Aptos, як одна з блокчейнів з найнижчою затримкою та найвищою пропускною спроможністю, приніс значні зміни для розробників, які створюють Web3-додатки. У цій статті буде представлено 8 основних технологічних інновацій, які сприяють розвитку мережі Aptos.
1. Мова Move: краще підходить для створення застосунків
Aptos використовує мову програмування Move, що забезпечує розробникам кращі умови для розробки, значно підвищуючи ефективність розробки. Move - це виразна та проста у використанні мова, спеціально розроблена для безпечного управління активами.
Блокчейн Aptos глибоко інтегрований з Move, розділяючи багато основних дизайнерських ідей, що робить Aptos ефективною та приємною платформою для розробки на Move. Move спочатку було розроблено для попередника Aptos, ця спадщина забезпечує безперешкодну міграцію для існуючих розробників Move на Aptos, а новачки можуть скористатися багатим документуванням та прикладами.
Aptos значно покращив екосистему Move, додавши безліч функцій на рівні мови та фреймворку. Ці покращення включають вдосконалену архітектуру безпеки, детально налаштовану газову оцінку, можливість оновлення коду, масивні таблиці, облікові записи ресурсів тощо. Крім того, валідатори Move надають додаткові гарантії незмінності для смарт-контрактів і активно розширюються на Aptos.
Багато ранніх дослідників і розробників мови Move все ще активно працюють в екосистемі Aptos, постійно покращуючи мову Move та спільноту. Після чотирьох років верифікації Move перетворилася на зрілу та надійну мову розробки для виробництв.
2. Block-STM: більш вільний досвід програмування
Block-STM є інноваційним двигуном паралельного виконання смарт-контрактів, побудованим на основі принципів пам'яті транзакцій Aptos та оптимістичного контролю конкурентності. Цей новий підхід до паралелізації транзакцій може прискорити обробку транзакцій без шкоди для досвіду розробників.
На відміну від паралельних виконавчих механізмів, які потребують читання та запису даних для порушення атомарності транзакцій, Block-STM дозволяє розробникам вільно кодувати, забезпечуючи вищу пропускну здатність та нижчу затримку для реальних застосувань. Розробники можуть легко створювати високо паралельні додатки з використанням Block-STM. На відміну від інших паралельних виконавчих середовищ, які часто вимагають розподілу операцій на кілька транзакцій, Block-STM підтримує більш багаті атомарні властивості, оптимізуючи досвід користувача шляхом зменшення затримки та підвищення економічної ефективності.
3. Управління в мережі та децентралізація
Щоб підтримати справжню децентралізовану та бездозвільну мережу Layer 1, Aptos вбудував механізм управління на базі блокчейну, що дозволяє безшовне оновлення конфігурації мережі та віртуальної машини. Це підтвердили як тестова мережа з винагородами Aptos, так і основна мережа.
В основній мережі, шляхом зниження "обмеження на збільшення прав голосу" підвищилася надійність мережі. Понад 52% власників токенів проголосували за цю пропозицію, що допомагає захистити безпеку мережі.
З моменту свого створення спільнота Aptos змогла пропонувати та голосувати за пропозиції, які впливають на поведінку блокчейну. Ці пропозиції з управління включають: зміну тривалості епохи, коригування мінімальних та максимальних вимог до частки валідаторів, оновлення системних параметрів, проведення програмних оновлень основного коду блокчейну, а також оновлення модуля фреймворку Aptos (, набору основних бібліотек Move ) для виправлення помилок або покращення функцій.
4. AptosBFTv4: ефективний консенсус
AptosBFTv4 є першим виробничим рівнем BFT-протоколу блокчейну з суворими доказами коректності. Цей протокол використовує оптимістичний механізм реагування, що забезпечує низьку затримку та високу пропускну здатність, максимально використовуючи продуктивність підлеглої мережі. На основі Hotstuff, AptosBFTv4 зменшує затримку підтвердження з 3 кроків до 2, знижуючи затримку на 33% без жертвування ефективністю зв'язку.
