Вісім інновацій Aptos, які допомагають їй стати лідером галузі

Aptos, як одна з блокчейнів з найнижчою затримкою та найвищою пропускною спроможністю на ринку криптовалют, принесла величезні зміни для розробників у створенні Web3 додатків. У цій статті буде представлено 8 основних рушійних сил розвитку мережі Aptos.

1. Move мова: більш підходить для побудови додатків

Aptos використовує мову Move, яка забезпечує розробникам кращі умови для розробки, значно підвищуючи ефективність розробки. Move є потужною та легкою у використанні мовою програмування, спеціально розробленою для безпечного управління активами.

Aptos та Move ділять кілька основних концепцій дизайну, що робить їх ефективною та приємною платформою для розробки на Move. Move спочатку був спроектований для попередника Aptos, це походження забезпечує безперешкодне створення для існуючих розробників Move на Aptos, а новачки можуть скористатися раніше накопиченою документацією та прикладами.

Aptos значно покращив екосистему Move, додавши кілька функцій на рівні мови та фреймворку. Ці покращення включають вдосконалену архітектуру безпеки, тонко налаштовуване вимірювання газу, можливість оновлення коду, масштабовані таблиці, рахунки ресурсів тощо. Крім того, валідатори Move забезпечують додатковий захист незмінності смарт-контрактів, активно розширюючись на Aptos.

Багато ранніх дослідників та розробників мови Move все ще активно працюють в екосистемі Aptos, постійно покращуючи мову Move та спільноту. Після чотирьох років тестування та верифікації мова Move довела свою зрілість як розробницька мова, придатна для виробничого середовища.

2. Block-STM: приносить більше програмної свободи

Block-STM є інноваційним механізмом паралельного виконання смарт-контрактів, побудованим на основі торгової пам'яті Aptos та принципів оптимістичного конкурентного контролю. Цей новаторський підхід до паралелізації торгівлі дозволяє прискорити обробку транзакцій без впливу на досвід розробника.

На відміну від паралельного виконавчого механізму, який потребує читання та запису даних для порушення атомарності транзакцій, Block-STM дозволяє розробникам кодувати без обмежень, досягаючи вищої пропускної здатності та меншої затримки для реальних додатків. Завдяки Block-STM розробники можуть легко створювати високо паралельні додатки, що підтримують більш багаті атомарні операції, ніж інші паралельні виконавчі середовища, покращуючи досвід користувачів шляхом зменшення затримки та підвищення ефективності витрат.

3. Ончейн-управління та децентралізація

Для підтримки справжньої децентралізованої та бездозвільної Layer 1 мережі Aptos вбудував механізм управління на основі блокчейну, що дозволяє безшовно змінювати конфігурацію мережі та віртуальної машини. Тестова мережа Aptos 3 та основна мережа підтвердили це.

На основній мережі, знижуючи "обмеження на збільшення голосувальних прав", підвищено надійність мережі. Встановлення більш агресивного порогу дозволяє швидко запустити мережу, і більше 52% власників токенів проголосували за цю пропозицію, щоб зміцнити безпеку мережі.

З моменту свого виникнення спільнота Aptos змогла створювати та голосувати за пропозиції, що впливають на поведінку блокчейну Aptos. Пропозиції з управління включають: зміни тривалості між періодами, коригування мінімальних та максимальних значень частки валідаторів, зміни позначок, оновлення програмного забезпечення основного коду блокчейну, а також оновлення модулів фреймворку Aptos (набір основних бібліотек Move для виправлення помилок або покращення функціональності).

4. AptosBFTv4: ефективний консенсус

AptosBFTv4 є першим виробничим BFT-протоколом блокчейну з строгим доказом коректності. Цей протокол використовує механізм оптимістичних відповідей, що забезпечує низьку затримку та високу пропускну спроможність, максимально використовуючи можливості підключеної мережі. Поліпшений на основі Hotstuff, AptosBFTv4 зменшує затримку підтвердження з 3 кроків до 2, знижуючи затримку на 33% без шкоди для компенсації зв'язку.

З огляду на суворість безпеки та можливість масштабування, ця реалізація чітко розділяє незмінності для їх ізоляції та ефективного аудиту, забезпечуючи дотримання принципу недопущення розгалужень. Такий же стек програмного забезпечення пройшов 4 оновлення та був протестований у реальній мережі, що доводить ретельність та надійність його розробки. Під час четвертої ітерації AptosBFTv4 став найшвидшим, готовим до виробництва протоколом консенсусу з байєсовим відмовостійкістю.

Навіть якщо окремі вузли виходять з ладу, Aptos може забезпечити нормальну роботу всієї мережі. Це стало можливим завдяки підтримці системи репутації на блокчейні, яка використовує минулу доступність і продуктивність як показники майбутніх результатів, автоматично зменшуючи негативний вплив повільних і погано працюючих валідаторів.

