As 8 principais forças inovadoras da rede Aptos

Aptos, como uma das blockchains com a menor latência e maior throughput no mercado de criptomoedas, trouxe grande conveniência para os desenvolvedores construírem aplicações web3. Este artigo apresentará 8 motores centrais do desenvolvimento da rede Aptos.

1. Desenvolvimento de aplicações otimizadas em Move

A linguagem Move utilizada pelo Aptos oferece melhores condições de desenvolvimento para os desenvolvedores, aumentando a eficiência do desenvolvimento. Move é uma linguagem de programação expressiva e fácil de usar, projetada especificamente para a gestão segura de ativos.

A blockchain Aptos é profundamente integrada com Move, compartilhando muitos princípios de design fundamentais, tornando Aptos um ambiente de desenvolvimento Move eficiente e agradável. Move foi inicialmente projetado para o precursor da Aptos, essa origem garante que desenvolvedores Move existentes possam construir sem problemas na Aptos, e novatos também possam se beneficiar da documentação e exemplos já existentes.

Aptos adicionou várias funcionalidades ao nível da linguagem e do framework, melhorando significativamente o ecossistema Move, incluindo uma arquitetura de segurança robusta, medição de gás detalhadamente configurável, capacidade de atualização de código, tabelas em larga escala, contas de recursos, entre outros. Além disso, os validadores Move oferecem uma proteção adicional para as invariantes dos contratos, sendo ativamente expandidos no Aptos.

Muitos dos primeiros pesquisadores e desenvolvedores da linguagem Move ainda estão ativos na ecologia Aptos, continuamente fortalecendo a linguagem Move e a comunidade. Após quatro anos de testes e validação, o Move tornou-se uma linguagem de desenvolvimento madura e utilizável em ambientes de produção.

2. Block-STM traz mais liberdade de programação

Block-STM é um novo tipo de motor de execução paralela de contratos inteligentes, construído em torno da memória de transações da Aptos e dos princípios de controle de concorrência otimista. Este novo método de paralelização de transações pode acelerar a velocidade de processamento de transações sem afetar a experiência de desenvolvimento.

Ao contrário do mecanismo de execução paralela que precisa ler e gravar dados para quebrar a atomicidade das transações, o Block-STM permite que os desenvolvedores codifiquem sem restrições, alcançando maior desempenho e menor latência para casos de uso reais. Os desenvolvedores podem usar o Block-STM para construir facilmente aplicações altamente paralelizadas.

O Block-STM suporta uma atomicidade mais rica do que outros ambientes de execução paralela que precisam dividir operações em várias transações, melhorando a experiência do usuário ao reduzir a latência e aumentar a eficiência de custos.

3. Governança na cadeia e descentralização

Para apoiar uma layer1 verdadeiramente descentralizada e sem permissão, a Aptos possui governança on-chain embutida, permitindo alterações de configuração de rede e máquina virtual de forma contínua. Tanto a testnet de incentivos 3 da Aptos quanto a mainnet comprovaram isso.

Na mainnet, a confiabilidade da rede foi aumentada ao reduzir a "limitação do aumento do direito de voto". Mais de 52% dos detentores de tokens votaram a favor desta proposta, para ajudar a proteger a rede.

Desde a sua criação, a comunidade Aptos tem sido capaz de criar e votar em propostas que afetam o comportamento da blockchain Aptos. As propostas de governança incluem: modificar a duração do epoch, ajustar o valor mínimo e máximo dos direitos dos validadores, modificar parâmetros do sistema, atualizações de software do código central da blockchain, bem como a atualização do módulo do framework Aptos ( e um conjunto de bibliotecas de desenvolvimento core Move ) para corrigir bugs ou melhorar funcionalidades.

4. AptosBFTv4 Consenso Eficiente

AptosBFTv4 é o primeiro protocolo BFT de blockchain de produção com prova de correção rigorosa. Este protocolo utiliza um design de resposta otimista, oferecendo 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 compensação de comunicação.

Ao implementar, considera-se a rigorosidade da segurança e a escalabilidade, a implementação separa claramente as invariantes para facilitar o isolamento e a auditoria eficaz, aplicando a filosofia de não bifurcação. O mesmo conjunto de software foi atualizado 4 vezes e testado na rede principal, provando a minuciosidade e robustez de seu processo de desenvolvimento. Na quarta iteração, o AptosBFTv4 tornou-se o protocolo de consenso tolerante a falhas bizantinas mais rápido e pronto para produção.

Mesmo que alguns nós fiquem fora do ar, o Aptos consegue garantir o funcionamento normal de toda a rede. Isso se deve à manutenção do sistema de reputação on-chain, que usa a disponibilidade e o desempenho passados como indicadores para o futuro, minimizando automaticamente o impacto negativo de validadores que são lentos e têm um desempenho ruim.

