Вісім основних рушійних сил інновацій мережі Aptos

Aptos, як одна з блокчейн-систем з найнижчою затримкою та найвищою пропускною спроможністю на крипторинку, принесла значні зміни для розробників у створенні Web3-додатків. У цій статті будуть представлені 8 основних інновацій, які сприяють розвитку мережі Aptos.

1. Мова Move: більш підходить для розробки додатків

Мова Move, яку використовує Aptos, забезпечує розробникам більш сприятливе середовище для розробки, підвищуючи ефективність. Move є потужною та легкою у використанні мовою програмування, спеціально розробленою для безпечного управління активами.

Aptos та Move ділять багато основних дизайнерських ідей, що робить їх ефективною та приємною платформою для розробки на Move. Move спочатку була розроблена для попередника Aptos, і це походження забезпечує безперешкодний перехід існуючих розробників Move до Aptos, а новачки можуть скористатися вже наявною документацією та прикладами.

Aptos додав кілька функцій на рівні мови та фреймворку, суттєво покращивши екосистему Move. Сюди входять вдосконалена архітектура безпеки, налаштовувані вимірювання пального, можливість оновлення коду, масштабовані таблиці, рахунки ресурсів тощо. Крім того, валідатори Move забезпечують додаткову гарантію незмінності для смарт-контрактів і активно розширюються на Aptos.

Багато ранніх дослідників та розробників мови Move все ще активно працюють в екосистемі Aptos, постійно зміцнюючи мову Move та спільноту. Після чотирьох років перевірки Move стала зрілою мовою розробки, що може використовуватися в продуктивному середовищі.

2. Block-STM: приносить більше свободи в програмуванні

Block-STM є новим типом двигуна паралельного виконання смарт-контрактів, побудованим на основі пам'яті транзакцій Aptos та принципів оптимістичного конкурентного контролю. Цей інноваційний підхід до паралелізації транзакцій може прискорити швидкість обробки без шкоди для досвіду розробки.

На відміну від паралельних виконувальних механізмів, які потребують читання та запису даних для знищення атомарності транзакцій, Block-STM дозволяє розробникам без обмежень кодувати, реалізуючи вищу пропускну здатність та нижчу затримку для реальних випадків використання. Розробники можуть легко створювати високо паралельні додатки. Block-STM підтримує більш багатий рівень атомарності, ніж інші паралельні середовища, які вимагають розділення операцій на кілька транзакцій, що знижує затримку, підвищує ефективність витрат і покращує користувацький досвід.

3. Онлайнове управління та децентралізація

Для підтримки справжньої децентралізованої та бездозвільної Layer 1, Aptos вбудував механізм управління в ланцюзі, що дозволяє безшовно змінювати налаштування мережі та віртуальної машини. Тестова та основна мережі Aptos це підтвердили.

На основній мережі, шляхом зменшення "обмежень на збільшення прав голосу" підвищено надійність мережі. Встановлення більш агресивних порогів дозволяє швидко направити мережу, більше 52% власників токенів проголосували за цю пропозицію, щоб посилити безпеку мережі.

Спільнота Aptos з моменту свого заснування може створювати та голосувати за пропозиції, які впливають на поведінку блокчейну. Пропозиції з управління включають: коригування тривалості епохи, зміну мінімальних і максимальних вимог до частки валідаторів, зміну параметрів, оновлення основного коду блокчейну; а також оновлення модуля Aptos Framework (, набору основних бібліотек розробки Move ), для виправлення помилок або покращення функцій.

4. AptosBFTv4: ефективний консенсус

AptosBFTv4 є першим виробничим BFT-протоколом блокчейну з суворим доказом коректності. Він використовує оптимістичний механізм відповіді, що забезпечує низьку затримку та високу пропускну спроможність, повністю використовуючи основну мережу. Поліпшений на основі Hotstuff, AptosBFTv4 зменшує затримку підтвердження з 3 кроків до 2, зменшуючи затримку на 33% без компромісу в комунікаційних витратах.

При реалізації враховуються вимоги до безпеки та масштабованості, чітко розділяються невизначені змінні для ізоляції та аудиту, забезпечується дотримання принципу нерозгалуження. Така ж програмна платформа пройшла 4 оновлення та була протестована в реальних мережах, що довело ретельність та надійність її розробки. В четвертій ітерації AptosBFTv4 став найшвидшим, готовим до виробництва байєсівським алгоритмом консенсусу з толерантністю до помилок.

