Les 8 grandes innovations du réseau Aptos qui en font un leader des nouvelles blockchains

Aptos, en tant que réseau blockchain à très faible latence et à très haut débit, a apporté une transformation considérable aux développeurs pour la création d'applications web3. Cet article présentera les 8 moteurs principaux du développement du réseau Aptos.

1. Move langages : mieux adapté pour construire des applications

Le langage Move sur Aptos offre aux développeurs un environnement de développement supérieur, augmentant considérablement l'efficacité du développement. Move est un langage de programmation expressif et facile à utiliser, conçu pour la gestion sécurisée des actifs.

La blockchain Aptos est profondément intégrée au langage Move, les deux partageant de nombreuses idées de conception fondamentales, ce qui fait d'Aptos une plateforme de développement Move efficace et agréable. Move a été initialement conçu pour le prédécesseur de la blockchain Aptos, cette origine garantissant que les développeurs Move existants peuvent construire sans effort sur Aptos, et que les nouveaux développeurs Move peuvent également bénéficier des documents, guides et exemples précédents.

Aptos a grandement amélioré l'écosystème Move en ajoutant plusieurs fonctionnalités au niveau du langage et du cadre. Ces améliorations incluent une architecture de sécurité complète, une mesure du gaz détaillée et configurable, une capacité de mise à niveau du code, des tables à grande échelle, des comptes de ressources, etc. De plus, le vérificateur Move, en tant qu'outil de vérification formelle des contrats intelligents Move, offre une protection supplémentaire pour les invariants des contrats et a été activement étendu dans Aptos.

De nombreux chercheurs et développeurs précoces du langage Move sont toujours actifs dans l'écosystème Aptos, améliorant continuellement le langage Move et la communauté. Après quatre ans de tests et de validations, le langage Move a prouvé qu'il s'agit d'un langage de développement mature pouvant être utilisé en environnement de production.

2. Block-STM : apporter plus de liberté de programmation

Block-STM est un moteur d'exécution parallèle de contrats intelligents innovant, construit autour des principes de mémoire de transaction et de contrôle de concurrence optimiste d'Aptos. Cette nouvelle méthode de parallélisation des transactions peut considérablement accélérer la vitesse de traitement des transactions sans affecter l'expérience des développeurs.

Contrairement aux moteurs d'exécution parallèles qui nécessitent de lire/écrire des données pour compromettre l'atomicité des transactions, Block-STM permet aux développeurs de coder librement, réalisant ainsi un débit plus élevé et une latence plus faible pour des scénarios d'application réels. Les développeurs peuvent facilement construire des applications hautement parallélisées grâce à Block-STM. Block-STM prend en charge une atomicité plus riche que d'autres environnements d'exécution parallèle qui nécessitent généralement de décomposer les opérations en plusieurs transactions (compromettant l'atomicité logique), améliorant ainsi l'expérience utilisateur en réduisant la latence et en augmentant l'efficacité des coûts.

3. Gouvernance sur la chaîne et décentralisation

Pour soutenir un réseau Layer 1 véritablement décentralisé et sans autorisation, Aptos a intégré un mécanisme de gouvernance en chaîne, permettant des changements transparents de la configuration du réseau et de la machine virtuelle. Le testnet incitatif 3 d'Aptos et le mainnet ont déjà prouvé cela.

Sur la chaîne principale, la fiabilité du réseau a été améliorée en réduisant la "limitation de l'augmentation des droits de vote". Ce paramètre permet des seuils plus agressifs pour guider rapidement le réseau. Plus de 52 % des détenteurs de jetons ont voté en faveur de cette proposition pour aider à protéger le réseau.

Depuis sa création, la communauté Aptos a pu créer et voter sur des propositions influençant le comportement de la blockchain Aptos. Ces propositions de gouvernance incluent : des changements de durée entre les époques, des ajustements des valeurs minimales et maximales des droits des validateurs, des modifications de drapeau, des mises à niveau logicielles du code de la blockchain principale, ainsi que des mises à niveau des modules du cadre Aptos (un ensemble de bibliothèques de développement Move essentielles, utilisées pour corriger des bogues ou améliorer les fonctionnalités de la blockchain Aptos).

4. AptosBFTv4 : consensus efficace

AptosBFTv4 est le premier protocole BFT de blockchain de niveau production avec une preuve de correction stricte. Ce protocole utilise un mécanisme de réponse optimiste, capable de fournir une faible latence et un haut débit, tout en exploitant pleinement les ressources du réseau sous-jacent. En s'appuyant sur Hotstuff, AptosBFTv4 réduit le délai de soumission de 3 étapes à 2 étapes, réduisant ainsi de 33 % la latence sans sacrifier la compensation de communication.

Dans le cadre de son implémentation, AptosBFTv4 a pleinement pris en compte la rigueur de la sécurité et l'évolutivité. Sa réalisation sépare clairement les invariants, facilitant l'isolation et un audit efficace, ce qui impose le principe de non-forking. La même pile logicielle a subi 4 mises à niveau et a été testée sur un réseau en temps réel, prouvant la réflexion et la robustesse de son processus de développement. Lors de la quatrième itération, AptosBFTv4 est devenu le protocole de consensus byzantin tolérant aux pannes le plus rapide, utilisable en environnement de production.

Même si certains nœuds rencontrent des problèmes, Aptos peut garantir le bon fonctionnement du réseau dans son ensemble. Cela est dû au maintien d'un système de réputation sur la chaîne, qui utilise la disponibilité et la performance passées comme indicateurs pour l'avenir, minimisant automatiquement l'impact négatif des validateurs peu réactifs et sous-performants.

