Aptos網路的8大創新驅動力

Aptos作爲加密市場上延遲最低、吞吐量最高的區塊鏈之一，爲開發人員構建Web3應用帶來了重大變革。本文將介紹推動Aptos網路發展的8項核心創新。

1. Move語言：更適合應用開發

Aptos採用的Move語言爲開發者提供了更優越的開發環境,提高了效率。Move是一種表達力強且易於使用的編程語言,專爲安全資產管理而設計。

Aptos與Move共享許多核心設計理念,使其成爲高效愉快的Move開發平台。Move最初爲Aptos的前身而設計,這種淵源確保了現有Move開發者可以無縫遷移到Aptos,新手也能從既有的文檔和示例中受益。

Aptos在語言和框架層面增加了多項功能,大幅改進了Move生態系統。這包括完善的安全架構、可配置的燃料計量、代碼可升級性、大規模表格、資源帳戶等。此外,Move驗證器爲智能合約提供了額外的不變量保障,並在Aptos上得到積極拓展。

許多Move語言的早期研究者和開發者仍活躍在Aptos生態中,不斷增強Move語言和社區。經過四年的驗證,Move已成爲一種可用於生產環境的成熟開發語言。

2. Block-STM:帶來更多編程自由

Block-STM是一種新型智能合約並行執行引擎,基於Aptos的交易內存和樂觀並發控制原則構建。這種創新的交易並行化方法可以在不影響開發體驗的前提下加快處理速度。

與需要讀寫數據來破壞交易原子性的並行執行引擎不同,Block-STM允許開發者不受限制地編碼,爲實際用例實現更高吞吐量和更低延遲。開發者可以輕鬆構建高度並行化的應用。Block-STM支持比其他需要將操作拆分爲多個交易的並行環境更豐富的原子性,從而降低延遲、提高成本效率,增強用戶體驗。

3. 鏈上治理和去中心化

爲支持真正去中心化和無需許可的Layer 1,Aptos內置了鏈上治理機制,可實現網路和虛擬機配置的無縫更改。Aptos的測試網和主網都證明了這一點。

在主網上,通過降低"投票權增加限制"提高了網路可靠性。設置更激進的閾值允許快速引導網路,超過52%的代幣持有者投票支持該提案,以加強網路安全。

Aptos社區自成立以來就能創建和投票決定影響區塊鏈行爲的提案。治理提案包括:調整epoch持續時間,修改驗證者最低和最高權益要求,修改參數,升級核心區塊鏈代碼;以及升級Aptos框架模塊(一組核心Move開發庫),以修復bug或增強功能。

4. AptosBFTv4:高效共識

AptosBFTv4是首個具有嚴格正確性證明的生產級區塊鏈BFT協議。它採用樂觀響應機制,可提供低延遲和高吞吐量,充分利用底層網路。在Hotstuff基礎上改進,AptosBFTv4將提交延遲從3步減少到2步,在不犧牲通信補償的情況下減少了33%的延遲。

實施時考慮到安全嚴格性和可升級性,清晰分離不變量以便隔離和審計,強制執行不分叉原則。相同的軟體棧已經過4次升級並在實時網路上測試,證明了其開發過程的周密性和穩健性。在第四次迭代中,AptosBFTv4成爲最快的、可用於生產的拜佔庭容錯共識協議。

即使個別節點停機,Aptos也能確保整個網路的正常運行。這得益於鏈上信譽系統,它將過去的可用性和性能作爲未來指標,自動將反應遲緩和表現不佳的驗證者的負面影響降至最低。

5. 增強用戶信心的安全機制

Aptos帳戶支持靈活的密鑰管理,包括密鑰輪換、加密敏捷性和混合托管模型。密鑰輪換是良好習慣,對防範遠程攻擊至關重要。在其他區塊鏈上,只能通過將所有資產遷移到新帳戶來實現輪換。Aptos將帳戶與密鑰解耦,可無縫添加新的數字籤名算法。混合托管模型支持高級恢復方案和帳戶管理,有助於縮小Web2和Web3之間的差距。

錢包可使用交易預執行,在用戶籤名前解釋交易結果。這有助於減輕網絡釣魚等安全風險。Aptos還通過序列號、到期時間和鏈ID三重保護,限制每筆交易的可行性,防止籤名者受到無限期影響。

Aptos的共識協議和經過身分驗證的存儲實現了對輕客戶端協議的無縫支持,提供更安全可靠的用戶體驗。網路歡迎任何人連接全節點直接訪問經過身分驗證的數據,體現了Web3的"不信任,要驗證"理念。Aptos建立在高效的多播樹結構上,爲參與者提供高吞吐量、低延遲的狀態傳播網路。參與者可以處理全部歷史交易,也可以跳過歷史只同步最新狀態。輕客戶端可以同步部分狀態,如特定帳戶或數據值,並啓用經過驗證的狀態讀取。

6. 面向未來的模塊化架構

Aptos具有可升級性傳統,從一開始就以模塊化和靈活性爲設計宗旨。這使Aptos架構能支持頻繁升級,快速採納最新技術進步,爲新興用例提供支持。

模塊化設計創造了客戶端靈活性,針對零停機頻繁升級進行了優化。這些特性在之前的主網迭代、測試網和內部壓力測試中得到了驗證。Aptos內置鏈上變更管理協議,可快速部署新技術創新並支持新的Web3用例。

7. 基於提案的獎勵機制

Aptos從基於投票的獎勵系統轉向了基於提案性能的質押獎勵機制,以促進更大程度的去中心化。

基於提案的系統比投票機制具有更高的超時時間,對跨區域延遲不太敏感。這提高了偏遠地區節點的獎勵率,抑制了地理分布的影響。例如,如果驗證者不在最大節點集羣所在地,他們獲得的獎勵不會減少太多。獎勵模式仍然考慮投票行爲,因爲良好的投票表現會影響提議者選舉概率。

8. 高性能稀疏Merkle樹

Aptos採用水母Merkle樹(JMT)設計,利用單調遞增的基於版本的密鑰模式來優化基於LSM樹的底層存儲引擎(如RocksDB)的寫入。JMT在CPU、I/O和存儲佔用之間達到了實用的平衡點,確保了令人滿意的性能,同時控制了磁盤上膨脹狀態數據的大小。

除JMT作爲Aptos狀態的持久化格式外,還有一種內存中、無鎖的稀疏Merkle樹實現,專爲緩存和並行化而設計,與Block-STM配合使用以實現高性能全局狀態更新。