Навіть якщо окремі вузли виходять з ладу, Aptos може забезпечити нормальну роботу всієї мережі. Це стало можливим завдяки системі репутації в ланцюзі, яка використовує минулу доступність та продуктивність як майбутні показники, автоматично мінімізуючи негативний вплив повільних та ненадійних валідаторів.

5. Механізми безпеки для підвищення довіри користувачів

Облікові записи Aptos підтримують гнучке управління ключами, включаючи ротацію ключів, криптографічну гнучкість і змішану модель управління. Ротація ключів є хорошою практикою та є критично важливою для запобігання віддаленим атакам. На інших блокчейнах ротація може бути здійснена лише шляхом перенесення всіх активів на новий обліковий запис. Aptos розділяє облікові записи та ключі, що дозволяє безшовно додавати нові алгоритми цифрового підпису. Змішана модель управління підтримує розширені варіанти відновлення та управління обліковими записами, що допомагає звузити розрив між Web2 і Web3.

Гаманець може використовувати попереднє виконання транзакцій, щоб пояснити результати транзакції перед підписанням користувача. Це допомагає зменшити ризики безпеки, такі як фішинг. Aptos також обмежує доцільність кожної транзакції за допомогою тройного захисту: серійного номера, терміну дії та ID ланцюга, щоб запобігти безстроковому впливу на підписувача.

Консенсусний протокол Aptos та перевірене зберігання забезпечують безшовну підтримку протоколу легких клієнтів, надаючи більш безпечний і надійний досвід користувачів. Мережа запрошує усіх підключатися до повних вузлів для прямого доступу до перевірених даних, що відображає концепцію Web3 "не довіряй, перевіряй". Aptos базується на ефективній структурі мультикастового дерева, надаючи учасникам мережі з високою пропускною здатністю та низькою затримкою для розповсюдження стану. Учасники можуть обробляти всі історичні транзакції або пропускати історію, синхронізуючи лише останній стан. Легкі клієнти можуть синхронізувати частину стану, наприклад, конкретні рахунки або значення даних, і активувати перевірене зчитування стану.

6. Модульна архітектура, зорієнтована на майбутнє

Aptos має традицію масштабованості, з самого початку був спроектований з акцентом на модульність і гнучкість. Це дозволяє архітектурі Aptos підтримувати часті оновлення, швидко впроваджувати новітні технологічні досягнення та забезпечувати підтримку для нових випадків використання.

Модульний дизайн забезпечує гнучкість клієнта та оптимізований для частих оновлень без простоїв. Ці характеристики були перевірені під час попередніх ітерацій основної мережі, тестової мережі та внутрішніх стрес-тестів. Aptos має вбудований протокол управління змінами на ланцюгу, що дозволяє швидко впроваджувати нові технологічні інновації та підтримувати нові випадки використання Web3.

7. Нагородна механіка на основі пропозицій

Aptos перейшов від системи винагород на основі голосування до механізму винагород за стейкінг на основі продуктивності пропозицій, щоб сприяти більшій децентралізації.

Системи, основані на пропозиціях, мають вищий час тайм-аут у порівнянні з механізмом голосування, тому менш чутливі до затримок між регіонами. Це підвищує рівень винагород для віддалених вузлів і зменшує вплив географічного розподілу. Наприклад, якщо валідатор не знаходиться в найбільшій групі вузлів, його винагорода не зменшиться значно. Модель винагород все ще враховує поведінку голосування, оскільки хороша голосувальна діяльність вплине на ймовірність вибору пропонента.

8. Високопродуктивне рідке дерево Меркла

Aptos використовує дизайн медузи Merkle дерева (JMT), використовуючи монотонно зростаючу версію базовану на ключовій схемі для оптимізації основного сховища на основі LSM дерев (, таких як RocksDB). JMT досягає практичного балансу між використанням ЦП, I/O та зберіганням, гарантуючи задовільну продуктивність, одночасно контролюючи розмір даних у стані розширення на диску.

Окрім JMT, що використовується як формат персистентності стану Aptos, є також реалізація розрідженого Меркле-дерева в пам'яті без блокувань, спеціально розроблена для кешування та паралелізму, яка працює в парі з Block-STM для досягнення високої продуктивності глобальних оновлень стану.