5. Заходи безпеки, що підвищують довіру користувачів

Акаунти Aptos підтримують гнучке управління ключами, включаючи такі функції, як ротація ключів, криптоагільність та змішана модель управління. Ротація ключів є хорошою практикою використання і є критично важливою для захисту від віддалених атак. На інших блокчейнах ротація можливе лише шляхом міграції всіх активів на новий акаунт. Метод декомпозиції акаунтів та ключів Aptos дозволяє безшовно додавати нові алгоритми цифрового підпису, підтримує типи публічних та приватних ключів, змішана модель управління підтримує розширені рішення для відновлення та управління акаунтами, що допомагає звузити розрив між Web2 та Web3.

Гаманець може використовувати функцію попереднього виконання транзакцій, яка пояснює результат транзакції перед підписанням користувачем. Цей механізм попередньої оцінки транзакцій може зменшити безпекові ризики, такі як фішинг. Для подальшої оптимізації користувацького досвіду блокчейн Aptos обмежив здійсненність кожної транзакції та забезпечив захист від ризиків, пов'язаних з безкінечною дійсністю, через тройний захист, що включає серійний номер, термін дії та ID ланцюга.

Протокол консенсусу Aptos та автентифіковане сховище забезпечують безшовну практичну підтримку легкого клієнтського протоколу, що забезпечує більш безпечний і надійний досвід користувачів. Мережа вітає всіх, хто хоче підключитися до повних вузлів для безпосереднього доступу до автентифікованих даних, що відображає принцип "не довіряти, а перевіряти" Web3. Для цього Aptos побудований на основі ефективної структури багатокастового дерева, що забезпечує учасникам високу пропускну спроможність та низьку затримку в мережі поширення стану блокчейну. Учасники можуть обробляти всі транзакції з моменту створення світу або пропустити історію блокчейну, синхронізуючи лише останній стан. Легкі клієнти можуть синхронізувати частину стану блокчейну, наприклад, конкретний обліковий запис або значення даних, та активувати перевірені читання стану, такі як отримання перевіреного балансу облікового запису за допомогою BFT-мітки часу.

6. Модульна архітектура, орієнтована на майбутнє

Aptos має історію з можливістю оновлення, де кожна частина системи спроектована з модульністю та гнучкістю. Це дозволяє архітектурі Aptos підтримувати часті оновлення, що означає, що блокчейн може швидко впроваджувати новітні технологічні досягнення та надавати технічну підтримку новим випадкам використання.

Модульна архітектура Aptos забезпечує гнучкість клієнта та оптимізована для частих оновлень без простоїв. Ці особливості були перевірені під час попередніх ітерацій основної мережі, тестової мережі та численних внутрішніх стрес-тестів. Блокчейн Aptos включає вбудований протокол управління змінами на ланцюзі, що дозволяє швидко впроваджувати нові технологічні інновації та підтримувати нові сценарії Web3.

7. Система винагород на основі пропозицій

Тестова мережа Aptos Incentive Testnet 3 використовує систему винагород, засновану на голосуванні. У цій моделі, як тільки дві третини голосів досягають вузла пропозиції, досягається консенсус за BFT, що означає, що одна третина пізніших голосів не враховується, а відповідні валідатори також не отримують винагороди.

Це може призвести до затримки конкуренції, оскільки валідатори, які знаходяться ближче до кластеру головних вузлів, зазвичай отримують більше винагороди. Щоб покращити цю ситуацію, оператори вузлів схильні переміщувати вузли ближче до головного кластера, щоб підвищити винагороду за стейкінг. Однак це шкодить децентралізації та географічному розподілу, оскільки заохочує спільне розташування. Для сприяння більшій децентралізації Aptos тепер впровадив винагороду, що базується на ефективності пропозицій, як систему винагород за стейкінг.

Система, заснована на пропозиціях, має вищий час очікування в порівнянні з голосуванням і менш чутлива до затримок між регіонами. Це підвищує рівень винагороди для вузлів у віддалених районах і стримує вплив географічного розподілу. Наприклад, навіть якщо валідатори не знаходяться в фізичному розташуванні максимального кластеру вузлів, вони все ще можуть отримувати адекватні винагороди. Ця модель винагород все ще враховує поведінку голосування, оскільки хороша голосувальна діяльність вплине на ймовірність обрання пропонувальника.

8. Високопродуктивне розріджене Меркле-дерево

Aptos використовує Jellyfish Merkle Tree (JMT) дизайну, використовуючи монотонно зростаючу версію на основі ключової моделі для оптимізації продуктивності запису базового сховища (такого як RocksDB), заснованого на LSM-дереві. JMT досягає практичного балансу між CPU, I/O та використанням пам'яті, забезпечуючи задовільну продуктивність, одночасно підтримуючи керовану величину даних стану диска.

Окрім JMT як формату персистентності стану Aptos, існує реалізація розрідженого Меркле-дерева в пам'яті без блокування, спеціально розроблена для кешування та паралелізації, яка використовується разом з Block-STM для сприяння високопродуктивному глобальному оновленню стану.