Huit moteurs d’innovation du réseau Aptos

Aptos, en tant que l’une des blockchains avec le délai le plus bas et le débit le plus élevé sur le marché de la cryptographie, a apporté une transformation majeure aux développeurs construisant des applications Web3. Cet article présentera les 8 innovations clés qui propulsent le développement du réseau Aptos.

1. Move Language : mieux adapté pour construire des applications

Le langage Move utilisé par Aptos offre aux développeurs un environnement de développement de meilleure qualité, améliorant ainsi l’efficacité du développement. Move est un langage de programmation expressif et facile à utiliser, conçu pour la gestion sécurisée des actifs.

La blockchain Aptos est profondément intégrée avec le langage Move, partageant de nombreux principes de conception fondamentaux, ce qui fait d’Aptos une plateforme de développement Move efficace et agréable. Move a été initialement conçu pour le prédécesseur d’Aptos, cette origine garantit que les développeurs Move existants peuvent migrer sans effort vers Aptos, et les débutants peuvent également bénéficier de la documentation et des exemples existants.

Aptos a ajouté de nombreuses fonctionnalités au niveau du langage et du cadre, améliorant considérablement l’écosystème Move, y compris une architecture de sécurité complète, une mesure de gaz détaillée et configurable, la capacité de mise à niveau du code, des comptes de ressources, etc. Move Prover, en tant qu’outil de validation formelle des contrats intelligents Move, offre une garantie supplémentaire sur les invariants des contrats et s’est développé de manière active sur Aptos.

De nombreux chercheurs et développeurs du langage Move des débuts sont encore actifs dans l’écosystème Aptos, renforçant continuellement le langage Move et la communauté. Après quatre ans de validation, Move est devenu un langage de développement mature utilisable en production.

2. Block-STM : une expérience de programmation plus libre

Block-STM est un moteur d’exécution parallèle de contrats intelligents de nouvelle génération, construit sur le modèle de mémoire de transaction d’Aptos et les principes de contrôle de concurrence optimiste. Cette méthode innovante de parallélisation des transactions peut accélérer la vitesse de traitement des transactions sans compromettre l’expérience de développement.

Contrairement aux moteurs d’exécution parallèles qui nécessitent de lire et d’écrire des données pour compromettre l’atomicité des transactions, Block-STM permet aux développeurs de coder librement, offrant un débit plus élevé et une latence plus faible pour les applications réelles. Les développeurs peuvent facilement construire des applications hautement parallélisées. Block-STM prend en charge une atomicité plus riche que les autres environnements parallèles qui nécessitent de diviser les opérations, améliorant l’expérience utilisateur en réduisant la latence et en augmentant l’efficacité des coûts.

3. Gouvernance sur la chaîne et décentralisation

Pour soutenir un réseau Layer 1 véritablement décentralisé et sans autorisation, Aptos a intégré un mécanisme de gouvernance en chaîne, permettant des mises à jour transparentes de la configuration du réseau et de la machine virtuelle. Le testnet d’incitation Aptos 3 et le mainnet l’ont prouvé.

Sur la chaîne principale, la fiabilité du réseau a été améliorée en réduisant la “limite d’augmentation des droits de vote”. Plus de 52 % des détenteurs de jetons ont voté en faveur de cette proposition pour renforcer la sécurité du réseau.

Depuis sa création, la communauté Aptos a pu créer et voter sur des propositions influençant le comportement de la blockchain. Les propositions de gouvernance incluent : modifier la durée de l’epoch, ajuster les droits minimums/maximums des validateurs, modifier les paramètres, mettre à jour le code de la blockchain principale, ainsi que mettre à jour les modules du cadre Aptos, etc.

4. AptosBFTv4: Mécanisme de consensus efficace

AptosBFTv4 est le premier protocole BFT de blockchain de production avec une preuve de correction stricte. Ce protocole utilise un mécanisme de réponse optimiste, réalisant une faible latence et un haut débit, tout en tirant pleinement parti des performances du réseau sous-jacent. Amélioré sur la base de Hotstuff, AptosBFTv4 réduit le délai de soumission de 3 étapes à 2 étapes, diminuant la latence de 33 % sans sacrifier la compensation de communication.

En tenant compte de la rigueur de la sécurité et de la capacité de mise à niveau lors de la mise en œuvre, en séparant clairement les invariants pour permettre l’isolement et l’audit, et en appliquant le principe de non-fork. La même pile logicielle a été mise à niveau quatre fois et testée sur le réseau en temps réel, prouvant la rigueur et la robustesse de son processus de développement. Lors de la quatrième itération, AptosBFTv4 est devenu le protocole de consensus byzantin tolérant aux pannes de production le plus rapide.

Même si certains nœuds tombent en panne, Aptos peut garantir le bon fonctionnement de l’ensemble du réseau. Cela est dû au système de réputation sur la chaîne, qui utilise la disponibilité et la performance passées comme indicateurs futurs, minimisant automatiquement l’impact négatif des validateurs lents et peu performants.

