Las 8 principales fuerzas impulsoras de la red Aptos

Aptos, como una red blockchain de baja latencia y alta capacidad de procesamiento, ha traído cambios revolucionarios para los desarrolladores que construyen aplicaciones Web3. Este artículo presentará 8 innovaciones clave que impulsan el desarrollo de la red Aptos.

1. Move lenguaje: más adecuado para construir aplicaciones

Aptos utiliza el lenguaje de programación Move, proporcionando a los desarrolladores un mejor entorno de desarrollo y aumentando la eficiencia del desarrollo. Move es un lenguaje expresivo y fácil de usar, diseñado específicamente para la gestión segura de activos.

Aptos comparte muchas de las ideas de diseño fundamentales con Move, lo que lo convierte en una plataforma de desarrollo Move eficiente y agradable. Move fue diseñado originalmente para el predecesor de Aptos, y esta conexión garantiza que los desarrolladores de Move existentes puedan construir aplicaciones en Aptos sin problemas, y los principiantes también pueden beneficiarse de la documentación y ejemplos existentes.

Aptos ha mejorado significativamente el ecosistema Move al agregar múltiples funciones a nivel de lenguaje y marco. Estas mejoras incluyen una arquitectura de seguridad perfeccionada, mediciones de combustible detalladamente configurables, capacidad de actualización de código, tablas a gran escala, cuentas de recursos, entre otras. Además, los validadores de Move proporcionan garantías adicionales de invarianza para los contratos inteligentes y se están expandiendo activamente en Aptos.

Muchos de los primeros investigadores y desarrolladores del lenguaje Move siguen activos en el ecosistema de Aptos, mejorando continuamente el lenguaje Move y la comunidad. Después de cuatro años de validación, Move ha demostrado ser un lenguaje de desarrollo maduro que se puede utilizar en entornos de producción.

2. Block-STM: Trae más libertad de programación

Block-STM es un nuevo motor de ejecución paralela de contratos inteligentes, construido en torno a la memoria de transacciones de Aptos y los principios de control de concurrencia optimista. Este innovador enfoque de paralelización de transacciones puede acelerar la velocidad de procesamiento de transacciones sin afectar la experiencia de desarrollo.

A diferencia de los motores de ejecución paralela que necesitan leer/escribir datos para romper la atomicidad de las transacciones, Block-STM permite a los desarrolladores codificar libremente, logrando un mayor rendimiento y menor latencia para aplicaciones reales. Los desarrolladores pueden construir fácilmente aplicaciones altamente paralelizadas. Block-STM soporta una atomicidad más rica que otros entornos paralelos que requieren dividir operaciones en múltiples transacciones, mejorando la experiencia del usuario al reducir la latencia y aumentar la eficiencia de costos.

3. Gobernanza en la cadena y descentralización

Para apoyar verdaderas redes Layer 1 descentralizadas y sin permisos, Aptos ha integrado un mecanismo de gobernanza en la cadena, que permite cambios sin problemas en la configuración de la red y la máquina virtual. Tanto la red de prueba de Aptos como la red principal reflejan esto.

En la mainnet, al reducir la "limitación del aumento del derecho a voto", se ha mejorado la fiabilidad de la red. Establecer un umbral más agresivo permite guiar rápidamente la red, más del 52% de los titulares de tokens votaron a favor de esta propuesta para ayudar a proteger la red.

Desde su creación, la comunidad de Aptos ha podido crear y votar propuestas que afectan el comportamiento de la blockchain. Las propuestas de gobernanza incluyen: modificar la duración del epoch, ajustar la participación mínima/máxima de los validadores, cambiar los parámetros del sistema, desplegar actualizaciones de software de código central, así como actualizar el módulo del marco Aptos ( y un conjunto de bibliotecas de desarrollo central Move ) para corregir errores o mejorar funciones.

4. AptosBFTv4: consenso eficiente

AptosBFTv4 es el primer protocolo BFT de blockchain de nivel de producción con una rigurosa prueba de corrección. Este protocolo utiliza un mecanismo de respuesta optimista, capaz de ofrecer baja latencia y alta capacidad de procesamiento, aprovechando al máximo el rendimiento de la red subyacente. Mejorando sobre Hotstuff, AptosBFTv4 reduce la latencia de confirmación de 3 pasos a 2 pasos, reduciendo un 33% la latencia sin sacrificar la compensación de comunicación.

Se consideraron estrictamente la seguridad y la escalabilidad durante la implementación, separando claramente las invariantes para permitir la aislación y auditoría efectiva, y se aplicó el principio de no bifurcación. La misma pila de software ha sido actualizada 4 veces y probada en una red en tiempo real, lo que demuestra la meticulosidad y robustez de su proceso de desarrollo. En la cuarta iteración, AptosBFTv4 se convirtió en el protocolo de consenso tolerante a fallos bizantinos más rápido y listo para producción.

Incluso si algunos nodos se detienen, Aptos puede garantizar el funcionamiento normal de toda la red. Esto se debe al mantenimiento del sistema de reputación en la cadena, que utiliza la disponibilidad y el rendimiento pasados como indicadores futuros, minimizando automáticamente el impacto negativo de los validadores que responden lentamente y tienen un rendimiento deficiente.

