Explorar las 8 grandes innovaciones tecnológicas de la red Aptos

Aptos, como una red de blockchain de alto rendimiento, se destaca en el mercado de criptomonedas por su baja latencia y alta capacidad de procesamiento. Proporciona a los desarrolladores una plataforma ideal para construir aplicaciones Web3 de alta calidad, al mismo tiempo que ofrece a los usuarios una experiencia fluida. Este artículo explorará en profundidad las 8 innovaciones tecnológicas clave detrás de la red Aptos, que han impulsado el florecimiento de su ecosistema.

1. Lenguaje Move: a medida para el desarrollo de aplicaciones

Move es un lenguaje de programación expresivo y fácil de usar, diseñado para la gestión segura de activos. La blockchain de Aptos está profundamente integrada con Move, compartiendo múltiples conceptos de diseño clave, lo que la convierte en un entorno ideal para el desarrollo con Move.

Aptos ha mejorado significativamente el ecosistema Move al agregar múltiples funcionalidades a nivel de lenguaje y marco. Estas mejoras incluyen una arquitectura de seguridad perfeccionada, medición de combustible finamente configurable, actualizabilidad del código, soporte para tablas a gran escala y cuentas de recursos, entre otras. Además, el validador Move ( y la herramienta de verificación formal de contratos inteligentes Move ) proporcionan una garantía adicional para las invariantes del contrato y se están expandiendo activamente en Aptos.

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

2. Block-STM: Liberación de las limitaciones de programación

Block-STM es un motor de ejecución en paralelo de contratos inteligentes innovador, construido sobre el modelo de memoria de transacciones de Aptos y los principios de control de concurrencia optimista. Este novedoso método de paralelización de transacciones puede acelerar la velocidad de procesamiento de transacciones sin afectar la experiencia del desarrollador.

A diferencia de los motores de ejecución paralela que requieren la lectura/escritura de conjuntos para romper la atomicidad de las transacciones, Block-STM permite a los desarrolladores codificar sin restricciones, logrando un mayor rendimiento y menor latencia en escenarios de aplicación reales. Los desarrolladores pueden utilizar Block-STM para construir fácilmente aplicaciones altamente paralelizadas. En comparación con otros entornos de ejecución paralela que normalmente requieren dividir las operaciones en múltiples transacciones (rompiendo la atomicidad lógica), Block-STM admite una atomicidad más rica, mejorando así la experiencia del usuario al reducir la latencia y aumentar la eficiencia de costos.

3. Gobernanza en cadena y descentralización

Para apoyar una red Layer 1 verdaderamente descentralizada y sin permisos, Aptos incorpora un mecanismo de gobernanza en cadena, lo que permite cambios sin problemas en la configuración de la red y la máquina virtual. Esto ha sido completamente validado en la red de prueba de incentivos 3 de Aptos y en la red principal.

En la red principal, se ha mejorado la fiabilidad de la red al reducir "las restricciones de aumento del derecho a voto". Establecer umbrales más agresivos permite guiar rápidamente la red, con más del 52% de los poseedores de tokens votando a favor de esta propuesta para fortalecer la seguridad de la red.

Desde su creación, la comunidad de Aptos ha podido crear y votar propuestas que afectan el comportamiento de la blockchain. Estas propuestas de gobernanza incluyen: modificar la duración continua entre epochs, ajustar el mínimo y el máximo de participación requeridos para los validadores, modificar parámetros, actualizaciones de software del código central de la blockchain, así como la actualización de módulos del marco de Aptos (un conjunto de bibliotecas de desarrollo básicas en Move, utilizadas para corregir errores o mejorar funcionalidades).

4. AptosBFTv4: Protocolo de consenso eficiente

AptosBFTv4 es el primer protocolo BFT de blockchain de nivel de producción con una prueba de corrección rigurosa. Este protocolo utiliza un mecanismo de respuesta optimista, logrando baja latencia y alta capacidad de procesamiento, aprovechando al máximo los recursos de la red subyacente. Mejorado sobre la base de Hotstuff, AptosBFTv4 reduce la latencia de validación de 3 pasos a 2 pasos, disminuyendo el retraso en un 33% sin sacrificar la complejidad de la comunicación.

La implementación del protocolo considera la rigurosidad de la seguridad y la escalabilidad, separando claramente las invariantes para permitir el aislamiento y la auditoría efectiva, y haciendo cumplir el principio de no bifurcación. La misma pila de software ha sido actualizada 4 veces y ha sido probada en una red en tiempo real, demostrando la atención y solidez 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 fallan, Aptos puede garantizar el funcionamiento normal de toda la red. Esto se debe al mantenimiento del sistema de reputación en cadena, que utiliza la disponibilidad y el rendimiento pasados como indicadores futuros, minimizando automáticamente el impacto negativo de los validadores que son lentos y tienen un rendimiento deficiente.