5. Mesures de sécurité renforçant la confiance des utilisateurs

Les comptes Aptos prennent en charge une gestion flexible des clés, y compris des fonctionnalités telles que le changement de clés, l’agilité cryptographique et un modèle de gestion hybride. Le changement de clés est une bonne pratique d’utilisation et est essentiel pour prévenir les attaques à distance. Sur d’autres blockchains, le changement de clés ne peut être réalisé qu’en migrant tous les actifs vers un nouveau compte. La méthode de découplage des comptes et des clés d’Aptos permet d’ajouter sans effort de nouveaux algorithmes de signature numérique. Le modèle de gestion hybride prend en charge des solutions de récupération avancées et la gestion des comptes, contribuant à combler le fossé entre le Web2 et le Web3.

Le portefeuille peut utiliser la fonction de pré-exécution des transactions, expliquant les résultats des transactions avant que l’utilisateur ne signe, ce qui aide à atténuer les risques de sécurité tels que le phishing. La blockchain Aptos utilise également une triple protection par numéro de série, date d’expiration et ID de chaîne pour limiter la validité de chaque transaction, empêchant ainsi les erreurs ou les attaques.

Le protocole de consensus Aptos et le stockage authentifié offrent un support transparent pour le protocole de client léger, fournissant une expérience utilisateur plus sécurisée et fiable. Le réseau accueille quiconque se connecte aux nœuds complets pour accéder directement aux données vérifiées. Aptos est construit sur une structure d’arbre de multicast efficace, offrant aux participants un réseau de propagation d’état de blockchain à haut débit et à faible latence. Les participants peuvent traiter toutes les transactions historiques ou simplement synchroniser l’état le plus récent. Les clients légers peuvent synchroniser une partie de l’état de la blockchain, comme des comptes spécifiques ou des valeurs de données, et permettre la lecture d’état vérifiée.

6. Architecture modulaire orientée vers l’avenir

Aptos possède une tradition de modularité et de flexibilité depuis sa conception, mettant l’accent sur la modularité dans tous les domaines du système. Cela permet à l’architecture d’Aptos de prendre en charge des mises à jour fréquentes, d’adopter rapidement les dernières avancées technologiques et de fournir un soutien technique pour les cas d’utilisation émergents.

La conception d’une architecture modulaire crée une flexibilité pour le client et est optimisée pour des mises à jour fréquentes sans temps d’arrêt. Ces caractéristiques ont été validées lors des itérations précédentes du réseau principal, des tests du réseau et des tests de pression internes. La blockchain Aptos comprend un protocole de gestion des modifications en chaîne intégré, permettant le déploiement rapide de nouvelles innovations technologiques et soutenant de nouveaux scénarios d’applications Web3.

7. Mécanisme de récompense basé sur les propositions

Aptos a adopté un système de récompense basé sur le vote à partir du réseau de test incitatif 3. Dans ce modèle, une fois que les deux tiers des votes atteignent le nœud proposeur, le consensus BFT est atteint, ce qui signifie qu’un tiers des votes ultérieurs n’est pas inclus et que les validateurs concernés ne reçoivent pas de récompenses.

Cela peut entraîner une concurrence de latence, les validateurs proches du cluster principal ayant souvent droit à plus de récompenses. Les opérateurs de nœuds ont tendance à déplacer leurs nœuds plus près du cluster principal pour améliorer la latence et augmenter les récompenses de mise, mais cela nuit à la décentralisation et à la répartition géographique. Pour favoriser un plus grand degré de décentralisation, Aptos a mis en place un système de récompenses de mise basé sur la performance des propositions.

Un système basé sur des propositions a un temps de dépassement plus élevé que le vote et est moins sensible aux retards interrégionaux. Cela augmente le taux de récompense des nœuds dans les zones éloignées et réduit l’impact de la distribution géographique. Le modèle de récompense prend toujours en compte le comportement de vote, une bonne performance de vote influencera la probabilité d’élection des proposeurs.

8. Arbre Merkle creux haute performance

Aptos utilise la conception Jellyfish Merkle Tree (JMT), optimisant les performances d’écriture du moteur de stockage sous-jacent basé sur LSM tels que RocksDB(, grâce à un modèle de clé basé sur les versions qui est monotone et croissant. JMT atteint un équilibre pratique entre CPU, I/O et occupation de stockage, garantissant des performances satisfaisantes tout en contrôlant l’expansion des données d’état sur le disque.

En plus de JMT en tant que format de persistance d’état pour Aptos, il existe une implémentation de l’arbre Merkle sparse en mémoire et sans verrou, spécialement conçue pour le cache et la parallélisation, utilisée en conjonction avec Block-STM pour faciliter des mises à jour d’état global à haute performance.

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