5. Medidas de seguridad para aumentar la confianza del usuario

Las cuentas Aptos admiten una gestión de claves flexible, que incluye funciones como la rotación de claves, la agilidad criptográfica y un modelo de custodia híbrido. La rotación de claves es una buena práctica de uso y es crucial para prevenir ataques remotos que podrían comprometer cuentas de múltiples partes. En otras cadenas de bloques, la rotación solo se puede realizar migrando todos los activos a una nueva cuenta. Aptos utiliza un enfoque de desacoplamiento entre cuentas y claves, lo que permite agregar sin problemas nuevos algoritmos de firma digital para admitir diferentes tipos de claves públicas y privadas. El modelo de custodia híbrido admite soluciones avanzadas de recuperación y gestión de cuentas, lo que ayuda a cerrar la brecha entre Web2 y Web3.

Las billeteras pueden utilizar la función de preejecución de transacciones, que explica el resultado de la transacción antes de que el usuario firme. Evaluar las transacciones por adelantado puede mitigar riesgos de seguridad como el phishing. Para optimizar aún más la experiencia del usuario, la blockchain de Aptos limita la validez de cada transacción y utiliza una triple protección a través de un número de serie, un tiempo de expiración y un ID de cadena para evitar el abuso de firmas válidas indefinidamente.

El protocolo de consenso de Aptos y el almacenamiento certificado implementan un soporte práctico sin fisuras para el protocolo de cliente ligero, proporcionando así una experiencia de usuario más segura y confiable. La red Aptos da la bienvenida a cualquier persona a conectar nodos completos para acceder directamente a los datos certificados, reflejando la filosofía de "desconfía, pero verifica" de Web3. Para ello, Aptos se basa en una estructura de árbol de difusión eficiente, que ofrece a los participantes una red de alto rendimiento y baja latencia para difundir el estado de la blockchain. Los participantes pueden procesar todas las transacciones desde el bloque génesis, o pueden omitir la historia de la blockchain y sincronizar solo el estado más reciente. Los clientes ligeros pueden sincronizar parte del estado de la blockchain, como cuentas o valores de datos específicos, y habilitar lecturas de estado verificadas, como obtener saldos de cuentas verificados usando una marca de tiempo BFT.

6. Arquitectura modular orientada al futuro

Aptos tiene una tradición histórica de ser actualizable, con cada parte del sistema diseñada desde el principio con principios de modularidad y flexibilidad. Esto permite que la arquitectura de Aptos soporte actualizaciones frecuentes, lo que significa que la blockchain puede adoptar rápidamente los últimos avances tecnológicos y proporcionar soporte técnico para nuevos casos de uso.

El diseño modular de Aptos proporciona flexibilidad al cliente y está optimizado para actualizaciones frecuentes sin tiempo de inactividad. Estas características se han demostrado ampliamente en las iteraciones anteriores de la red principal, en la red de pruebas y en múltiples pruebas internas de estrés. La blockchain de Aptos incluye un protocolo de gestión de cambios en cadena incorporado, que permite desplegar rápidamente nuevas innovaciones tecnológicas y soportar nuevos escenarios de aplicaciones Web3.

7. Mecanismo de recompensas basado en propuestas

En la red de pruebas de incentivos Aptos 3, se implementó un sistema de recompensas basado en votaciones. En este modelo, una vez que dos tercios de los votos llegan al nodo proponente, se alcanza el consenso BFT. Esto significa que un tercio de los votos posteriores no se incluyen, y los validadores relacionados no reciben recompensas.

Esto puede llevar a una competencia de latencia, los validadores que están más cerca del clúster de nodos principales a menudo obtienen más recompensas. En este caso, los operadores de nodos moverán sus nodos a una posición más cercana al clúster principal para mejorar la latencia, lo que aumentará las recompensas por staking. Esto es perjudicial para la descentralización y la distribución geográfica, ya que fomenta la concentración de nodos. Para promover un mayor grado de descentralización, Aptos ha implementado recompensas basadas en el rendimiento de las propuestas como sistema de recompensas por staking.

Los sistemas basados en propuestas tienen un tiempo de espera más alto que la votación y son menos sensibles a las demoras interregionales. Esto aumenta la tasa de recompensas para los nodos en áreas remotas y limita el impacto de la ubicación geográfica. Por ejemplo, incluso si un validador no está en la ubicación física del mayor grupo de nodos, no recibirá significativamente menos recompensas. El modelo de recompensas aún considera el comportamiento de votación, ya que un buen desempeño en la votación afecta la probabilidad de elección del proponente.

8. Árbol de Merkle disperso de alto rendimiento

Aptos utiliza un diseño de árbol de Merkle de medusa ( JMT ), aprovechando un patrón de clave basado en versiones que aumenta monotonamente para optimizar el rendimiento de escritura del motor de almacenamiento subyacente basado en LSM ( como RocksDB ). JMT logra un equilibrio práctico entre CPU, I/O y ocupación de almacenamiento, asegurando un rendimiento satisfactorio mientras mantiene una escala de datos de estado en disco manejable.

Además de JMT como formato de persistencia del estado de Aptos, existe otra implementación de árbol de Merkle disperso en memoria y sin bloqueo. Esta implementación está diseñada específicamente para caché y paralelización, y se utiliza junto con Block-STM para lograr actualizaciones de estado global de alto rendimiento.