Восемь движущих сил инноваций сети Aptos

Aptos, как одна из блокчейнов с наименьшими задержками и наибольшей пропускной способностью на рынке криптовалют, принесла значительные изменения для разработчиков, создающих приложения Web3. В этой статье будут представлены 8 ключевых инноваций, способствующих развитию сети Aptos.

1. Язык Move: более подходящий для создания приложений

Язык Move, используемый Aptos, предоставляет разработчикам более качественную среду разработки и повышает эффективность разработки. Move — это выразительный и простой в использовании язык программирования, специально разработанный для безопасного управления активами.

Блокчейн Aptos глубоко интегрирован с языком Move и разделяет многие основные концепции дизайна, что делает Aptos эффективной и приятной платформой для разработки на Move. Язык Move изначально был разработан для предшественника Aptos, это родство гарантирует, что существующие разработчики Move могут без проблем перейти на Aptos, а новички могут извлечь выгоду из имеющейся документации и примеров.

Aptos добавил множество функций на уровне языка и фрейма, значительно улучшив экосистему Move, включая совершенную архитектуру безопасности, детально настраиваемую газовую метрику, возможность обновления кода, учетные записи ресурсов и т. д. Move Prover, как инструмент формальной верификации смарт-контрактов Move, предоставляет дополнительную защиту для инвариантов контрактов и активно расширяется на Aptos.

Многие ранние исследователи и разработчики языка Move все еще активно участвуют в экосистеме Aptos, постоянно улучшая язык Move и сообщество. После четырех лет верификации Move стал зрелым языком разработки, который можно использовать в производственной среде.

2. Block-STM: более свободный опыт программирования

Block-STM — это новый тип движка параллельного выполнения смарт-контрактов, построенный на основе модели памяти транзакций Aptos и принципов оптимистичного конкурентного контроля. Этот инновационный метод параллелизации транзакций может ускорить обработку транзакций без ущерба для опыта разработчиков.

В отличие от параллельных исполняющих движков, которые требуют чтения и записи данных для разрушения атомарности транзакций, Block-STM позволяет разработчикам свободно кодировать, обеспечивая более высокую пропускную способность и более низкую задержку для реальных приложений. Разработчики могут легко создавать высокопараллельные приложения. Block-STM поддерживает более богатую атомарность по сравнению с другими параллельными средами, которые требуют разделения операций, улучшая пользовательский опыт за счет снижения задержки и повышения экономической эффективности.

3. Ончейн-управление и децентрализация

Чтобы поддержать по-настоящему децентрализованную и не требующую разрешений сеть Layer 1, Aptos встроил механизм управления на цепочке, который позволяет бесшовное обновление конфигурации сети и виртуальной машины. Тестовая сеть Aptos Incentive Testnet 3 и основная сеть уже доказали это.

На основной сети, за счет снижения “ограничений на увеличение прав голоса”, была повышена надежность сети. Более 52% владельцев токенов проголосовали за это предложение, чтобы усилить безопасность сети.

С момента своего создания сообщество Aptos смогло создавать и голосовать за предложения, влияющие на поведение блокчейна. Предложения по управлению включают: изменение продолжительности эпохи, корректировку минимальных/максимальных долей валидаторов, изменение параметров, обновление основного кода блокчейна и обновление модулей фрейма Aptos и т.д.

4. AptosBFTv4: Эффективный механизм консенсуса

AptosBFTv4 — это первый производственный уровень BFT протокола блокчейна с строгим доказательством корректности. Этот протокол использует оптимистичный механизм отклика, достигая низкой задержки и высокой пропускной способности, полностью используя производительность базовой сети. Улучшенный на основе Hotstuff, AptosBFTv4 уменьшает задержку подтверждения с 3 шагов до 2 шагов, снижая задержку на 33% без ущерба для компенсации коммуникации.

При реализации учитывались строгие требования безопасности и возможности обновления, четко отделяя неизменяемые элементы для изоляции и аудита, а также принуждая к соблюдению принципа отсутствия форков. Та же программная платформа была обновлена 4 раза и протестирована в реальной сети, что подтвердило тщательность и надежность ее процесса разработки. В четвертой версии AptosBFTv4 стал самым быстрым производственным протоколом консенсуса с байантийской терпимостью к сбоям.

