As 8 grandes inovações da blockchain Aptos ajudam-na a tornar-se uma líder no setor

Aptos, como uma das blockchains com a menor latência e maior capacidade de processamento no mercado de criptomoedas, trouxe uma grande transformação para os desenvolvedores na construção de aplicações Web3. Este artigo irá apresentar os 8 principais fatores 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 significativamente a eficiência de desenvolvimento. Move é uma linguagem de programação expressiva e fácil de usar, projetada para a gestão segura de ativos.

Aptos partilha várias ideias de design fundamentais com o Move, tornando-se uma plataforma de desenvolvimento Move eficiente e agradável. O Move foi inicialmente projetado para o predecessor do Aptos, e essa origem assegura que os desenvolvedores Move existentes possam construir de forma integrada no Aptos, enquanto os novatos também podem beneficiar da documentação 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 gás finamente configurável, capacidade de atualização de código, tabelas em grande escala, contas de recursos, entre outras. Além disso, os validadores Move fornecem proteção adicional para as invariantes de contratos inteligentes, sendo ativamente expandidos na Aptos.

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

2. Block-STM: traz mais liberdade de programação

Block-STM é um motor de execução paralela de contratos inteligentes inovador, 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 de transações sem afetar a experiência de desenvolvimento.

Ao contrário do mecanismo de execução paralela que precisa ler e gravar dados para interromper a atomicidade da transação, o Block-STM permite que os desenvolvedores codifiquem sem restrições, alcançando maior taxa de transferência e menor latência para aplicações reais. Os desenvolvedores podem utilizar o Block-STM para construir facilmente aplicações altamente paralelizadas, suportando operações de atomicidade mais ricas do que outros ambientes de execução paralela, melhorando assim a experiência do usuário ao reduzir a latência e aumentar a eficiência de custos.

3. Governança on-chain e descentralização

Para apoiar verdadeiras redes Layer 1 descentralizadas e sem permissão, o Aptos incorpora um mecanismo de governança on-chain, permitindo alterações sem costura na configuração da rede e da máquina virtual. Tanto a rede de testes do Aptos 3 quanto a mainnet provaram isso.

Na mainnet, a confiabilidade da rede foi melhorada ao reduzir as "restrições ao aumento do poder de voto". Definir um limite mais agressivo permite orientar rapidamente a rede, com mais de 52% dos detentores de tokens votando a favor desta proposta para aumentar a segurança da rede.

Desde a sua criação, a comunidade Aptos pôde criar e votar em propostas que afetam o comportamento da blockchain Aptos. As propostas de governança incluem: alterações na duração entre ciclos, ajustes nos valores mínimo e máximo dos direitos dos validadores, modificações de sinalização, atualizações de software do código central da blockchain, bem como atualizações dos módulos do framework Aptos (um conjunto de bibliotecas centrais de desenvolvimento Move, destinadas a corrigir bugs ou melhorar funcionalidades).

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, alcançando baixa latência e alta taxa de transferência, aproveitando ao máximo o desempenho da rede subjacente. Através de melhorias baseadas em Hotstuff, o AptosBFTv4 reduziu a latência de submissão de 3 passos para 2 passos, diminuindo em 33% a latência sem sacrificar a compensação de comunicação.

Ao implementar, considera-se rigorosamente a segurança e a escalabilidade; a implementação separa claramente as invariantes para isolamento e auditoria eficaz, forçando a execução do princípio de não bifurcação. A mesma pilha de software já passou por 4 atualizações e foi testada em uma rede real, provando a meticulosidade e robustez do seu processo de desenvolvimento. Na quarta iteração, o AptosBFTv4 tornou-se o protocolo de consenso de tolerância a falhas bizantinas mais rápido e pronto para produção.

Mesmo que alguns nós estejam fora de serviço, a Aptos consegue garantir o funcionamento normal de toda a rede. Isso se deve à manutenção do sistema de reputação on-chain, que utiliza a disponibilidade e desempenho passados como indicadores para o desempenho futuro, minimizando automaticamente o impacto negativo dos validadores que têm reações lentas e desempenho insatisfatório.

