8 đổi mới của chuỗi công khai Aptos giúp nó trở thành người dẫn đầu trong ngành

Aptos là một trong những blockchain có độ trễ thấp nhất và khả năng thông lượng cao nhất trên thị trường tiền điện tử, mang lại những thay đổi lớn cho các nhà phát triển trong việc xây dựng ứng dụng Web3. Bài viết này sẽ giới thiệu 8 động lực cốt lõi trong sự phát triển của mạng Aptos.

1. Ngôn ngữ Move: Thích hợp hơn để xây dựng ứng dụng

Aptos sử dụng ngôn ngữ Move, cung cấp cho các nhà phát triển một môi trường phát triển ưu việt hơn, nâng cao đáng kể hiệu quả phát triển. Move là một ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ và dễ sử dụng, được thiết kế đặc biệt để quản lý tài sản an toàn.

Aptos chia sẻ nhiều ý tưởng thiết kế cốt lõi với Move, khiến nó trở thành một nền tảng phát triển Move hiệu quả và thú vị. Move ban đầu được thiết kế cho tiền thân của Aptos, nguồn gốc này đảm bảo rằng các nhà phát triển Move hiện tại có thể xây dựng một cách liền mạch trên Aptos, và người mới cũng có thể hưởng lợi từ các tài liệu và ví dụ đã tích lũy trước đó.

Aptos đã cải thiện đáng kể hệ sinh thái Move bằng cách bổ sung nhiều chức năng ở cấp độ ngôn ngữ và khung. Những cải tiến này bao gồm kiến trúc an ninh hoàn thiện, đo lường gas có thể cấu hình tinh vi, khả năng nâng cấp mã, bảng quy mô lớn, tài khoản tài nguyên, và nhiều hơn nữa. Hơn nữa, trình xác thực Move cung cấp bảo vệ bổ sung cho các biến không thay đổi trong hợp đồng thông minh, và đã được mở rộng tích cực trên Aptos.

Nhiều nhà nghiên cứu và phát triển Move ngôn ngữ từ những ngày đầu vẫn đang hoạt động trong hệ sinh thái Aptos, không ngừng nâng cao ngôn ngữ Move và cộng đồng. Sau bốn năm thử nghiệm và xác thực, ngôn ngữ Move đã được chứng minh là một ngôn ngữ phát triển trưởng thành có thể sử dụng trong môi trường sản xuất.

2. Block-STM: Mang lại nhiều tự do lập trình hơn

Block-STM là một động cơ thực thi hợp đồng thông minh song song sáng tạo, được xây dựng dựa trên bộ nhớ giao dịch của Aptos và nguyên tắc kiểm soát đồng thời lạc quan. Phương pháp song song hóa giao dịch mới này có thể tăng tốc độ xử lý giao dịch mà không làm ảnh hưởng đến trải nghiệm phát triển.

Khác với động cơ thực thi song song cần đọc và ghi dữ liệu để phá vỡ tính nguyên tử của giao dịch, Block-STM cho phép các nhà phát triển lập trình không bị hạn chế, đạt được thông lượng cao hơn và độ trễ thấp hơn cho các ứng dụng thực tế. Các nhà phát triển có thể dễ dàng xây dựng các ứng dụng có tính song song cao với Block-STM, hỗ trợ nhiều thao tác nguyên tử phong phú hơn so với các môi trường thực thi song song khác, từ đó cải thiện trải nghiệm người dùng bằng cách giảm độ trễ và tăng hiệu quả chi phí.

3. Quản trị trên chuỗi và phi tập trung

Để hỗ trợ mạng Layer 1 thực sự phi tập trung và không cần giấy phép, Aptos đã tích hợp cơ chế quản trị trên chuỗi, cho phép thay đổi cấu hình mạng và máy ảo một cách liền mạch. Mạng thử nghiệm Aptos 3 và mạng chính đều đã chứng minh điều này.

Trên mạng chính, việc giảm "giới hạn tăng quyền bỏ phiếu" đã nâng cao độ tin cậy của mạng. Thiết lập ngưỡng quyết liệt hơn cho phép nhanh chóng dẫn dắt mạng, hơn 52% chủ sở hữu token đã bỏ phiếu ủng hộ đề xuất này để tăng cường an ninh mạng.

