8 основних двигунів інновацій мережі Aptos

Aptos, як платформа блокчейн з найнижчою затримкою та найвищою пропускною здатністю, принесла величезні зміни для розробників у створенні Web3-додатків. Які ключові фактори сприяли бурхливому розвитку екосистеми Aptos? У цій статті буде представлені 8 інновацій, які сприяли розвитку мережі Aptos.

1. Оптимізація розробки застосунків Move

Мова Move, яку використовує Aptos, забезпечує розробників кращим середовищем для розробки та підвищує ефективність розробки. Move є виразною та легкою у використанні мовою програмування, спеціально розробленою для безпечного управління активами.

Блокчейн Aptos глибоко інтегрований з Move, спільно використовуючи багато основних концепцій дизайну, що робить Aptos ефективною та приємною платформою для розробки на Move. Move спочатку був розроблений для попередника Aptos, це походження забезпечує безшовну міграцію для існуючих розробників Move на Aptos, а новачки можуть також скористатися накопиченою документацією та прикладами.

Aptos додав кілька функцій на рівні мови та фреймворку, що значно покращило екосистему Move. Ці поліпшення включають вдосконалену архітектуру безпеки, детально налаштовуване вимірювання газу, можливість оновлення коду, облікові записи ресурсів та інше. Крім того, Move Prover, як офіційний інструмент верифікації смарт-контрактів Move, забезпечує додаткову гарантію для інваріантів контрактів і активно розширюється на Aptos.

Багато оригінальних дослідників і розробників мови Move досі активно працюють в екосистемі Aptos, постійно вдосконалюючи мову Move і спільноту. Після чотирьох років тестування та верифікації мова Move стала зрілою мовою розробки виробничого рівня.

2. Block-STM надає більше свободи в програмуванні

Block-STM є новим типом движка 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 двигунів, які потребують читання та запису даних для порушення атомарності транзакцій, Block-STM дозволяє розробникам кодувати без обмежень, досягаючи вищої пропускної спроможності та нижчої затримки для реальних застосувань. Розробники можуть легко використовувати Block-STM для створення високо паралельних додатків. Block-STM підтримує більш багатий рівень атомарності, ніж інші середовища паралельного виконання, зазвичай не вимагаючи розділення операцій на кілька транзакцій (, що порушує логічну атомарність ). Це допомагає знизити затримку, підвищити ефективність витрат, що, в свою чергу, покращує досвід користувачів.

3. Управління в ланцюзі та децентралізація

Щоб підтримати справжню децентралізацію та бездозвільний Layer 1, Aptos вбудував механізм управління на ланцюгу, що дозволяє безшовно змінювати конфігурацію мережі та віртуальної машини. Тестування стимулів Aptos тестової мережі 3 та основної мережі вже підтвердило це.

На основній мережі, шляхом зменшення "обмежень на збільшення права голосу" підвищено надійність мережі. Встановлення більш активного порогу дозволяє швидко запустити мережу, понад 52% власників токенів проголосували за цю пропозицію, щоб допомогти захистити мережу.

З моменту свого створення спільнота Aptos може створювати та голосувати за пропозиції, що впливають на поведінку блокчейну Aptos. Пропозиції з управління включають: зміну тривалості епохи, коригування мінімальних/максимальних вимог до частки валідаторів, зміну прапорців, використання коду ядра блокчейну для оновлення програмного забезпечення, а також оновлення модуля Aptos Framework (, набору основних бібліотек розробки Move ), виправлення помилок або підвищення функціональності блокчейну Aptos.

4. AptosBFTv4 ефективний консенсус

AptosBFTv4 є першим виробничим BFT-протоколом блокчейну з суворими доказами коректності. Цей протокол має оптимістичну відповідь, що дозволяє забезпечити низьку затримку та високу пропускну спроможність, максимально використовуючи підлеглу мережу. Покращений на основі Hotstuff, AptosBFTv4 зменшує затримку підтвердження з 3 кроків до 2, знижуючи затримку на 33% без жертвування компенсації зв'язку.

При реалізації враховуються вимоги до безпеки та масштабованості, реалізація чітко розділяє незмінні значення для їх ізоляції та ефективного аудиту, що забезпечує дотримання принципу без розгалуження. Така ж програмна платформа пройшла 4 оновлення та була протестована в реальній мережі, що підтверджує ретельність та надійність її процесу розробки. У четвертій ітерації AptosBFTv4 став найшвидшим, готовим до виробництва байєсівським алгоритмом толерантності до збоїв.

Навіть якщо окремі вузли виходять з ладу, Aptos може забезпечити нормальну роботу всієї мережі. Це стало можливим завдяки підтримці системи репутації в ланцюзі, яка використовує минулу доступність і продуктивність як показники для майбутнього, автоматично мінімізуючи негативний вплив повільних і ненадійних валідацій.

