativamente la eficiencia de desarrollo. Move es un lenguaje de programación expresivo y fácil de usar, diseñado específicamente para la gestión segura de activos.

Aptos comparte varios conceptos de diseño centrales con Move, lo que lo convierte 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, mientras que los principiantes también pueden beneficiarse de la documentación y ejemplos acumulados anteriormente.

Aptos ha mejorado significativamente el ecosistema Move al agregar múltiples funciones a nivel de lenguaje y marco. Estas mejoras incluyen una arquitectura de seguridad perfeccionada, medición de gas finamente configurable, capacidad de actualización de código, tablas de gran escala, cuentas de recursos, entre otros. Además, los validadores Move proporcionan una protección adicional para las invariantes de los contratos inteligentes, lo que se expande positivamente 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 apto para entornos de producción.

2. Block-STM: Trae más libertad de programación

Block-STM es un motor de ejecución de contratos inteligentes innovador, construido sobre la memoria de transacciones de Aptos y los principios de control de concurrencia optimista. Este novedoso enfoque de paralelización de transacciones puede acelerar la velocidad de procesamiento de transacciones sin afectar la experiencia de desarrollo.

A diferencia del motor de ejecución paralelo que necesita leer y escribir datos para romper la atomicidad de las transacciones, Block-STM permite a los desarrolladores codificar sin restricciones, logrando un mayor rendimiento y menor latencia en aplicaciones reales. Los desarrolladores pueden construir fácilmente aplicaciones altamente paralelizadas con Block-STM, que admite operaciones de atomicidad más ricas que otros entornos de ejecución paralela, mejorando así la experiencia del usuario al reducir la latencia y aumentar la eficiencia de costos.

3. Gobernanza en cadena y descentralización

Para apoyar una red Layer 1 verdaderamente descentralizada 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. Tanto la prueba de red 3 como la red principal de Aptos han demostrado esto.

En la red principal, se ha mejorado la fiabilidad de la red al reducir "las restricciones para aumentar el derecho de voto". Establecer umbrales más agresivos permite guiar rápidamente la red, con más del 52% de los titulares de tokens votando a favor de esta propuesta para mejorar la seguridad de la red.

Desde su creación, la comunidad de Aptos ha podido crear y votar propuestas que afectan el comportamiento de la blockchain de Aptos. Las propuestas de gobernanza incluyen: cambios en la duración continua entre ciclos, ajustes en los valores mínimos y máximos de los derechos de los validadores, modificaciones de insignias, actualizaciones de software del código central de la blockchain, así como actualizaciones de los módulos del marco de Aptos (un conjunto de bibliotecas de desarrollo de Move esenciales, utilizadas para corregir errores o mejorar funcionalidades).

4. AptosBFTv4: consenso eficiente

AptosBFTv4 es el primer protocolo BFT de blockchain de nivel de producción con una prueba de corrección rigurosa. Este protocolo utiliza un mecanismo de respuesta optimista para lograr baja latencia y alta capacidad de procesamiento, aprovechando al máximo el rendimiento de la red subyacente. Basado en Hotstuff, AptosBFTv4 reduce la latencia de confirmación de 3 pasos a 2 pasos, disminuyendo la latencia en un 33% sin sacrificar la compensación de comunicación.

Al implementar, se considera la rigurosidad de la seguridad y la escalabilidad; esta implementación separa claramente las invariantes para facilitar el aislamiento y la auditoría efectiva, aplicando el principio de no bifurcación. La misma pila de software ha sido actualizada 4 veces y probada en una red real, lo que demuestra la meticulosidad y robustez de su proceso de desarrollo. En la cuarta iteración, AptosBFTv4 se convirtió en el protocolo de consenso tolerante a fallos bizantinos más rápido y listo para producción.

Incluso si algunos nodos se detienen, Aptos puede garantizar el funcionamiento normal de toda la red. Esto se debe al mantenimiento de un sistema de reputación en la cadena, que utiliza la disponibilidad y el rendimiento pasados como indicadores del rendimiento futuro, minimizando automáticamente el impacto negativo de los validadores que responden lentamente y tienen un rendimiento deficiente.

