8 محركات الابتكار في شبكة Aptos

تعد Aptos واحدة من أقل الشبكات في السوق المشفرة من حيث التأخير وأعلى في القدرة على معالجة المعاملات، مما أحدث تحولاً كبيراً للمطورين في بناء تطبيقات Web3. ستستعرض هذه المقالة 8 ابتكارات رئيسية تدفع تطوير شبكة Aptos.

1. لغة Move: أكثر ملاءمة لبناء التطبيقات

تقدم لغة Move المستخدمة في Aptos بيئة تطوير عالية الجودة للمطورين، مما يزيد من كفاءة التطوير. Move هي لغة برمجة تعبيرية وسهلة الاستخدام مصممة لإدارة الأصول بأمان.

تتفاعل سلسلة بلوكتشين Aptos بعمق مع لغة Move، حيث تشارك العديد من المفاهيم التصميمية الأساسية، مما يجعل Aptos منصة تطوير Move فعالة وممتعة. تم تصميم Move في الأصل لسابقتها Aptos، وهذا الأصل يضمن أن المطورين الحاليين بلغة Move يمكنهم الانتقال بسلاسة إلى Aptos، كما يمكن للمبتدئين الاستفادة من الوثائق والأمثلة المتاحة.

أضاف نظام Aptos العديد من الميزات على مستوى اللغة والإطار، مما حسّن بشكل كبير نظام Move البيئي، بما في ذلك بنية أمان متكاملة، وقياس الغاز القابل للتكوين بالتفصيل، وقابلية ترقية الشيفرة، وحسابات الموارد، وغيرها. تعمل Move Prover كأداة للتحقق من صحة العقود الذكية Move، حيث توفر ضمانًا إضافيًا للثوابت في العقود، وقد تم توسيعها بشكل إيجابي على Aptos.

لا يزال العديد من الباحثين والمطورين الأوائل في لغة Move نشطين في نظام Aptos البيئي، مما يعزز بشكل مستمر لغة Move والمجتمع. بعد أربع سنوات من التحقق، أصبحت Move لغة تطوير ناضجة يمكن استخدامها في بيئات الإنتاج.

2. Block-STM: تجربة برمجة أكثر حرية

Block-STM هو محرك تنفيذ متوازي للعقود الذكية من نوع جديد، مبني على نموذج ذاكرة المعاملات في Aptos ومبادئ التحكم المتفائل في التوازي. هذه الطريقة المبتكرة لتوازي المعاملات يمكن أن تسرع من سرعة معالجة المعاملات دون التأثير على تجربة المطور.

على عكس محركات التنفيذ المتوازية التي تحتاج إلى قراءة وكتابة البيانات لتدمير الذرية للمعاملات، يمكّن Block-STM المطورين من البرمجة بحرية، مما يحقق من خلال التطبيقات الفعلية معدل نقل بيانات أعلى وزمن استجابة أقل. يمكن للمطورين بسهولة بناء تطبيقات ذات مستوى عالٍ من التوازي. يدعم Block-STM ذرات أغنى من البيئات المتوازية الأخرى التي تحتاج إلى تقسيم العمليات، مما يعزز تجربة المستخدم من خلال تقليل التأخير وزيادة كفاءة التكاليف.

3. الحوكمة على السلسلة واللامركزية

لدعم شبكة Layer 1 اللامركزية الحقيقية والتي لا تتطلب إذنًا، قامت Aptos بدمج آلية الحوكمة على السلسلة، مما يسمح بالتحديث السلس لشبكة وتكوينات الآلة الافتراضية. وقد أثبتت شبكة الاختبار التحفيزية 3 والشبكة الرئيسية لـ Aptos ذلك.

على الشبكة الرئيسية، تم تحسين موثوقية الشبكة من خلال تقليل “قيود زيادة حقوق التصويت”. صوت أكثر من 52% من حاملي الرموز لصالح هذا الاقتراح لتعزيز أمان الشبكة.