5. Механізми безпеки для посилення довіри користувачів

Облікові записи Aptos підтримують гнучке управління ключами, включаючи ротацію ключів, криптографічну гнучкість та змішану модель управління. Ротація ключів є хорошою практикою використання, яка є критично важливою для запобігання можливим віддаленим атакам на багатосторонні облікові записи. На інших блокчейнах ротацію можна здійснити лише шляхом перенесення всіх активів на новий обліковий запис. Aptos використовує метод розділення облікових записів і ключів, що дозволяє безперешкодно додавати нові алгоритми цифрового підпису для підтримки різних типів відкритих і закритих ключів. Змішана модель управління підтримує вдосконалені рішення для відновлення та управління обліковими записами, що допомагає звузити розрив між Web2 і Web3.

Гаманець може використовувати попереднє виконання транзакцій, щоб пояснити користувачеві результат транзакції перед підписанням. Оцінка транзакції перед підписанням може зменшити ризики безпеки, такі як фішинг, що стає все більш поширеним у Web3. Для подальшого покращення користувацького досвіду блокчейн Aptos обмежує термін дії кожної транзакції та запобігає безстроковому впливу на підписувача за допомогою трiple захисту: серійного номера, часу закінчення та ID ланцюга, щоб уникнути помилок або атак.

Протокол консенсусу Aptos та автентифіковане зберігання забезпечують безшовну практичну підтримку протоколу легкого клієнта, що веде до більш безпечного та надійного користувацького досвіду. Мережа Aptos вітає всіх, хто хоче підключитися до повних вузлів для прямого доступу до автентифікованих даних, що відображає концепцію "не довіряй, а перевіряй" Web3. Для цього Aptos створив ефективну структуру багатократного розгалуження, яка забезпечує високу пропускну спроможність і низьку затримку для поширення стану блокчейну серед учасників. Учасники можуть обробляти всі транзакції з моменту створення світу, а також можуть повністю пропустити історію та безпосередньо синхронізувати останній стан. Легкі клієнти можуть синхронізувати частину стану блокчейну, наприклад, конкретні рахунки або значення даних, та активувати автентифіковане зчитування стану, наприклад, отримуючи перевірений баланс рахунку за допомогою BFT-мітки часу.

6. Модульна архітектура, орієнтована на майбутнє

Aptos має генетичну можливість до оновлення, з самого початку кожна частина системи була спроектована з модульністю та гнучкістю. Це дозволяє архітектурі Aptos підтримувати часті оновлення, що означає, що блокчейн може швидко впроваджувати останні 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 повністю продемонстровані під час попередніх ітерацій основної мережі, тестової мережі та багатьох внутрішніх стрес-тестів. Блокчейн Aptos включає вбудований протокол управління змінами на ланцюгу, що дозволяє швидко впроваджувати нові технологічні інновації та підтримує нові випадки використання Web3.

7. Нагородна система на основі пропозицій

У тестовій мережі Aptos Incentive Testnet 3 реалізована система винагород на основі голосування. У цій моделі, як тільки дві третини голосів досягнуть вузла пропозиції, досягається BFT консенсус. Це означає, що одна третина пізніших голосів не враховується, а відповідні валідатори не отримують винагороду.

Це може призвести до затримок у конкуренції, оскільки валідатори, які знаходяться ближче до кластеру основних вузлів, зазвичай отримують більше винагород. У такому випадку оператори вузлів перемістять вузли ближче до основного кластеру, щоб покращити затримки та збільшити винагороди за стейкінг. Це зашкодить децентралізації та географічному розподілу, оскільки це заохочує централізоване розгортання. Для сприяння більшій децентралізації Aptos тепер впровадив систему винагород на основі продуктивності пропозицій як систему винагород за стейкінг.

Системи, що базуються на пропозиціях, мають вищий час очікування, ніж голосування, і менш чутливі до затримок між регіонами. Це підвищує рівень винагороди для вузлів у віддалених районах і стримує вплив географічного розподілу. Наприклад, якщо валідатор не знаходиться в місці розташування максимального кластеру вузлів, його винагорода зменшується. Модель винагороди все ще враховує поведінку під час голосування, адже хороша голосувальна поведінка вплине на ймовірність обрання пропонента.

8. Високопродуктивне розріджене дерево Меркла

Aptos використовує Jellyfish Merkle Tree (JMT), оптимізуючи продуктивність запису на основі LSM-дерева (, такого як RocksDB), використовуючи монотонно зростаючу версійну модель ключів. JMT досягає практичного оптимального балансу між використанням ЦП, I/O та пам'яті, забезпечуючи задовільну продуктивність, одночасно контролюючи масштаб даних у стані розширення на диску.

Окрім JMT як формату постійного зберігання стану Aptos, є ще одна реалізація розрідженого Меркл-дерева в пам'яті без блокувань. Ця реалізація спеціально розроблена для кешування та паралелізації, використовується разом з Block-STM для досягнення високої продуктивності глобальних оновлень стану.