5. Medidas de seguridad para aumentar la confianza del usuario

Las cuentas de Aptos admiten una gestión flexible de claves, incluyendo funciones como la rotación de claves, agilidad criptográfica y modelos de custodia híbrida. La rotación de claves es una buena práctica de uso y es crucial para defenderse de ataques remotos. En otras blockchains, la rotación solo se puede realizar migrando todos los activos a una nueva cuenta. El enfoque de desacoplamiento de cuentas y claves de Aptos permite la adición sin problemas de nuevos algoritmos de firma digital, admite tipos de claves públicas y privadas, y el modelo de custodia híbrida respalda soluciones avanzadas de recuperación y gestión de cuentas, ayudando a cerrar la brecha entre Web2 y Web3.

Las billeteras pueden utilizar la función de preejecución de transacciones, que explica el resultado de la transacción antes de la firma del usuario. Este mecanismo de evaluación anticipada de transacciones puede mitigar riesgos de seguridad como el phishing. Para optimizar aún más la experiencia del usuario, la blockchain de Aptos limita la viabilidad de cada transacción y protege contra los riesgos de validez infinita a través de una triple protección de número de serie, tiempo de expiración y ID de cadena.

El protocolo de consenso de Aptos y el almacenamiento autenticado implementan un soporte práctico sin fisuras para el protocolo de cliente ligero, proporcionando así una experiencia de usuario más segura y confiable. La red da la bienvenida a cualquiera que se conecte a nodos completos para acceder directamente a datos autenticados, lo que refleja el principio de "desconfianza, pero verifica" de Web3. Para ello, Aptos se basa en una estructura de árbol de difusión eficiente, que ofrece a los participantes una red de propagación de estado de blockchain de alta capacidad y baja latencia. Los participantes pueden procesar todas las transacciones desde el génesis o pueden omitir el historial de la blockchain y sincronizar solo el estado más reciente. Los clientes ligeros pueden sincronizar partes del estado de la blockchain, como cuentas específicas o valores de datos, y habilitar lecturas de estado verificadas, como obtener el saldo de cuenta verificado utilizando una marca de tiempo BFT.

6. Arquitectura modular orientada al futuro

Aptos tiene una historia de escalabilidad, cada parte del sistema está diseñada con modularidad y flexibilidad en mente. 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 casos de uso emergentes.

El diseño de arquitectura modular de Aptos crea flexibilidad para el cliente y está optimizado para actualizaciones frecuentes sin tiempo de inactividad. Estas características han sido validadas 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 embebido, que permite implementar rápidamente nuevas innovaciones tecnológicas y apoya nuevos escenarios de aplicaciones Web3.

7. Mecanismo de recompensas basado en propuestas

La red de pruebas de incentivos Aptos 3 utiliza un sistema de recompensas basado en votaciones. En este modelo, una vez que dos tercios de los votos llegan al nodo proponente, se alcanza el consenso bajo BFT, lo que significa que un tercio de los votos posteriores no se incluyen y los validadores correspondientes no reciben recompensas.

Esto puede llevar a una competencia por la latencia, ya que los validadores cerca del clúster de nodos principales a menudo reciben más recompensas. Para mejorar esta situación, los operadores de nodos tienden a mover los nodos a ubicaciones más cercanas al clúster principal para aumentar las recompensas de staking. Sin embargo, esto perjudica la descentralización y la distribución geográfica, ya que fomenta la co-localización. Para promover un mayor grado de descentralización, Aptos ha implementado recompensas basadas en el rendimiento de propuestas como un sistema de recompensas de staking.

Los sistemas basados en propuestas tienen un tiempo de espera más alto que la votación y son menos sensibles a la latencia entre regiones. Esto aumenta la tasa de recompensa de los nodos en áreas remotas, mitigando el impacto de la distribución geográfica. Por ejemplo, incluso si los validadores no están en la ubicación física del clúster de nodos máximo, aún pueden recibir recompensas razonables. Este modelo de recompensa sigue considerando el comportamiento de votación, ya que un buen desempeño en la 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 óptimo práctico entre CPU, I/O y uso de almacenamiento, asegurando un rendimiento satisfactorio mientras mantiene un tamaño de datos de estado en disco manejable.

Además de JMT como formato de persistencia de estado de Aptos, hay una implementación de árbol de Merkle disperso en memoria y sin bloqueos, diseñada específicamente para la caché y la paralelización, que se utiliza junto con Block-STM para facilitar actualizaciones de estado global de alto rendimiento.