As 8 principais inovações tecnológicas da rede Aptos

Aptos, como uma das blockchains com a menor latência e maior capacidade de throughput, trouxe uma transformação significativa para os desenvolvedores na construção de aplicações Web3. Este artigo irá apresentar 8 inovações tecnológicas principais que impulsionam o desenvolvimento da rede Aptos.

1. Linguagem Move: mais adequada para construir aplicações

Aptos utiliza a linguagem de programação Move, proporcionando um ambiente de desenvolvimento superior aos desenvolvedores, aumentando significativamente a eficiência do desenvolvimento. Move é uma linguagem expressiva e fácil de usar, projetada para a gestão segura de ativos.

A blockchain Aptos está profundamente integrada com o Move, compartilhando muitas das suas principais ideias de design, tornando o Aptos uma plataforma de desenvolvimento Move eficiente e agradável. O Move foi inicialmente projetado para o antecessor do Aptos, e essa origem garante que os desenvolvedores Move existentes possam migrar para o Aptos sem problemas, enquanto os novatos também podem se beneficiar da rica documentação e exemplos.

Aptos melhorou significativamente o ecossistema Move ao adicionar várias funcionalidades a nível de linguagem e estrutura. Essas melhorias incluem uma arquitetura de segurança aprimorada, medição de gás detalhadamente configurável, capacidade de atualização de código, tabelas em larga escala, contas de recursos, entre outras. Além disso, o validador Move oferece proteção adicional de invariantes para contratos inteligentes e foi positivamente expandido na Aptos.

Muitos dos primeiros pesquisadores e desenvolvedores da linguagem Move ainda estão ativos no ecossistema Aptos, fortalecendo continuamente a linguagem Move e a comunidade. Após quatro anos de validação, Move tornou-se uma linguagem de desenvolvimento de nível de produção madura e confiável.

2. Block-STM: uma experiência de programação mais livre

Block-STM é um motor de execução paralela de contratos inteligentes inovador, construído com base na memória de transações da Aptos e nos princípios de controle de concorrência otimista. Este novo método de paralelização de transações pode acelerar a velocidade de processamento das transações sem afetar a experiência de desenvolvimento.

Ao contrário do motor de execução paralela que precisa ler e gravar dados para comprometer a atomicidade das transações, o Block-STM permite que os desenvolvedores codifiquem livremente, alcançando maior throughput e menor latência para aplicações reais. Os desenvolvedores podem usar o Block-STM para construir aplicações altamente paralelizadas de forma simples. Em comparação com outros ambientes de execução paralela que muitas vezes exigem a divisão de operações em várias transações, o Block-STM suporta uma atomicidade mais rica, otimizando a experiência do usuário ao reduzir a latência e aumentar a eficiência de custos.

3. Governança em cadeia e descentralização

Para apoiar uma verdadeira rede Layer 1 descentralizada e sem permissão, o Aptos incorporou um mecanismo de governança on-chain, permitindo atualizações suaves na configuração da rede e da máquina virtual. Tanto a rede de teste de incentivos do Aptos quanto a rede principal validaram isso.

Na mainnet, a redução da "limitação do aumento do poder de voto" melhorou a confiabilidade da rede. Mais de 52% dos detentores de tokens votaram a favor desta proposta, ajudando a proteger a segurança da rede.

Desde a sua criação, a comunidade Aptos tem sido capaz de propor e votar em propostas que impactam o comportamento da blockchain. Estas propostas de governança incluem: modificar a duração do epoch, ajustar os requisitos mínimos e máximos de participação dos validadores, atualizar parâmetros do sistema, realizar upgrades de software no código central da blockchain, bem como atualizar o módulo do framework Aptos (, um conjunto central de bibliotecas de desenvolvimento Move ) para corrigir bugs ou melhorar funcionalidades.

4. AptosBFTv4: Consenso Eficiente

AptosBFTv4 é o primeiro protocolo BFT de blockchain de nível de produção com prova de correção rigorosa. Este protocolo utiliza um mecanismo de resposta otimista, alcançando baixa latência e alta capacidade de processamento, aproveitando ao máximo o desempenho da rede subjacente. Melhorado com base no Hotstuff, o AptosBFTv4 reduziu a latência de confirmação de 3 etapas para 2 etapas, diminuindo a latência em 33% sem sacrificar a eficiência da comunicação.

O processo de implementação foca rigorosamente na segurança e na escalabilidade, separando claramente as invariantes para permitir isolamento e auditorias eficazes, e implementando o conceito de design sem bifurcações. A mesma pilha de software já passou por 4 atualizações e foi testada em rede ao vivo, provando a meticulosidade e robustez do seu processo de desenvolvimento. Como a quarta iteração, AptosBFTv4 é o protocolo de consenso tolerante a falhas bizantinas de nível de produção mais rápido atualmente.

Mesmo que nós individuais falhem, o Aptos pode garantir a operação contínua de toda a rede. Isso é possível graças a um mecanismo mantido por um sistema de reputação on-chain, que utiliza a disponibilidade e desempenho passados como indicadores para o futuro, minimizando automaticamente o impacto negativo de validadores que são lentos ou têm um desempenho abaixo do esperado.

