Исследование 8 основных технологических инноваций сети Aptos

Aptos как высокопроизводительная блокчейн-сеть выделяется на рынке криптовалют благодаря низкой задержке и высокой пропускной способности. Она предоставляет разработчикам идеальную платформу для создания качественных Web3 приложений, одновременно обеспечивая пользователям плавный опыт. В этой статье мы подробно рассмотрим 8 ключевых технологических инноваций, лежащих в основе сети Aptos, которые способствовали бурному развитию ее экосистемы.

1. Move язык: специально разработан для разработки приложений

Move является выразительным и простым в использовании языком программирования, специально разработанным для безопасного управления активами. Блокчейн Aptos глубоко интегрирован с Move, разделяя множество ключевых концепций дизайна, что делает его идеальной средой для разработки на Move.

Aptos значительно улучшил экосистему Move, добавив множество функций на уровне языка и фрейма. Эти улучшения включают в себя усовершенствованную архитектуру безопасности, тонко настраиваемую измерение топлива, возможность обновления кода, поддержку масштабируемых таблиц и учетные записи ресурсов. Кроме того, формальные инструменты верификации Move для смарт-контрактов ( предоставляют дополнительную защиту для инвариантов контрактов и активно развиваются в Aptos.

Многие оригинальные исследователи и разработчики языка Move по-прежнему активны в экосистеме Aptos, постоянно улучшая язык Move и его сообщество. После четырех лет тестирования и проверки язык Move доказал свою зрелость как язык разработки, пригодный для использования в производственной среде.

2. Block-STM: Освобождение от ограничений программирования

Block-STM — это инновационный движок параллельного исполнения смарт-контрактов, построенный на основе модели памяти транзакций Aptos и принципов оптимистичного контроля параллелизма. Этот новый метод параллелизации транзакций позволяет ускорить обработку транзакций, не влияя на опыт разработчиков.

В отличие от параллельных исполнителей, которые требуют чтения/записи наборов для разрушения атомарности транзакций, Block-STM позволяет разработчикам свободно кодировать, обеспечивая более высокую пропускную способность и более низкую задержку для реальных сценариев применения. Разработчики могут легко создавать высокопараллельные приложения с помощью Block-STM. В отличие от других параллельных исполняющих сред, которые обычно требуют разделения операций на несколько транзакций (что разрушает логическую атомарность), Block-STM поддерживает более богатую атомарность, улучшая пользовательский опыт за счет снижения задержки и повышения экономической эффективности.

3. Управление в цепочке и децентрализация

Чтобы поддерживать действительно децентрализованную и безразрешительную сеть уровня 1, Aptos встроил механизм управления в цепочке, что позволяет бесшовно изменять конфигурации сети и виртуальной машины. Это было полностью подтверждено в тестовой сети Aptos Incentive Testnet 3 и основной сети.

В основной сети, снижая "ограничение увеличения прав голоса", повысили надежность сети. Установка более агрессивного порога позволяет быстро направлять сеть, более 52% держателей токенов проголосовали за это предложение для усиления безопасности сети.

С момента своего создания сообщество Aptos смогло создавать и голосовать за предложения, влияющие на поведение блокчейна. Эти предложения по управлению включают: изменение продолжительности межэпохи, регулирование минимальной и максимальной доли, необходимой для валидаторов, изменение параметров, обновления программного обеспечения основного кода блокчейна, а также обновления модулей фреймворка Aptos (набор основных библиотек разработки Move, используемых для исправления ошибок или улучшения функциональности).

4. AptosBFTv4: Эффективный консенсусный протокол

AptosBFTv4 — это первый производственный уровень BFT-протокол блокчейна с строгими доказательствами корректности. Протокол использует оптимистичный механизм ответа для достижения низкой задержки и высокой пропускной способности, максимально используя ресурсы базовой сети. На основе Hotstuff, AptosBFTv4 сократил задержку подтверждения с 3 шагов до 2 шагов, снизив задержку на 33% без ущерба для сложности связи.

Реализация данного протокола учитывает строгую безопасность и возможность масштабирования, четко отделяя неизменяемые элементы для изоляции и эффективного аудита, а также обеспечивая соблюдение принципа «без расколов». Та же программная платформа прошла 4 обновления и была протестирована в реальной сети, что подтвердило тщательность и надежность ее разработки. На четвертой итерации AptosBFTv4 стал самым быстрым и готовым к производству протоколом Byzantine Fault Tolerance.

Даже если отдельные узлы выходят 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 будущего, автоматически минимизируя негативное влияние медлительных и плохо работающих валидаторов.