5. Aumentar a Garantia de Confiança do Usuário

As contas Aptos suportam uma gestão de chaves flexível, incluindo funcionalidades como rotação de chaves, agilidade na criptografia e um modelo de custódia híbrido. A rotação de chaves é um bom hábito de uso e é muito importante para prevenir ataques remotos. Em outras blockchains, a rotação só pode ser feita migrando todos os ativos para uma nova conta. O método de desacoplamento de contas e chaves da Aptos permite adicionar facilmente novos algoritmos de assinatura digital para suportar diferentes tipos de chaves públicas e privadas. O modelo de custódia híbrido suporta soluções avançadas de recuperação e gestão de contas, ajudando a fechar a lacuna entre o Web2 e o Web3.

As carteiras podem usar a pré-execução de transações para explicar os resultados das transações antes da assinatura do usuário. Avaliar a transação antes da assinatura pode reduzir riscos de segurança, como phishing. Para otimizar ainda mais a experiência do usuário, a blockchain Aptos limita a viabilidade de cada transação e protege os signatários contra a influência de validade ilimitada por meio de três camadas de proteção: número de série, tempo de expiração e ID da cadeia.

O protocolo de consenso da Aptos e o armazenamento autenticado proporcionam suporte sem costura para o protocolo de clientes leves, resultando em uma experiência do usuário mais segura e confiável. A rede Aptos acolhe qualquer um que se conecte a nós para acessar dados verificados diretamente, refletindo a ideia do Web3 de "sem necessidade de confiança, verifique". Para isso, a Aptos é construída sobre uma estrutura de árvore de multicast eficiente, oferecendo uma rede de propagação de estado de blockchain de alta taxa de transferência e baixa latência para os participantes. Os participantes podem processar todas as transações desde a gênese ou podem ignorar a história da blockchain e sincronizar apenas o estado mais recente. Clientes leves podem sincronizar partes do estado da blockchain, como contas específicas ou valores de dados, e habilitar a leitura de estado verificada.

6. Arquitetura modular voltada para o futuro

Aptos tem uma filosofia de design que permite a escalabilidade, construindo cada componente do sistema com base em princípios de modularidade e flexibilidade desde o início. Isso permite que a arquitetura Aptos suporte atualizações frequentes, adote rapidamente os mais recentes avanços tecnológicos e ofereça suporte técnico para novos casos de uso.

O design modular da Aptos traz flexibilidade para o cliente e é otimizado para atualizações frequentes sem downtime. Essas características foram validadas em iterações anteriores da mainnet, na testnet e em vários testes de estresse internos. A blockchain Aptos inclui um protocolo de gerenciamento de mudanças on-chain embutido, que pode implantar rapidamente inovações tecnológicas e suportar novos cenários de aplicativos Web3.

7. Mecanismo de Recompensa Baseado em Propostas

Na rede de testes de incentivos Aptos 3, foi adotado um sistema de recompensas baseado em votos. Neste modelo, uma vez que dois terços dos votos cheguem ao nó proponente, o consenso BFT é alcançado, o que significa que um terço dos votos posteriores não foram incluídos, e os validadores relevantes também não receberam recompensas.

Isto pode levar a uma competição por latência, com os validadores mais próximos do cluster principal a receberem frequentemente mais recompensas. Nessa situação, os operadores de nós moverão os nós para locais mais próximos do cluster principal para melhorar a latência, aumentando assim as recompensas de staking, o que prejudica a descentralização e a distribuição geográfica, uma vez que incentiva a concentração de nós.

Aptos implementou agora recompensas baseadas no desempenho das propostas como parte do sistema de recompensas de staking, para promover um maior grau de descentralização. O sistema baseado em propostas tem um tempo limite maior do que a votação, sendo menos sensível a atrasos inter-regionais. Isso aumenta a taxa de recompensa para nós em regiões remotas e mitiga o impacto da distribuição geográfica. O modelo de recompensas ainda considera o comportamento de votação, pois um bom desempenho de votação afeta a probabilidade de eleição dos proponentes.

8. Árvore Merkle Sparsa de Alto Desempenho

Aptos utiliza a Jellyfish Merkle Tree (JMT), aproveitando um padrão de chave baseado em versões monotonicamente crescente para otimizar o mecanismo de armazenamento subjacente baseado em LSM ( como o RocksDB). O JMT alcançou um equilíbrio prático entre CPU, I/O e ocupação de armazenamento, garantindo um desempenho satisfatório enquanto controla o tamanho dos dados em estado de expansão no disco.

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