Kể từ khi ra đời, cộng đồng Aptos đã có thể tạo ra và bỏ phiếu quyết định các đề xuất ảnh hưởng đến hành vi của blockchain Aptos. Các đề xuất quản trị bao gồm: thay đổi thời gian kéo dài qua các chu kỳ, điều chỉnh giá trị tối thiểu và tối đa của quyền xác thực, sửa đổi cờ, nâng cấp phần mềm mã blockchain cốt lõi, cũng như nâng cấp mô-đun khung Aptos (một tập hợp các thư viện phát triển Move cốt lõi, được sử dụng để sửa lỗi hoặc cải thiện chức năng).

4. AptosBFTv4: Sự đồng thuận hiệu quả

AptosBFTv4 là giao thức BFT cấp sản xuất đầu tiên có chứng minh tính chính xác nghiêm ngặt. Giao thức này sử dụng cơ chế phản hồi lạc quan, đạt được độ trễ thấp và thông lượng cao, tận dụng tối đa hiệu suất mạng nền. Cải tiến dựa trên Hotstuff, AptosBFTv4 giảm độ trễ xác nhận từ 3 bước xuống 2 bước, giảm 33% độ trễ mà không hy sinh bù đắp giao tiếp.

Khi thực hiện, cần xem xét tính nghiêm ngặt về an ninh và khả năng mở rộng, việc thực hiện đã tách biệt rõ ràng các bất biến để cách ly và kiểm toán hiệu quả, thực thi nguyên tắc không phân nhánh. Nguyên stack phần mềm tương tự đã trải qua 4 lần nâng cấp và được thử nghiệm trên mạng thực, chứng minh tính kỹ lưỡng và vững chắc trong quy trình phát triển của nó. Trong lần lặp thứ tư, AptosBFTv4 trở thành giao thức đồng thuận Byzantine lỗi thời nhanh nhất, sẵn sàng cho sản xuất.

Ngay cả khi một số nút dừng hoạt động, Aptos vẫn có thể đảm bảo hoạt động bình thường của toàn mạng. Điều này là nhờ vào việc duy trì hệ thống tín nhiệm trên chuỗi, hệ thống này sử dụng khả năng sẵn có và hiệu suất trong quá khứ như là chỉ số cho hiệu suất tương lai, tự động giảm thiểu tác động tiêu cực của các xác thực viên phản ứng chậm và hoạt động kém.

5. Biện pháp an ninh nâng cao niềm tin của người dùng

Tài khoản Aptos hỗ trợ quản lý khóa linh hoạt, bao gồm quay vòng khóa, tính năng mã hóa nhanh nhẹn và mô hình quản lý hỗn hợp. Quay vòng khóa là thói quen sử dụng tốt, rất quan trọng để phòng ngừa các cuộc tấn công từ xa. Trên các blockchain khác, việc quay vòng chỉ có thể thực hiện bằng cách di chuyển tất cả tài sản sang tài khoản mới. Phương pháp tách rời tài khoản và khóa của Aptos cho phép thêm các thuật toán chữ ký số mới một cách liền mạch, hỗ trợ các loại khóa công khai và riêng tư, mô hình quản lý hỗn hợp hỗ trợ giải pháp phục hồi nâng cao và quản lý tài khoản, giúp thu hẹp khoảng cách giữa Web2 và Web3.

Ví có thể sử dụng chức năng thực thi giao dịch trước, giải thích kết quả giao dịch trước khi người dùng ký. Cơ chế đánh giá giao dịch trước này có thể giảm thiểu các rủi ro an ninh như lừa đảo qua mạng. Để tối ưu hóa trải nghiệm người dùng hơn nữa, blockchain Aptos đã hạn chế tính khả thi của mỗi giao dịch và ngăn ngừa rủi ro do tính hiệu lực vô hạn thông qua ba lớp bảo vệ: số sê-ri, thời gian hết hạn và ID chuỗi.

Giao thức đồng thuận Aptos và lưu trữ đã được xác thực cung cấp hỗ trợ thực tế cho giao thức khách nhẹ một cách liền mạch, từ đó mang lại trải nghiệm người dùng an toàn và đáng tin cậy hơn. Mạng lưới chào đón bất kỳ ai kết nối với nút đầy đủ để truy cập trực tiếp vào dữ liệu đã được xác thực, thể hiện nguyên tắc "không tin tưởng, mà cần xác minh" của Web3. Để làm được điều này, Aptos xây dựng trên một cấu trúc cây đa phát hiệu quả, cung cấp cho người tham gia mạng lưới truyền bá trạng thái blockchain với hiệu suất cao và độ trễ thấp. Người tham gia có thể xử lý tất cả các giao dịch kể từ khi khởi đầu, hoặc có thể bỏ qua lịch sử blockchain và chỉ đồng bộ trạng thái mới nhất. Khách nhẹ có thể đồng bộ một phần trạng thái blockchain, chẳng hạn như tài khoản cụ thể hoặc giá trị dữ liệu, và cho phép đọc trạng thái đã được xác thực, chẳng hạn như sử dụng dấu thời gian BFT để lấy số dư tài khoản đã được xác minh.