У процесі впровадження акцент робиться на безпеку, строгість і можливість масштабування, чітко відокремлено незмінні елементи для ізоляції та ефективного аудиту, дотримано безфоркової концепції проектування. Така ж програмна платформа пройшла 4 оновлення та була протестована в онлайн-мережі, що підтверджує ретельність та надійність її процесу розробки. Як четверте покоління ітерації, AptosBFTv4 є наразі найшвидшим виробничим рівнем байєсівського консенсусу з толерантністю до помилок.
Навіть якщо окремі вузли виходять з ладу, Aptos може забезпечити безперервну роботу всієї мережі. Це стало можливим завдяки механізму, що підтримується системою репутації в ланцюгу, яка використовує минулу доступність і продуктивність як показники для майбутнього, автоматично зменшуючи негативний вплив повільних і неефективних валідаторів.
5. Заходи безпеки для підвищення довіри користувачів
Облікові записи Aptos підтримують гнучке управління ключами, включаючи ротацію ключів, криптографічну гнучкість та змішану модель управління. Ротація ключів є гарною практикою, яка є критично важливою для запобігання можливим віддаленим атакам на багатосторонні облікові записи. На інших блокчейнах ротація може бути досягнута лише шляхом переміщення всіх активів на новий обліковий запис. Aptos використовує метод декомпозиції облікових записів та ключів, що дозволяє безперешкодно додавати нові алгоритми цифрового підпису для підтримки різних типів публічних та приватних ключів. Змішана модель управління підтримує розширені рішення для відновлення та управління обліковими записами, що допомагає звузити розрив між Web2 та Web3.
Гаманець може використовувати функцію попереднього виконання угод, щоб пояснити результати угоди перед підписанням користувача. Механізм попередньої оцінки угод може зменшити ризики безпеки, такі як фішинг, які стають все більш поширеними в сфері Web3. Для подальшої оптимізації досвіду користувачів блокчейн Aptos обмежує термін дії кожної угоди і запобігає впливу підписувачів від угод з безстроковою дією за допомогою трьох рівнів захисту: серійного номера, терміну дії та ідентифікатора ланцюга, що ефективно запобігає помилкам і атакам.
Консенсусний протокол Aptos і сертифіковане зберігання забезпечують безшовну практичну підтримку протоколу легкого клієнта, що забезпечує більш безпечний і надійний користувацький досвід. Мережа Aptos запрошує всіх підключатися до повних вузлів для безпосереднього доступу до сертифікованих даних, втілюючи концепцію Web3 «не довіряй, але перевіряй». Для цього Aptos побудований на основі ефективної структури багатокасту, що надає учасникам мережі високу пропускну спроможність і низьку затримку для поширення стану блокчейну. Учасники можуть вибрати обробку всіх транзакцій з моменту створення світу або пропустити історію й безпосередньо синхронізувати останній стан блокчейну. Легкі клієнти можуть синхронізувати частину стану блокчейну, наприклад, конкретні рахунки або значення даних, і активувати перевірене зчитування стану, наприклад, використовуючи BFT-мітки часу для отримання перевіреного балансу рахунку.
6. Модульна архітектура, орієнтована на майбутнє
Aptos має історичну традицію масштабованості, з самого початку була задумана з урахуванням модульності та гнучкості. Це дозволяє архітектурі Aptos підтримувати часті оновлення, що означає, що блокчейн може швидко впроваджувати останні технологічні досягнення та надавати технологічну підтримку новим випадкам використання.
Модульна архітектура Aptos забезпечує гнучкість клієнта та оптимізована для частих оновлень без простоїв — ці характеристики були повністю продемонстровані під час попередніх ітерацій основної мережі, тестової мережі та численних внутрішніх стрес-тестів. Блокчейн Aptos містить вбудований протокол управління змінами на ланцюгу, що дозволяє швидко впроваджувати нові технологічні інновації та підтримувати нові сценарії застосування Web3.
7. Система винагород на основі пропозицій
У тестовій мережі Aptos Incentive Testnet 3 впроваджена система винагород на основі голосування. У цій моделі, як тільки дві третини голосів досягають вузла пропонуючого, досягається BFT консенсус. Це означає, що одна третина пізніших голосів не була врахована, і відповідні валідатори не отримали винагороду.
