8 основных факторов инноваций сети Aptos

Aptos как сеть блокчейна с низкой задержкой и высокой пропускной способностью принесла революционные изменения для разработчиков, создающих Web3 приложения. В этой статье будут представлены 8 ключевых инноваций, способствующих развитию сети Aptos.

1. Язык Move: лучше подходит для создания приложений

Aptos использует язык программирования Move, предоставляя разработчикам лучшую среду для разработки и повышая эффективность разработки. Move - это выразительный и удобный в использовании язык, специально созданный для безопасного управления активами.

Aptos и Move разделяют множество основных концепций дизайна, что делает их эффективной и приятной платформой для разработки на Move. Move изначально был разработан для предшественника Aptos, что обеспечивает бесшовность для существующих разработчиков Move при создании приложений на Aptos, а новички могут извлечь выгоду из существующей документации и примеров.

Aptos значительно улучшил экосистему Move за счет добавления множества функций на уровне языка и фреймворка. Эти улучшения включают в себя усовершенствованную архитектуру безопасности, детально настраиваемую метризацию топлива, возможность обновления кода, масштабируемые таблицы, учетные записи ресурсов и многое другое. Кроме того, валидаторы Move обеспечивают дополнительную защиту инвариантов для смарт-контрактов и активно развиваются в Aptos.

Многие ранние исследователи и разработчики языка Move все еще активно участвуют в экосистеме Aptos, постоянно улучшая язык Move и сообщество. После четырех лет проверки язык Move доказал свою зрелость как язык разработки, пригодный для производственной среды.

2. Block-STM: предоставляет больше свободы в программировании

Block-STM — это новый тип движка параллельного выполнения смарт-контрактов, построенный на принципах внутренней памяти транзакций Aptos и оптимистичного управления конкурентностью. Этот инновационный метод параллелизации транзакций может ускорить обработку транзакций без ущерба для опыта разработчиков.

В отличие от параллельных исполняющих движков, которым необходимо читать/записывать данные 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, чем другие параллельные среды, требующие разделения операций на несколько транзакций, улучшая пользовательский опыт за счет снижения задержек и повышения экономической эффективности.

3. Управление на цепочке и децентрализация

Чтобы поддерживать действительно децентрализованную и разрешительную сеть Layer 1, Aptos встроил механизм управления на цепочке, который позволяет бесшовно изменять конфигурацию сети и виртуальной машины. Это видно как в тестовой сети Aptos, так и в основной сети.

В основной сети, снижая "ограничения на увеличение прав голоса", была повышена надежность сети. Установка более агрессивных порогов позволяет быстро направлять сеть, более 52% держателей токенов проголосовали за это предложение, чтобы помочь защитить сеть.

С момента своего создания сообщество Aptos смогло создавать и голосовать по предложениям, влияющим на поведение блокчейна. Предложения по управлению включают: изменение продолжительности эпохи, настройку минимального/максимального долга валидаторов, изменение системных параметров, развертывание обновлений основного программного обеспечения, а также обновление модуля фреймворка Aptos ( и набора основных библиотек разработки Move ) для исправления ошибок или улучшения функциональности.

4. AptosBFTv4: Эффективный консенсус

AptosBFTv4 является первым производственным BFT-протоколом блокчейна с жесткими доказательствами корректности. Этот протокол использует механизм оптимистичного отклика, который способен обеспечивать низкую задержку и высокую пропускную способность, 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 связи.

При реализации учитывались строгие требования безопасности и возможность масштабирования, четко разделены неизменяемые элементы для обеспечения изоляции и эффективного аудита, соблюдается принцип неделимости. Тот же стек программного обеспечения прошел 4 обновления и был протестирован в реальной сети, что подтверждает тщательность и надежность его процесса разработки. В четвертой итерации AptosBFTv4 стал самым быстрым производственным протоколом согласия с байерской толерантностью.

Даже если отдельные узлы выйдут из строя, Aptos может обеспечить нормальную работу всей сети. Это стало возможным благодаря поддержке системы репутации в цепочке, которая использует прошлую доступность и производительность в качестве показателей для будущего, автоматически минимизируя негативное влияние медленно реагирующих и плохо работающих валидаторов.