Даже если отдельные узлы выйдут из строя, Aptos сможет обеспечить нормальную работу всей сети. Это достигается благодаря системе репутации на блокчейне, которая использует прошлую доступность и производительность в качестве будущих показателей, автоматически минимизируя негативное влияние медленных и плохо работающих валидаторов.

5. Меры безопасности для повышения доверия пользователей

Учетные записи Aptos поддерживают гибкое управление ключами, включая функции ротации ключей, криптоагильности и модели смешанного управления. Ротация ключей является хорошей практикой и имеет решающее значение для предотвращения удаленных атак. На других блокчейнах ротация возможна только путем перемещения всех активов на новую учетную запись. Метод разъединения учетных записей и ключей Aptos поддерживает бесшовное добавление новых алгоритмов цифровой подписи. Модель смешанного управления поддерживает продвинутые сценарии восстановления и управления учетными записями, что помогает преодолеть разрыв между Web2 и Web3.

Кошелек может использовать функцию предварительного выполнения транзакций, чтобы объяснить результат транзакции до подписи пользователя, что помогает снизить риски безопасности, такие как фишинг. Блокчейн Aptos также ограничивает действительность каждой транзакции с помощью тройной защиты: серийного номера, времени истечения и идентификатора цепочки, чтобы предотвратить ошибки или атаки.

Протокол консенсуса Aptos и проверенное хранилище обеспечивают бесшовную поддержку протокола легкого клиента, предлагая более безопасный и надежный пользовательский опыт. Сеть приветствует всех желающих подключиться к полным узлам для прямого доступа к проверенным данным. Aptos построен на эффективной структуре многократной рассылки, обеспечивая участникам высокую пропускную способность и низкую задержку в сети распространения состояния блокчейна. Участники могут обрабатывать все исторические транзакции или синхронизировать только последнее состояние. Легкий клиент может синхронизировать часть состояния блокчейна, такую как конкретные учетные записи или значения данных, и включать проверенное чтение состояния.

6. Модульная архитектура, ориентированная на будущее

Aptos обладает традицией масштабируемости, с самого начала проектирования акцентируя внимание на модульности и гибкости во всех областях системы. Это позволяет архитектуре Aptos поддерживать частые обновления, быстро принимать последние технологические достижения и обеспечивать техническую поддержку для новых случаев использования.

Модульная архитектура создает гибкость клиента и оптимизирована для частых обновлений без простоя. Эти характеристики были проверены в предыдущих итерациях основной сети, тестовой сети и внутренних стресс-тестах. Блокчейн Aptos включает встроенный протокол управления изменениями на цепочке, который позволяет быстро внедрять новые технологические инновации и поддерживать новые сценарии Web3.

7. Механизм вознаграждений на основе предложений

Aptos с третьего тестового сетевого этапа внедряет систему вознаграждений на основе голосования. В этой модели, как только две трети голосов достигают узла предложителя, достигается BFT-консенсус, что означает, что одна треть последующих голосов не учитывается, и соответствующие валидаторы также не получают вознаграждение.

Это может привести к задержке в конкуренции, так как валидаторы, находящиеся ближе к кластеру основных узлов, зачастую получают больше вознаграждений. Операторы узлов склонны перемещать узлы ближе к основному кластеру для улучшения задержки и увеличения вознаграждений за ставку, но это подрывает децентрализацию и географическое распределение. Для содействия большей степени децентрализации Aptos внедрил систему вознаграждений за ставку, основанную на производительности предложений.

Система, основанная на предложениях, имеет более высокое время ожидания, чем голосование, и менее чувствительна к задержкам между регионами. Это повышает уровень вознаграждений для узлов в удаленных районах и подавляет влияние географического распределения. Модель вознаграждений все еще учитывает поведение голосования, и хорошая производительность голосования повлияет на вероятность выборов предложителей.

8. Высокопроизводительное разреженное дерево Меркла

Aptos использует Jellyfish Merkle Tree (JMT), оптимизируя производительность записи на основе LSM-дерева (, такого как RocksDB), с помощью монотонно возрастающей версии ключей. JMT достигает практического баланса между CPU, I/O и объемом хранилища, обеспечивая удовлетворительную производительность при контроле разрастания данных состояния на диске.

Помимо JMT, который служит форматом постоянного хранения состояния Aptos, существует реализация разреженного дерева Меркла в памяти без блокировок, специально разработанная для кэширования и параллелизации, которая используется вместе с Block-STM для содействия высокопроизводительным обновлениям глобального состояния.