5. Medidas de seguridad para aumentar la confianza del usuario

Las cuentas de Aptos admiten una gestión de claves flexible, que incluye funciones como la rotación de claves, agilidad criptográfica y un modelo de custodia híbrido. La rotación de claves es una buena práctica de seguridad y es crucial para prevenir ataques remotos que puedan comprometer cuentas múltiples. En otras blockchains, la rotación de claves generalmente requiere trasladar todos los activos a una nueva cuenta. El enfoque desacoplado de cuentas y claves de Aptos permite agregar sin problemas nuevos algoritmos de firma digital, soportando diferentes tipos de claves públicas y privadas. El modelo de custodia híbrido admite soluciones avanzadas de recuperación y gestión de cuentas, ayudando a cerrar la brecha entre Web2 y Web3.

Las billeteras pueden utilizar la función de preejecución de transacciones para explicar el resultado de la transacción antes de que el usuario firme. Este método de evaluación anticipada de transacciones puede reducir los riesgos de seguridad, como los ataques de phishing. Para mejorar aún más la experiencia del usuario, la blockchain de Aptos limita la viabilidad de cada transacción y previene que los firmantes se vean afectados por la validez indefinida mediante un mecanismo de triple protección que incluye un número de serie, un tiempo de expiración y un ID de cadena.

El protocolo de consenso de Aptos y el almacenamiento autenticado implementan un soporte práctico y sin problemas para el protocolo de cliente ligero, ofreciendo así una experiencia de usuario más segura y confiable. La red de Aptos da la bienvenida a cualquiera que se conecte a nodos completos para acceder directamente a los datos autenticados, reflejando el principio de "desconfianza, pero verifica" de Web3. Para ello, Aptos ha construido una estructura de árbol de multidifusión eficiente, que proporciona a los participantes una red de alto rendimiento y baja latencia para la propagación del estado de la blockchain. Los participantes pueden procesar todas las transacciones desde el génesis o pueden omitir completamente la historia de la blockchain y sincronizarse solo con el estado más reciente. Los clientes ligeros pueden sincronizar parte del estado de la blockchain, como cuentas específicas o valores de datos, y habilitar lecturas de estado autenticadas, como obtener el saldo de cuenta autenticado utilizando una marca de tiempo BFT.

6. Arquitectura modular orientada al futuro

Aptos tiene un gen de escalabilidad, diseñado desde el principio de manera modular y flexible en cada parte del sistema. 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 iteraciones anteriores de la mainnet, en la testnet y en múltiples pruebas de estrés internas. La blockchain de Aptos también incluye un protocolo de gestión de cambios en cadena integrado, que permite implementar rápidamente nuevas innovaciones tecnológicas y soportar nuevos escenarios de aplicaciones Web3.

7. Mecanismo de recompensas basado en propuestas

La mainnet de Aptos utiliza un sistema de recompensas basado en el rendimiento de propuestas como sistema de recompensas por participación, para promover un mayor grado de descentralización. Este mecanismo tiene ventajas significativas en comparación con el anterior sistema de recompensas basado en votaciones.

El sistema basado en propuestas tiene un tiempo de espera más alto y es menos sensible a la latencia entre regiones. Esto aumenta la tasa de recompensa para los nodos que están geográficamente más alejados, suprimiendo el impacto de la distribución geográfica. Por ejemplo, incluso si los validadores no están cerca de la ubicación física del grupo de nodos máximos, aún pueden recibir recompensas razonables. Este modelo de recompensa aún considera el comportamiento de votación, ya que un buen desempeño en la votación afecta la probabilidad de elección del proponente.

8. Árbol Merkle disperso de alto rendimiento

Aptos utiliza el diseño Jellyfish Merkle Tree (JMT), aprovechando un patrón de claves basado en versiones que es monótonamente creciente para optimizar el rendimiento de escritura del motor de almacenamiento subyacente basado en LSM (como RocksDB). JMT logra un equilibrio práctico óptimo entre la utilización de CPU, la eficiencia de I/O y el uso del espacio de almacenamiento, asegurando un rendimiento satisfactorio mientras mantiene un tamaño razonable de los datos de estado en disco.

Además de JMT como formato de persistencia del estado de Aptos, hay una implementación de árbol Merkle disperso en memoria y sin bloqueo. Esta implementación está diseñada específicamente para el almacenamiento en caché y la paralelización, y se utiliza en conjunto con Block-STM para facilitar actualizaciones de estado global de alto rendimiento.