6. Kiến trúc mô-đun hướng tới tương lai

Aptos có lịch sử về khả năng nâng cấp, mọi phần của hệ thống đều được thiết kế với tính mô-đun và linh hoạt. Điều này cho phép kiến trúc Aptos hỗ trợ các nâng cấp thường xuyên, có nghĩa là blockchain có thể nhanh chóng áp dụng những tiến bộ công nghệ mới nhất và cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cho các trường hợp sử dụng mới nổi.

Thiết kế kiến trúc mô-đun của Aptos tạo ra sự linh hoạt cho khách hàng và tối ưu hóa cho việc nâng cấp thường xuyên không có thời gian ngừng hoạt động. Những đặc điểm này đã được xác thực trong các lần lặp lại mạng chính trước đó, mạng thử nghiệm và nhiều lần thử nghiệm áp lực nội bộ. Blockchain Aptos bao gồm giao thức quản lý thay đổi chuỗi tích hợp, cho phép triển khai nhanh các đổi mới công nghệ mới và hỗ trợ các tình huống ứng dụng Web3 mới.

7. Cơ chế thưởng dựa trên đề xuất

Mạng thử nghiệm khuyến khích Aptos 3 áp dụng hệ thống thưởng dựa trên bỏ phiếu. Trong mô hình này, một khi hai phần ba số phiếu đạt đến nút đề xuất, sự đồng thuận dưới BFT được hình thành, điều này có nghĩa là một phần ba số phiếu sau đó không được bao gồm, và các xác thực liên quan cũng không nhận được phần thưởng.

Điều này có thể dẫn đến sự cạnh tranh về độ trễ, các xác thực gần cụm nút chính thường nhận được nhiều phần thưởng hơn. Để cải thiện tình trạng này, các nhà điều hành nút có xu hướng di chuyển nút đến vị trí gần cụm chính hơn để tăng phần thưởng staking. Tuy nhiên, điều này có thể làm tổn hại đến tính phi tập trung và phân bố địa lý, vì nó khuyến khích việc định vị chung. Để thúc đẩy tính phi tập trung lớn hơn, Aptos đã thực hiện hệ thống phần thưởng dựa trên hiệu suất đề xuất như một hệ thống phần thưởng staking.

Hệ thống dựa trên đề xuất có thời gian hết hạn cao hơn so với bỏ phiếu, ít nhạy cảm hơn với độ trễ giữa các khu vực. Điều này nâng cao tỷ lệ thưởng cho các nút ở vùng xa, hạn chế ảnh hưởng của phân bố địa lý. Ví dụ, ngay cả khi các xác thực viên không ở vị trí vật lý của cụm nút lớn nhất, họ vẫn có thể nhận được phần thưởng hợp lý. Mô hình phần thưởng này vẫn xem xét hành vi bỏ phiếu, vì hiệu suất bỏ phiếu tốt sẽ ảnh hưởng đến xác suất bầu cử của người đề xuất.

8. Cây Merkle Sparse hiệu suất cao

Aptos áp dụng thiết kế Jellyfish Merkle Tree (JMT), sử dụng mô hình khóa dựa trên phiên bản tăng dần để tối ưu hóa hiệu suất ghi của động cơ lưu trữ dưới lớp dựa trên LSM (như RocksDB). JMT đạt được sự cân bằng tốt nhất thực dụng giữa CPU, I/O và dung lượng lưu trữ, đảm bảo hiệu suất thỏa đáng trong khi duy trì kích thước dữ liệu trạng thái đĩa có thể quản lý.

Ngoài JMT như định dạng lưu trữ trạng thái của Aptos, còn có một triển khai cây Merkle thưa không khóa trong bộ nhớ, được thiết kế đặc biệt cho việc bộ đệm và song song, kết hợp với Block-STM để thúc đẩy cập nhật trạng thái toàn cầu hiệu suất cao.