5. Medidas de segurança para aumentar a confiança dos usuários

As contas Aptos suportam uma gestão flexível de chaves, incluindo funcionalidades como rotação de chaves, agilidade de criptografia e modelos de custódia híbrida. A rotação de chaves é um bom hábito e é crucial para prevenir ataques remotos que possam comprometer contas de múltiplas partes. Em outras blockchains, a rotação só pode ser realizada migrando todos os ativos para uma nova conta. Aptos adota uma abordagem de desacoplamento entre contas e chaves, permitindo a adição sem costura de novos algoritmos de assinatura digital para suportar diferentes tipos de chaves públicas e privadas. O modelo de custódia híbrida suporta soluções avançadas de recuperação e gestão de contas, ajudando a reduzir a lacuna entre o Web2 e o Web3.

As carteiras podem usar a funcionalidade de pré-execução de transações, explicando o resultado da transação antes da assinatura do usuário. Esse mecanismo de avaliação antecipada das transações pode mitigar riscos de segurança, como phishing, que se tornaram cada vez mais comuns no espaço Web3. Para otimizar ainda mais a experiência do usuário, a blockchain Aptos limita o prazo de validade de cada transação e protege os signatários contra transações válidas indefinidamente através de uma proteção tripla com número de série, data de validade e ID da cadeia, prevenindo eficazmente erros e ataques.

O protocolo de consenso da Aptos e o armazenamento certificado implementam um suporte prático e sem costura para o protocolo de cliente leve, proporcionando assim uma experiência de usuário mais segura e confiável. A rede Aptos acolhe qualquer um que se conecte a nós completos para acessar diretamente os dados certificados, refletindo o princípio do Web3 de "não confiar, verificar". Para isso, a Aptos é construída sobre uma estrutura de árvore de multicast eficiente, oferecendo aos participantes uma rede de alta capacidade de processamento e baixa latência para disseminar o estado da blockchain. Os participantes podem optar por processar todas as transações desde a gênese ou podem pular a história e sincronizar diretamente o estado mais recente da blockchain. Clientes leves podem sincronizar parte do estado da blockchain, como contas específicas ou valores de dados, e habilitar a leitura de estados verificados, por exemplo, usando um carimbo de tempo BFT para obter o saldo verificado da conta.

6. Arquitetura modular voltada para o futuro

Aptos tem uma tradição histórica de escalabilidade, tendo sido projetado desde o início com modularidade e flexibilidade como princípios fundamentais. Isso permite que a arquitetura Aptos suporte atualizações frequentes, o que significa que a blockchain pode adotar rapidamente os mais recentes avanços tecnológicos e fornecer suporte tecnológico para novos casos de uso.

O design modular da arquitetura do Aptos trouxe flexibilidade ao cliente e foi otimizado para atualizações frequentes sem parar — essas características foram amplamente demonstradas em iterações anteriores da mainnet, testnets e múltiplos testes de estresse internos. A blockchain Aptos inclui um protocolo de gerenciamento de mudanças on-chain embutido, que permite a rápida implementação de inovações tecnológicas e suporta novos cenários de aplicativos Web3.

7. Mecanismo de recompensas baseado em propostas

Na Testnet de Incentivos Aptos 3, foi adotado um sistema de recompensas baseado em votação. Neste modelo, uma vez que dois terços dos votos chegam ao nó proponente, o consenso BFT é alcançado. Isso significa que um terço dos votos posteriores não são incluídos e os validadores relevantes também não recebem recompensas.

Isso pode levar a uma competição de latência, onde os validadores próximos ao cluster de nós principais costumam receber mais recompensas. Nesses casos, os operadores de nós tendem a mover os nós para mais perto da posição do cluster principal para melhorar a latência, aumentando assim as recompensas de staking. Isso é prejudicial à descentralização e à distribuição geográfica, pois incentiva a concentração de nós.

Para promover um maior grau de descentralização, a Aptos agora implementou recompensas baseadas no desempenho das propostas como um sistema de recompensas por staking. O sistema baseado em propostas tem um tempo de espera mais longo do que a votação e é menos sensível a atrasos inter-regionais. Isso aumenta a taxa de recompensa para nós em áreas remotas, limitando o impacto da distribuição geográfica. Por exemplo, se um validador não estiver próximo da localização física do maior cluster de nós, a recompensa que recebe não diminuirá. O modelo de recompensa ainda considera o comportamento de votação, pois um bom desempenho de votação afeta a probabilidade de eleição do proponente.

8. Árvore de Merkle esparsa de alto desempenho

Aptos usa a árvore Merkle de água-viva ( JMT ) projetada, utilizando um padrão de chave baseado em versão com monotonamente crescente para otimizar o desempenho de gravação do mecanismo de armazenamento subjacente baseado em LSM ( como o RocksDB ). O JMT alcança um equilíbrio prático entre o uso de CPU, operações de I/O e ocupação de espaço de armazenamento, garantindo um desempenho satisfatório enquanto controla a expansão dos dados de estado no disco.

Além do JMT como formato de persistência do estado Aptos, existe outra implementação de árvore de Merkle esparsa em memória, sem bloqueio. Esta implementação é projetada especificamente para cache e paralelização, utilizada em conjunto com o Block-STM para alcançar atualizações de estado global de alto desempenho.