Це може призвести до затримки конкуренції, оскільки валідатори, які знаходяться ближче до кластера основних вузлів, зазвичай отримують більше винагород. У такому випадку оператори вузлів схильні переміщувати вузли ближче до основного кластера для покращення затримки, що, у свою чергу, збільшує винагороду за ставку. Це шкодить децентралізації та географічному розподілу, оскільки заохочує концентрацію вузлів.
Для сприяння більшій децентралізації Aptos вже реалізував систему винагород на основі ефективності пропозицій в якості системи винагород за стейкінг. Система, заснована на пропозиціях, має вищий час очікування в порівнянні з голосуванням і менш чутлива до затримок між регіонами. Це підвищує рівень винагороди для вузлів у віддалених районах, зменшуючи вплив географічного розподілу. Наприклад, якщо валідатор не знаходиться поблизу фізичного місця найбільшого кластеру вузлів, його винагорода не зменшиться. Модель винагороди все ще враховує поведінку голосування, оскільки хороша ефективність голосування вплине на ймовірність обрання пропонента.
8. Високопродуктивне рідке дерево Меркла
Aptos використовує медузу Меркле-дерева (JMT) у дизайні, використовуючи монотонно зростаючу версію ключової моделі для оптимізації продуктивності запису основного сховища на основі LSM-дерева (, такого як RocksDB). JMT досяг практичного оптимального балансу між використанням ЦП, операціями введення/виведення та використанням дискового простору, забезпечуючи задовільну продуктивність, одночасно контролюючи розширення стану даних на диску.
Окрім JMT як формату постійного зберігання стану Aptos, існує ще одна реалізація беззамкової розрідженої Мерклівської дерева в пам'яті. Ця реалізація спеціально розроблена для кешування та паралелізації, і працює у парі з Block-STM для досягнення високої продуктивності глобальних оновлень стану.
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
Аналіз 8 великих технологічних інновацій мережі Aptos: Основні стовпи високої продуктивності Блокчейн
8 великих технічних інновацій мережі Aptos
Aptos, як одна з блокчейнів з найнижчою затримкою та найвищою пропускною спроможністю, приніс значні зміни для розробників, які створюють Web3-додатки. У цій статті буде представлено 8 основних технологічних інновацій, які сприяють розвитку мережі Aptos.
1. Мова Move: краще підходить для створення застосунків
Aptos використовує мову програмування Move, що забезпечує розробникам кращі умови для розробки, значно підвищуючи ефективність розробки. Move - це виразна та проста у використанні мова, спеціально розроблена для безпечного управління активами.
Блокчейн Aptos глибоко інтегрований з Move, розділяючи багато основних дизайнерських ідей, що робить Aptos ефективною та приємною платформою для розробки на Move. Move спочатку було розроблено для попередника Aptos, ця спадщина забезпечує безперешкодну міграцію для існуючих розробників Move на Aptos, а новачки можуть скористатися багатим документуванням та прикладами.
Aptos значно покращив екосистему Move, додавши безліч функцій на рівні мови та фреймворку. Ці покращення включають вдосконалену архітектуру безпеки, детально налаштовану газову оцінку, можливість оновлення коду, масивні таблиці, облікові записи ресурсів тощо. Крім того, валідатори Move надають додаткові гарантії незмінності для смарт-контрактів і активно розширюються на Aptos.
Багато ранніх дослідників і розробників мови Move все ще активно працюють в екосистемі Aptos, постійно покращуючи мову Move та спільноту. Після чотирьох років верифікації Move перетворилася на зрілу та надійну мову розробки для виробництв.
2. Block-STM: більш вільний досвід програмування
Block-STM є інноваційним двигуном паралельного виконання смарт-контрактів, побудованим на основі принципів пам'яті транзакцій Aptos та оптимістичного контролю конкурентності. Цей новий підхід до паралелізації транзакцій може прискорити обробку транзакцій без шкоди для досвіду розробників.