منذ نشأتها، تمكنت مجتمع Aptos من إنشاء والتصويت على المقترحات التي تؤثر على سلوك البلوكشين. تشمل مقترحات الحوكمة: تعديل مدة epoch، وضبط الحد الأدنى / الأقصى لحقوق المدققين، وتعديل المعلمات، وترقية كود البلوكشين الأساسي، وتحديث وحدات إطار Aptos وغيرها.

4. AptosBFTv4: آلية إجماع فعالة

AptosBFTv4 هو أول بروتوكول BFT من مستوى الإنتاج يتمتع بإثبات دقيق للصحة. يعتمد هذا البروتوكول على آلية الاستجابة المتفائلة، مما يحقق انخفاضًا في الكمون وزيادة في السعة، مستفيدًا بشكل كامل من أداء الشبكة الأساسية. بناءً على تحسين Hotstuff، تم تقليل تأخير الإرسال من 3 خطوات إلى 2 خطوة، مع تقليل التأخير بنسبة 33% دون التضحية بتعويض الاتصال.

عند التنفيذ، تم أخذ الأمان الصارم وقابلية الترقية بعين الاعتبار، وتم فصل الثوابت بوضوح من أجل العزل والتدقيق، مع فرض مبدأ عدم التفرع. وقد تم ترقية نفس مجموعة البرمجيات أربع مرات وتم اختبارها على الشبكة الحية، مما أثبت دقة وموثوقية عملية تطويرها. في التكرار الرابع، أصبحت AptosBFTv4 أسرع بروتوكول إجماع مقاوم للاختراق من نوع بيزنطي على مستوى الإنتاج.

حتى إذا تعطل عقد فردي، يمكن لـ Aptos ضمان التشغيل السليم للشبكة بأكملها. ويعزى ذلك إلى نظام السمعة القائم على السلسلة، الذي يأخذ في الاعتبار قابلية الاستخدام والأداء في الماضي كمؤشرات مستقبلية، مما يقلل تلقائيًا من التأثير السلبي للمتحققين الذين يعانون من بطء الاستجابة والأداء الضعيف.

5. تدابير الأمان لتعزيز ثقة المستخدمين

تدعم حسابات Aptos إدارة مرنة للمفاتيح، بما في ذلك تدوير المفاتيح، ومرونة التشفير، ونماذج الاستضافة المختلطة. يعد تدوير المفاتيح ممارسة جيدة وهو أمر بالغ الأهمية للوقاية من الهجمات عن بُعد. على سلاسل الكتل الأخرى، لا يمكن تحقيق التدوير إلا من خلال نقل جميع الأصول إلى حساب جديد. تدعم طريقة فك الارتباط بين الحسابات والمفاتيح في Aptos إضافة خوارزميات توقيع رقمية جديدة بسلاسة. يدعم نموذج الاستضافة المختلطة خطط استرداد متقدمة وإدارة حسابات، مما يساعد على سد الفجوة بين Web2 وWeb3.

تسمح المحفظة باستخدام ميزة تنفيذ المعاملات مسبقًا، مما يتيح تفسير نتائج المعاملة قبل توقيع المستخدم، مما يساعد على تقليل مخاطر الأمن مثل التصيد الاحتيالي. كما يوفر بلوكشين Aptos حماية ثلاثية من خلال رقم التسلسل، ووقت انتهاء الصلاحية، ومعرف السلسلة، مما يحد من صلاحية كل معاملة، ويمنع الأخطاء أو الهجمات.

تدعم بروتوكولات إجماع Aptos والتخزين المعتمد بروتوكولات العملاء الخفيفة بشكل سلس، مما يوفر تجربة مستخدم أكثر أمانًا وموثوقية. الشبكة ترحب بأي شخص للاتصال بالعقد الكاملة للوصول المباشر إلى البيانات الموثوقة. تعتمد Aptos على هيكل شجرة متعددة البث فعال، مما يوفر شبكة انتشار حالة blockchain ذات معدل إنتاجية مرتفع وزمن انتقال منخفض للمشاركين. يمكن للمشاركين معالجة جميع المعاملات التاريخية، أو يمكنهم مزامنة الحالة الأخيرة فقط. يمكن للعملاء الخفيفين مزامنة جزء من حالة blockchain، مثل حسابات أو قيم بيانات معينة، وتمكين قراءة الحالة المعتمدة.

