Aptos網路8大技術創新:提升區塊鏈性能與安全性

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探索Aptos網路的8大技術創新

Aptos作爲一個高性能的區塊鏈網路,以其低延遲和高吞吐量在加密市場上脫穎而出。它爲開發者提供了構建優質Web3應用的理想平台,同時爲用戶帶來流暢的體驗。本文將深入探討Aptos網路背後的8項核心技術創新,這些創新推動了其生態系統的蓬勃發展。

讓Aptos成爲新公鏈佼佼者的8大創新

1. Move語言:爲應用開發量身定制

Move是一種表達力強且易於使用的編程語言,專爲安全的資產管理而設計。Aptos區塊鏈與Move深度集成,共享多項核心設計理念,使其成爲Move開發的理想環境。

Aptos通過在語言和框架層面增加多項功能,顯著增強了Move生態系統。這些改進包括完善的安全架構、精細可配置的燃料計量、代碼可升級性、大規模表格支持以及資源帳戶等。此外,Move驗證器(Move智能合約的形式化驗證工具)爲合約不變量提供了額外保障,並在Aptos中得到積極擴展。

許多Move語言的原始研究者和開發者仍活躍在Aptos生態系統中,不斷增強Move語言及其社區。經過四年的測試和驗證,Move已證明是一種可用於生產環境的成熟開發語言。

2. Block-STM:解放編程限制

Block-STM是一種創新的智能合約並行執行引擎,基於Aptos的交易內存模型和樂觀並發控制原則構建。這種新穎的交易並行化方法能夠在不影響開發者體驗的前提下,加快交易處理速度。

與需要讀取/寫入集來破壞交易原子性的並行執行引擎不同,Block-STM允許開發者無拘無束地進行編碼,爲實際應用場景實現更高的吞吐量和更低的延遲。開發者可以利用Block-STM輕鬆構建高度並行化的應用程序。相比其他通常需要將操作拆分爲多個交易(破壞邏輯原子性)的並行執行環境,Block-STM支持更豐富的原子性,從而通過降低延遲和提高成本效率來增強用戶體驗。

3. 鏈上治理與去中心化

爲支持真正去中心化和無需許可的Layer 1網路,Aptos內置了鏈上治理機制,實現網路和虛擬機配置的無縫更改。這一點在Aptos激勵測試網3和主網上得到了充分驗證。

在主網上,通過降低"投票權增加限制"提高了網路的可靠性。設置更激進的閾值允許快速引導網路,超過52%的代幣持有者投票支持這一提案,以加強網路安全。

自誕生以來,Aptos社區已能夠創建和投票決定影響區塊鏈行爲的提案。這些治理提案包括:修改跨epoch持續時間、調整驗證者所需最小和允許最大權益、修改參數、核心區塊鏈代碼的軟件升級,以及Aptos框架模塊的升級(一組核心Move開發庫,用於修復bug或增強功能)。

4. AptosBFTv4:高效共識協議

AptosBFTv4是首個具有嚴格正確性證明的生產級區塊鏈BFT協議。該協議採用樂觀響應機制,實現低延遲和高吞吐量,充分利用底層網路資源。在Hotstuff基礎上改進,AptosBFTv4將提交延遲從3步減少到2步,在不犧牲通信復雜度的情況下降低了33%的延遲。

該協議的實施考慮了安全嚴格性和可升級性,清晰分離不變量以便隔離和有效審計,強制執行不分叉原則。相同的軟體棧已經過4次升級,並在實時網路上進行了測試,證明了其開發過程的周到性和穩健性。在第四次迭代中,AptosBFTv4成爲最快的、生產就緒的拜佔庭容錯共識協議。

即使個別節點出現故障,Aptos也能確保整個網路的正常運行。這得益於鏈上信譽系統的維護,該系統將過去的可用性和性能作爲未來的指標,自動將反應遲鈍和表現不佳的驗證者的負面影響降至最低。