На відміну від паралельних виконавчих механізмів, які потребують читання та запису даних для порушення атомарності транзакцій, Block-STM дозволяє розробникам вільно кодувати, забезпечуючи вищу пропускну здатність та нижчу затримку для реальних застосувань. Розробники можуть легко створювати високо паралельні додатки з використанням Block-STM. На відміну від інших паралельних виконавчих середовищ, які часто вимагають розподілу операцій на кілька транзакцій, Block-STM підтримує більш багаті атомарні властивості, оптимізуючи досвід користувача шляхом зменшення затримки та підвищення економічної ефективності.
3. Управління в мережі та децентралізація
Щоб підтримати справжню децентралізовану та бездозвільну мережу Layer 1, Aptos вбудував механізм управління на базі блокчейну, що дозволяє безшовне оновлення конфігурації мережі та віртуальної машини. Це підтвердили як тестова мережа з винагородами Aptos, так і основна мережа.
В основній мережі, шляхом зниження "обмеження на збільшення прав голосу" підвищилася надійність мережі. Понад 52% власників токенів проголосували за цю пропозицію, що допомагає захистити безпеку мережі.
З моменту свого створення спільнота Aptos змогла пропонувати та голосувати за пропозиції, які впливають на поведінку блокчейну. Ці пропозиції з управління включають: зміну тривалості епохи, коригування мінімальних та максимальних вимог до частки валідаторів, оновлення системних параметрів, проведення програмних оновлень основного коду блокчейну, а також оновлення модуля фреймворку Aptos (, набору основних бібліотек Move ) для виправлення помилок або покращення функцій.
4. AptosBFTv4: ефективний консенсус
AptosBFTv4 є першим виробничим рівнем BFT-протоколу блокчейну з суворими доказами коректності. Цей протокол використовує оптимістичний механізм реагування, що забезпечує низьку затримку та високу пропускну здатність, максимально використовуючи продуктивність підлеглої мережі. На основі Hotstuff, AptosBFTv4 зменшує затримку підтвердження з 3 кроків до 2, знижуючи затримку на 33% без жертвування ефективністю зв'язку.
У процесі впровадження акцент робиться на безпеку, строгість і можливість масштабування, чітко відокремлено незмінні елементи для ізоляції та ефективного аудиту, дотримано безфоркової концепції проектування. Така ж програмна платформа пройшла 4 оновлення та була протестована в онлайн-мережі, що підтверджує ретельність та надійність її процесу розробки. Як четверте покоління ітерації, AptosBFTv4 є наразі найшвидшим виробничим рівнем байєсівського консенсусу з толерантністю до помилок.
Навіть якщо окремі вузли виходять з ладу, Aptos може забезпечити безперервну роботу всієї мережі. Це стало можливим завдяки механізму, що підтримується системою репутації в ланцюгу, яка використовує минулу доступність і продуктивність як показники для майбутнього, автоматично зменшуючи негативний вплив повільних і неефективних валідаторів.
5. Заходи безпеки для підвищення довіри користувачів
Облікові записи Aptos підтримують гнучке управління ключами, включаючи ротацію ключів, криптографічну гнучкість та змішану модель управління. Ротація ключів є гарною практикою, яка є критично важливою для запобігання можливим віддаленим атакам на багатосторонні облікові записи. На інших блокчейнах ротація може бути досягнута лише шляхом переміщення всіх активів на новий обліковий запис. Aptos використовує метод декомпозиції облікових записів та ключів, що дозволяє безперешкодно додавати нові алгоритми цифрового підпису для підтримки різних типів публічних та приватних ключів. Змішана модель управління підтримує розширені рішення для відновлення та управління обліковими записами, що допомагає звузити розрив між Web2 та Web3.
Гаманець може використовувати функцію попереднього виконання угод, щоб пояснити результати угоди перед підписанням користувача. Механізм попередньої оцінки угод може зменшити ризики безпеки, такі як фішинг, які стають все більш поширеними в сфері Web3. Для подальшої оптимізації досвіду користувачів блокчейн Aptos обмежує термін дії кожної угоди і запобігає впливу підписувачів від угод з безстроковою дією за допомогою трьох рівнів захисту: серійного номера, терміну дії та ідентифікатора ланцюга, що ефективно запобігає помилкам і атакам.