6. الهيكلية المعيارية الموجهة نحو المستقبل

تتمتع Aptos بتقليد قابل للتطوير، حيث تم التركيز على نمذجة المجالات المختلفة للنظام ومرونته منذ البداية. وهذا يسمح لهندسة Aptos بدعم التحديثات المتكررة، واعتماد أحدث التقدمات التكنولوجية بسرعة، وتوفير الدعم الفني للحالات الناشئة.

تصميم الهيكلية المودولية يوفر مرونة للعميل، وقد تم تحسينه للتحديثات المتكررة بدون توقف. تم التحقق من هذه الميزات خلال التكرارات السابقة من الشبكة الرئيسية، والشبكة التجريبية، واختبارات الضغط الداخلية. تحتوي سلسلة بلوكشين Aptos على بروتوكول لإدارة التغييرات المدمجة على السلسلة، مما يسمح بنشر الابتكارات التكنولوجية الجديدة بسرعة ودعم سيناريوهات تطبيق ويب 3 الجديدة.

7. آلية المكافآت المستندة إلى الاقتراحات

بدأ Aptos باستخدام نظام مكافآت قائم على التصويت منذ شبكة الاختبار التحفيزية 3. في هذا النموذج، بمجرد أن تصل ثلثا الأصوات إلى عقدة المقترح، يتم تحقيق توافق BFT، مما يعني أن ثلث الأصوات المتأخرة لم تُدرج، ولم يحصل المتحققون المعنيون على مكافآت.

قد يؤدي هذا إلى تأخير في المنافسة، حيث يحصل المدققون القريبون من مجموعة العقد الرئيسية غالبًا على المزيد من المكافآت. يميل مشغلو العقد إلى نقل العقد إلى مواقع أقرب إلى المجموعة الرئيسية لتحسين التأخير وزيادة مكافآت الرهن، لكن هذا يضر باللامركزية والتوزيع الجغرافي. لتعزيز درجة أكبر من اللامركزية، نفذت Aptos نظام مكافآت الرهن القائم على أداء الاقتراح.

النظام القائم على الاقتراحات لديه وقت انتهاء أعلى من التصويت، وهو أقل حساسية لتأخيرات المناطق المختلفة. هذا يزيد من معدل مكافآت العقد في المناطق النائية، ويقلل من تأثير التوزيع الجغرافي. لا يزال نموذج المكافآت يأخذ في الاعتبار سلوك التصويت، حيث أن الأداء الجيد في التصويت يؤثر على احتمالية انتخاب المقترح.

8. شجرة ميركل المتناثرة عالية الأداء

تستخدم Aptos شجرة ميركل جلي (Jellyfish Merkle Tree) (JMT) للتصميم، مستفيدة من نمط المفاتيح المعتمد على الإصدارات المتزايدة لتحسين أداء الكتابة لمحرك التخزين الأساسي المعتمد على شجرة LSM( مثل RocksDB). تحقق JMT توازنًا عمليًا بين وحدة المعالجة المركزية وعمليات الإدخال/الإخراج واستخدام التخزين، مما يضمن أداءً مرضيًا، في حين تتحكم في تضخم بيانات الحالة على القرص.

بجانب JMT كصيغة دائمة لحالة Aptos، هناك أيضًا تنفيذ لشجرة ميركل المتناثرة بدون قفل في الذاكرة، مصممة خصيصًا للتخزين المؤقت والتوازي، وتستخدم مع Block-STM لتعزيز تحديثات الحالة العالمية عالية الأداء.