5. 增強用戶信心的安全措施

Aptos帳戶支持靈活的密鑰管理,包括密鑰輪換、加密敏捷性和混合托管模型等功能。密鑰輪換是良好的安全習慣,對防範可能危及多方帳戶的遠程攻擊至關重要。在其他區塊鏈上,密鑰輪換通常需要將所有資產遷移到新帳戶。Aptos的帳戶與密鑰解耦方法使其能夠無縫添加新的數字籤名算法,支持不同類型的公鑰和私鑰。混合托管模型支持高級恢復解決方案和帳戶管理,有助於縮小Web2和Web3之間的差距。

錢包可以利用交易預執行功能,在用戶籤名前解釋交易結果。這種提前評估交易的方法可以降低安全風險,如網絡釣魚攻擊。爲進一步改善用戶體驗,Aptos區塊鏈限制了每筆交易的可行性,並通過序列號、到期時間和鏈ID三重保護機制來防止籤名者受到無限有效性的影響。

Aptos的共識協議和經過身分驗證的存儲實現了對輕客戶端協議的無縫和實用支持,從而提供更安全、更值得信賴的用戶體驗。Aptos網路歡迎任何人連接全節點以直接訪問經過身分驗證的數據,體現了Web3的"不信任,要驗證"理念。爲此,Aptos構建了一個高效的多播樹結構,爲參與者提供高吞吐量、低延遲的網路,用於傳播區塊鏈狀態。參與者可以處理自創世以來的所有交易,也可以完全跳過區塊鏈歷史,僅同步最新的狀態。輕客戶端可以同步部分區塊鏈狀態,例如特定帳戶或數據值,並啓用經過驗證的狀態讀取,如使用BFT時間戳獲取經過驗證的帳戶餘額。

6. 面向未來的模塊化架構

Aptos具有可升級性的基因,從一開始就將系統的每個部分設計得模塊化和靈活。這使得Aptos架構能夠支持頻繁升級,意味着區塊鏈可以快速採用最新的技術進步,並爲新興用例提供技術支持。

Aptos的模塊化架構設計帶來了客戶端靈活性,並針對零停機時間的頻繁升級進行了優化。這些特性在之前的主網迭代、測試網和多次內部壓力測試中得到了充分展示。Aptos區塊鏈還包括嵌入式鏈上變更管理協議,可快速部署新的技術創新並支持新的Web3應用場景。

7. 基於提案的獎勵機制

Aptos主網採用了基於提案性能的獎勵作爲質押獎勵系統,以促進更大程度的去中心化。這種機制相比之前的基於投票的獎勵系統有顯著優勢。

基於提案的系統具有更高的超時時間,對跨區域延遲不太敏感。這提高了地理位置較遠節點的獎勵率,抑制了地理分布的影響。例如,即使驗證者不在最大節點集羣的物理位置附近,他們也能獲得合理的獎勵。該獎勵模式仍然考慮投票行爲,因爲良好的投票表現會影響提議者的選舉概率。

8. 高性能稀疏Merkle樹

Aptos採用Jellyfish Merkle Tree (JMT)設計,利用單調遞增的基於版本的密鑰模式來優化基於LSM樹的底層存儲引擎(如RocksDB)的寫入性能。JMT在CPU利用、I/O效率和存儲空間佔用之間取得了實用的最佳平衡,確保了令人滿意的性能,同時保持磁盤上狀態數據的合理大小。

除了JMT作爲Aptos狀態的持久化格式外,還有一種內存中、無鎖的稀疏Merkle樹實現。這種實現專爲緩存和並行化而設計,與Block-STM配合使用,促進高性能的全局狀態更新。

讓Aptos成爲新公鏈佼佼者的8大創新

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BoredStakervip
· 07-13 15:03
aptos还真有两把刷子哈
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夜间创世纪vip
· 07-11 23:49
有趣 合约源码值得深挖
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无常损失恐惧症vip
· 07-10 22:09
想加码但看不懂这堆 move stm 啥的
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睡不醒的套利猫vip
· 07-10 16:18
唔 内卷让人犯困 就看这块儿了
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ChainChefvip
· 07-10 16:05
正在烹饪一批新鲜的aptos功能... 看起来真不错,老实说
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LowCapGemHuntervip
· 07-10 15:54
给老子整起 牛啊~
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