Консенсусний протокол Aptos і сертифіковане зберігання забезпечують безшовну практичну підтримку протоколу легкого клієнта, що забезпечує більш безпечний і надійний користувацький досвід. Мережа Aptos запрошує всіх підключатися до повних вузлів для безпосереднього доступу до сертифікованих даних, втілюючи концепцію Web3 «не довіряй, але перевіряй». Для цього Aptos побудований на основі ефективної структури багатокасту, що надає учасникам мережі високу пропускну спроможність і низьку затримку для поширення стану блокчейну. Учасники можуть вибрати обробку всіх транзакцій з моменту створення світу або пропустити історію й безпосередньо синхронізувати останній стан блокчейну. Легкі клієнти можуть синхронізувати частину стану блокчейну, наприклад, конкретні рахунки або значення даних, і активувати перевірене зчитування стану, наприклад, використовуючи BFT-мітки часу для отримання перевіреного балансу рахунку.
6. Модульна архітектура, орієнтована на майбутнє
Aptos має історичну традицію масштабованості, з самого початку була задумана з урахуванням модульності та гнучкості. Це дозволяє архітектурі Aptos підтримувати часті оновлення, що означає, що блокчейн може швидко впроваджувати останні технологічні досягнення та надавати технологічну підтримку новим випадкам використання.
Модульна архітектура Aptos забезпечує гнучкість клієнта та оптимізована для частих оновлень без простоїв — ці характеристики були повністю продемонстровані під час попередніх ітерацій основної мережі, тестової мережі та численних внутрішніх стрес-тестів. Блокчейн Aptos містить вбудований протокол управління змінами на ланцюгу, що дозволяє швидко впроваджувати нові технологічні інновації та підтримувати нові сценарії застосування Web3.
7. Система винагород на основі пропозицій
У тестовій мережі Aptos Incentive Testnet 3 впроваджена система винагород на основі голосування. У цій моделі, як тільки дві третини голосів досягають вузла пропонуючого, досягається BFT консенсус. Це означає, що одна третина пізніших голосів не була врахована, і відповідні валідатори не отримали винагороду.
Це може призвести до затримки конкуренції, оскільки валідатори, які знаходяться ближче до кластера основних вузлів, зазвичай отримують більше винагород. У такому випадку оператори вузлів схильні переміщувати вузли ближче до основного кластера для покращення затримки, що, у свою чергу, збільшує винагороду за ставку. Це шкодить децентралізації та географічному розподілу, оскільки заохочує концентрацію вузлів.
Для сприяння більшій децентралізації Aptos вже реалізував систему винагород на основі ефективності пропозицій в якості системи винагород за стейкінг. Система, заснована на пропозиціях, має вищий час очікування в порівнянні з голосуванням і менш чутлива до затримок між регіонами. Це підвищує рівень винагороди для вузлів у віддалених районах, зменшуючи вплив географічного розподілу. Наприклад, якщо валідатор не знаходиться поблизу фізичного місця найбільшого кластеру вузлів, його винагорода не зменшиться. Модель винагороди все ще враховує поведінку голосування, оскільки хороша ефективність голосування вплине на ймовірність обрання пропонента.
8. Високопродуктивне рідке дерево Меркла
Aptos використовує медузу Меркле-дерева (JMT) у дизайні, використовуючи монотонно зростаючу версію ключової моделі для оптимізації продуктивності запису основного сховища на основі LSM-дерева (, такого як RocksDB). JMT досяг практичного оптимального балансу між використанням ЦП, операціями введення/виведення та використанням дискового простору, забезпечуючи задовільну продуктивність, одночасно контролюючи розширення стану даних на диску.
Окрім JMT як формату постійного зберігання стану Aptos, існує ще одна реалізація беззамкової розрідженої Мерклівської дерева в пам'яті. Ця реалізація спеціально розроблена для кешування та паралелізації, і працює у парі з Block-STM для досягнення високої продуктивності глобальних оновлень стану.