5. Меры безопасности для повышения доверия пользователей

Aptos счета поддерживают гибкое управление ключами, включая такие функции, как ротация ключей, криптоагильность и гибридная модель хранения. Ротация ключей является хорошей практикой и жизненно важна для предотвращения возможных удаленных атак, угрожающих многим учетным записям. На других блокчейнах ротация может осуществляться только путем перемещения всех активов на новую учетную запись. Aptos использует метод разделения учетной записи и ключа, который позволяет бесшовно добавлять новые алгоритмы цифровой подписи для поддержки различных типов открытых и закрытых ключей. Гибридная модель хранения поддерживает продвинутые решения по восстановлению и управлению учетными записями, что помогает преодолеть разрыв между Web2 и Web3.

Кошелек может использовать функцию предварительного выполнения транзакций, чтобы объяснить результаты транзакции перед подписью пользователя. Предварительная оценка транзакции может уменьшить риски безопасности, такие как фишинг. Для дальнейшей оптимизации пользовательского опыта блокчейн Aptos ограничил срок действия каждой транзакции и использует тройную защиту с помощью серийного номера, времени истечения и идентификатора цепочки, чтобы предотвратить злоупотребление бессрочными подписями.

Консенсусный протокол Aptos и сертифицированное хранилище обеспечивают бесшовную практическую поддержку легкого клиентского протокола, тем самым предоставляя более безопасный и надежный пользовательский опыт. Сеть Aptos приветствует всех, кто хочет подключиться к полным узлам для прямого доступа к сертифицированным данным, что отражает концепцию Web3 "не доверяй, проверяй". Для этого Aptos строится на эффективной структуре мультикастового дерева, предоставляя участникам высокую пропускную способность и низкую задержку для распространения состояния блокчейна. Участники могут обрабатывать все транзакции, начиная с генезис-блока, или могут пропустить историю блокчейна, синхронизируя только последнее состояние. Легкие клиенты могут синхронизировать часть состояния блокчейна, например, конкретные учетные записи или значения данных, и активировать проверенные чтения состояния, такие как получение проверенного баланса учетной записи с использованием BFT-метки времени.

6. Модульная архитектура, ориентированная на будущее

Aptos имеет традицию обновляемости, начиная с проектирования каждой части системы с принципами модульности и гибкости. Это позволяет архитектуре Aptos поддерживать частые обновления, что означает, что блокчейн может быстро принимать последние технологические достижения и обеспечивать техническую поддержку для новых случаев использования.

Модульная архитектура Aptos обеспечивает гибкость клиентской части и оптимизирована для частых обновлений без времени простоя. Эти характеристики были полностью продемонстрированы в предыдущих итерациях основной сети, тестовой сети и многочисленных 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 вознаграждения на основе предложений

В тестовой сети Aptos Incentive Testnet 3 используется система вознаграждений на основе голосования. В этой модели, как только две трети голосов достигают узла предложителя, достигается консенсус BFT. Это означает, что одна треть поздних голосов не учитывается, и соответствующие валидаторы не получают вознаграждение.

Это может привести к задержкам в конкуренции, и валидаторы, находящиеся ближе к кластеру основных узлов, как правило, получают больше вознаграждений. В этом случае операторы узлов переместят узлы ближе к основному кластеру, чтобы улучшить задержку и, таким образом, увеличить вознаграждение за ставку. Это неблагоприятно для децентрализации и географического распределения, так как это поощряет централизацию узлов. Для содействия более высокой степени децентрализации Aptos теперь внедрила систему вознаграждений за ставку на основе производительности предложений.

Системы, основанные на предложениях, имеют более высокое время ожидания, чем голосование, и менее чувствительны к задержкам между регионами. Это увеличивает коэффициент вознаграждения для узлов в удаленных районах и сдерживает влияние географического положения. Например, даже если валидатор не находится в физическом местоположении максимального кластера узлов, он не будет получать значительно меньше вознаграждений. Модель вознаграждений по-прежнему учитывает поведение голосования, поскольку хорошее голосование влияет на вероятность выборов предложителя.

8. Высокопроизводительное разреженное дерево Меркла

Aptos использует медузовую меркле-дерево (JMT), применяя монотонно возрастающую версионную модель ключей для оптимизации производительности записи базового хранилища на основе LSM-дерева (, такого как RocksDB). JMT достигает практического оптимального баланса между CPU, I/O и потреблением памяти, обеспечивая удовлетворительную производительность при этом поддерживая управляемый объем данных о состоянии диска.

Помимо JMT в качестве формата постоянного хранения состояния Aptos, существует еще одна реализация разреженного меркл-дерева в памяти без блокировок. Эта реализация специально разработана для кэширования и параллелизации, работает в сочетании с Block-STM для достижения высокой производительности глобальных обновлений состояния.