5. Mécanismes de sécurité qui renforcent la confiance des utilisateurs

Les comptes Aptos prennent en charge une gestion flexible des clés, y compris la rotation des clés, la sensibilité à la cryptographie et des modèles de garde hybrides. La rotation des clés est une bonne pratique d'utilisation, essentielle pour prévenir les attaques à distance qui pourraient mettre en danger plusieurs comptes. Sur d'autres blockchains, la rotation peut uniquement être effectuée en migrant tous les actifs vers un nouveau compte. Aptos adopte une approche de découplage entre les comptes et les clés, ce qui lui permet d'ajouter sans effort de nouveaux algorithmes de signature numérique pour prendre en charge différents types de clés publiques et privées. Le modèle de garde hybride prend en charge des solutions avancées de récupération et de gestion des comptes, aidant à combler le fossé entre le Web2 et le Web3.

Les portefeuilles peuvent utiliser la fonction de pré-exécution des transactions, expliquant le résultat de la transaction à l'utilisateur avant qu'il ne signe. Cette méthode d'évaluation des transactions avant la signature peut efficacement réduire les risques de sécurité tels que le phishing, qui deviennent de plus en plus courants dans l'environnement Web3. Pour optimiser davantage l'expérience utilisateur, la blockchain Aptos limite la faisabilité de chaque transaction et protège le signataire contre l'impact d'une validité illimitée grâce à une triple protection par numéro de série, date d'expiration et ID de chaîne, empêchant ainsi efficacement les erreurs ou les attaques.

Le protocole de consensus d'Aptos et le stockage vérifié assurent un support transparent pour le protocole des clients légers, offrant ainsi une expérience utilisateur plus sécurisée et plus fiable. Le réseau Aptos invite quiconque à se connecter à un nœud complet pour accéder directement aux données vérifiées, ce qui souligne le principe "méfiance, mais vérification" du Web3. À cette fin, Aptos est construit sur une structure d'arbre multicast efficace, fournissant aux participants un réseau à haut débit et à faible latence pour la propagation de l'état de la blockchain. Les participants peuvent choisir de traiter toutes les transactions depuis la genèse ou de sauter complètement l'historique de la blockchain et de synchroniser uniquement l'état le plus récent de la blockchain. Les clients légers peuvent synchroniser une partie de l'état de la blockchain, comme des comptes ou des valeurs de données spécifiques, et activer des lectures d'état vérifiées, par exemple en utilisant un horodatage BFT pour obtenir un solde de compte vérifié.

6. Architecture modulaire tournée vers l'avenir

Aptos a une tradition de modularité et de flexibilité depuis sa conception. Cela permet à l'architecture d'Aptos de supporter des mises à jour fréquentes, ce qui signifie que la blockchain peut rapidement adopter les dernières avancées technologiques et fournir un soutien technique pour les nouveaux cas d'utilisation.

La conception modulaire d'Aptos crée une flexibilité pour le client et est optimisée pour des mises à jour fréquentes sans temps d'arrêt. Ces caractéristiques ont été pleinement démontrées lors des itérations précédentes du réseau principal, des tests du réseau et de plusieurs tests de charge internes. La blockchain Aptos comprend un protocole de gestion des modifications en chaîne intégré, permettant de déployer rapidement des innovations technologiques et de soutenir de nouveaux cas d'utilisation Web3.

7. Système de récompense basé sur les propositions

Dans le réseau de test incitatif Aptos 3, le réseau a adopté un système de récompenses basé sur le vote. Dans ce modèle, une fois que les deux tiers des votes atteignent le nœud proposeur, le consensus BFT est atteint. Cela signifie qu'un tiers des votes ultérieurs ne sont pas inclus, et les validateurs concernés ne reçoivent pas de récompense.

Cela peut entraîner une concurrence pour la latence, les validateurs proches du cluster principal ayant souvent plus de récompenses. Dans ce cas, les opérateurs de nœuds ont tendance à déplacer leurs nœuds plus près du cluster principal pour améliorer la latence et augmenter les récompenses de staking, ce qui nuit à la décentralisation et à la répartition géographique. Pour favoriser un plus grand degré de décentralisation, Aptos a désormais mis en place des récompenses basées sur la performance des propositions comme système de récompense pour le staking.

Les systèmes basés sur des propositions ont un temps de dépassement plus élevé que le vote et sont moins sensibles aux délais interrégionaux. Cela augmente le taux de récompense des nœuds dans les zones éloignées, atténuant ainsi l'impact de la répartition géographique. Par exemple, même si les validateurs ne sont pas situés physiquement dans le cluster de nœuds maximal, ils peuvent recevoir des récompenses raisonnables. Le modèle de récompense continue de prendre en compte le comportement de vote, car une bonne performance de vote influence la probabilité d'élection des proposeurs.

8. Arbre de Merkle sparse à haute performance

Aptos utilise la conception Jellyfish Merkle Tree (JMT), tirant parti d'un modèle de clé basé sur des versions monotoniques croissantes pour optimiser les performances d'écriture du moteur de stockage sous-jacent basé sur LSM (comme RocksDB). JMT atteint un équilibre pratique entre le CPU, l'I/O et l'espace de stockage, garantissant des performances satisfaisantes tout en maintenant la taille des données d'état sur le disque dans une plage gérable.

En plus de JMT comme format de persistance d'état Aptos, il existe une autre implémentation d'arbre de Merkle épars en mémoire et sans verrou. Cette implémentation est spécialement conçue pour le cache et la parallélisation, et est utilisée avec Block-STM pour faciliter les mises à jour d'état global à haute performance.