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 de criptografia e modelos de custódia híbrida. A rotação de chaves é um bom hábito de uso e é crucial para a defesa contra ataques remotos. Em outras blockchains, a rotação só pode ser feita migrando todos os ativos para uma nova conta. O método de desacoplamento de contas e chaves da Aptos permite a adição sem costura de novos algoritmos de assinatura digital, suportando tipos de chaves públicas e privadas, e o modelo de custódia híbrida suporta soluções avançadas de recuperação e gestão de contas, ajudando a reduzir a lacuna entre o Web2 e o Web3.

As carteiras podem usar a função de pré-execução de transações, explicando os resultados das transações antes da assinatura do usuário. Este mecanismo de avaliação antecipada das transações pode mitigar riscos de segurança, como phishing. Para otimizar ainda mais a experiência do usuário, a blockchain Aptos limita a viabilidade de cada transação e protege contra os riscos associados à validade indefinida através de uma tripla proteção com número de série, data de expiração e ID da cadeia.

O protocolo de consenso Aptos e o armazenamento autenticado implementaram suporte prático sem costura para o protocolo de cliente leve, proporcionando uma experiência de usuário mais segura e confiável. A rede convida qualquer pessoa a conectar-se a nós de forma completa para acessar dados autenticados diretamente, refletindo o princípio "desconfiar, mas verificar" da Web3. Para isso, o Aptos é construído sobre uma estrutura de árvore de multicast eficiente, oferecendo aos participantes uma rede de propagação de estado de blockchain de alta taxa de transferência e baixa latência. Os participantes podem processar todas as transações desde a gênese ou podem pular o histórico da blockchain e sincronizar apenas o estado mais recente. Clientes leves podem sincronizar parte do estado da blockchain, como contas específicas ou valores de dados, e habilitar leituras de estado verificadas, como obter saldos de contas verificados usando carimbos de data/hora BFT.

6. Arquitetura modular voltada para o futuro

Aptos tem uma história de escalabilidade, onde cada parte do sistema é projetada com modularidade e flexibilidade em mente. Isso permite que a arquitetura 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 Aptos cria flexibilidade do cliente e é otimizado para atualizações frequentes sem parada. Essas características foram validadas em iterações anteriores da mainnet, na testnet e em múltiplos testes de estresse internos. A blockchain Aptos inclui um protocolo de gerenciamento de mudanças on-chain embutido, que permite a rápida implementação de novas inovações tecnológicas e suporta novos cenários de aplicativos Web3.

7. Mecanismo de Recompensa Baseado em Propostas

A rede de testes de incentivo Aptos 3 utiliza um sistema de recompensas baseado em votação. Neste modelo, assim que dois terços dos votos chegam ao nó proponente, o consenso sob BFT é alcançado, o que significa que um terço dos votos posteriores não é incluído, e os validadores relevantes também não recebem recompensas.

Isto pode levar a uma competição tardia, onde os validadores próximos ao cluster principal frequentemente recebem mais recompensas. Para melhorar esta situação, os operadores de nós tendem a mover os nós para locais mais próximos do cluster principal, a fim de aumentar as recompensas de staking. No entanto, isso compromete a descentralização e a distribuição geográfica, pois incentiva a localização conjunta. Para promover um maior grau de descentralização, a Aptos já implementou recompensas baseadas no desempenho das propostas como parte do sistema de recompensas de staking.

Os sistemas baseados em propostas têm um tempo de espera mais alto 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, mesmo que os validadores não estejam na localização física do maior agrupamento de nós, ainda podem receber recompensas razoáveis. Este modelo de recompensa ainda considera o comportamento de votação, pois um bom desempenho na votação afeta a probabilidade de eleição dos proponentes.

8. Árvore Merkle Sparse de Alto Desempenho

Aptos utiliza o design Jellyfish Merkle Tree (JMT), aproveitando um padrão de chave baseado em versão que aumenta monotonicamente para otimizar o desempenho de escrita do mecanismo de armazenamento subjacente baseado em LSM Tree (como o RocksDB). O JMT alcança um equilíbrio prático entre CPU, I/O e ocupação de armazenamento, garantindo um desempenho satisfatório, mantendo um tamanho de dados de estado em disco gerenciável.

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