5. Меры безопасности для повышения доверия пользователей

Aptos аккаунты поддерживают гибкое управление ключами, включая функции ротации ключей, шифрования и гибридной модели хранения. Ротация ключей является хорошей практикой безопасности и имеет решающее значение для защиты от удаленных атак, которые могут угрожать многим аккаунтам. На других блокчейнах ротация ключей обычно требует переноса всех активов на новый аккаунт. Метод разъединения аккаунта и ключа Aptos позволяет без проблем добавлять новые алгоритмы цифровой подписи и поддерживать различные типы открытых и закрытых ключей. Гибридная модель хранения поддерживает продвинутые решения по восстановлению и управлению аккаунтами, что помогает сократить разрыв между Web2 и Web3.

Кошелек может использовать функцию предварительного выполнения транзакций для объяснения результатов транзакции перед подписью пользователя. Этот метод предварительной оценки транзакций может снизить риски безопасности, такие как фишинг. Для дальнейшего улучшения пользовательского опыта блокчейн Aptos ограничивает осуществимость каждой транзакции и предотвращает влияние бесконечной действительности на подписчиков с помощью тройной механизма защиты, включающего серийный номер, срок действия и идентификатор цепочки.

Консенсусный протокол Aptos и проверенное хранилище обеспечивают бесшовную и практическую поддержку легкого клиентского протокола, предлагая более безопасный и надежный пользовательский опыт. Сеть Aptos приветствует всех, кто подключается к полным узлам для прямого доступа к проверенным данным, что отражает идею Web3 «не доверяй, проверяй». Для этого Aptos построил эффективную мультикастовую древовидную структуру, обеспечивающую участникам высокую пропускную способность и низкую задержку для распространения состояния блокчейна. Участники могут обрабатывать все транзакции с момента создания или полностью пропустить историю блокчейна, синхронизируя только последнее состояние. Легкий клиент может синхронизировать часть состояния блокчейна, например определенные учетные записи или значения данных, и включать проверенные чтения состояния, такие как получение проверенного баланса учетной записи с использованием BFT-метки времени.

6. Модульная архитектура, ориентированная на будущее

Aptos обладает геномом, обеспечивающим возможность обновления, так как с самого начала каждая часть системы была спроектирована модульно и гибко. Это позволяет архитектуре Aptos поддерживать частые обновления, что означает, что блокчейн может быстро адаптироваться к последним технологическим достижениям и предоставлять техническую поддержку для новых случаев использования.

Модульная архитектура Aptos обеспечивает гибкость клиентского взаимодействия и оптимизирована для частых обновлений без времени простоя. Эти характеристики были в полной мере продемонстрированы в предыдущих итерациях основной сети, тестовой сети и многократных внутренних стресс-тестах. Блокчейн Aptos также включает встроенный протокол управления изменениями на цепи, который позволяет быстро разрабатывать новые технологические инновации и поддерживать новые сценарии приложений Web3.

7. Вознаградительная система на основе предложений

Основная сеть Aptos использует систему вознаграждений на основе производительности предложений в качестве системы вознаграждений за ставку, чтобы способствовать большей степени децентрализации. Этот механизм имеет значительные преимущества по сравнению с предыдущей системой вознаграждений на основе голосования.

Система, основанная на предложениях, имеет более высокое время ожидания и менее чувствительна к задержкам между регионами. Это повышает ставку вознаграждения для узлов, находящихся на большом расстоянии, и сдерживает влияние географического распределения. Например, даже если валидаторы не находятся в непосредственной близости от физического местоположения максимального кластера узлов, они все равно могут получать разумные вознаграждения. Эта модель вознаграждения все еще учитывает поведение голосования, так как хорошая голосовательная активность влияет на вероятность выборов для предложителей.

8. Высокопроизводительное разреженное дерево Меркла

Aptos использует Jellyfish Merkle Tree )JMT(, применяя монотонно возрастающую версионную ключевую схему для оптимизации производительности записи базового хранилища на основе LSM-деревьев (таких как RocksDB). JMT достигает практического оптимального баланса между использованием ЦП, эффективностью ввода-вывода и занимаемым пространством для хранения, обеспечивая удовлетворительную производительность при разумном размере данных состояния на диске.

Помимо JMT в качестве формата постоянного хранения состояния Aptos, существует также реализация разреженного Меркле-дерева в памяти без блокировок. Эта реализация специально разработана для кэширования и параллелизации и используется в сочетании с Block-STM, что способствует высокопроизводительным обновлениям глобального состояния.

![8 основных инноваций, которые сделают Aptos лидером среди новых блокчейнов])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-bcbc2b1a646b35c43945b9a2968d811f.webp(