As 8 grandes inovações da rede Aptos ajudam-na a tornar-se uma das principais blockchains.

Aptos, como uma rede blockchain de latência extremamente baixa e alta capacidade de processamento, trouxe uma grande transformação para os desenvolvedores na construção de aplicações web3. Este artigo apresentará os 8 motores centrais do desenvolvimento da rede Aptos.

1. Move linguagem: mais adequada para construir aplicações

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

A blockchain Aptos integra profundamente a linguagem Move, compartilhando muitos princípios de design centrais, tornando a Aptos uma plataforma de desenvolvimento Move eficiente e agradável. A Move foi originalmente projetada para a predecessora da blockchain Aptos, e essa origem garante que os desenvolvedores Move existentes possam construir na Aptos sem problemas, e novos desenvolvedores Move também podem se beneficiar de documentos, guias e exemplos anteriores.

Aptos melhorou significativamente o ecossistema Move ao adicionar várias funcionalidades em termos 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, como uma ferramenta de verificação formal para contratos inteligentes Move, oferece uma garantia adicional para invariantes de contrato e foi amplamente expandido no Aptos.

Muitos dos primeiros pesquisadores e desenvolvedores da linguagem Move ainda estão ativos no ecossistema Aptos, aprimorando continuamente a linguagem Move e a comunidade. Após quatro anos de testes e validação, a linguagem Move já provou ser uma linguagem de desenvolvimento madura que pode ser usada em ambientes de produção.

2. Block-STM: traz mais liberdade de programação

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

Diferentemente do mecanismo de execução paralela que precisa ler/escrever dados para comprometer a atomicidade das transações, o Block-STM permite que os desenvolvedores codifiquem livremente, alcançando maior taxa de transferência e menor latência para cenários de aplicação reais. Os desenvolvedores podem utilizar 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 normalmente exigem que as operações sejam divididas em várias transações (comprometendo a atomicidade lógica), melhorando assim a experiência do usuário ao reduzir a latência e aumentar a eficiência de custos.

3. Governança na cadeia e descentralização

Para apoiar uma rede Layer 1 verdadeiramente descentralizada e sem permissão, o Aptos incorporou um mecanismo de governança on-chain, permitindo alterações sem costura na configuração da rede e da máquina virtual. A rede de teste de incentivos 3 do Aptos e a mainnet já provaram isso.

Na mainnet, a confiabilidade da rede foi aumentada ao reduzir o "limite de aumento do poder de voto". Esta configuração permite limites mais agressivos para guiar rapidamente a rede. 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 influenciam o comportamento da blockchain Aptos. Estas propostas de governança incluem: alterações à duração entre epochs, ajustes nos valores mínimo e máximo dos direitos dos validadores, modificações de sinal, atualizações de software do código central da blockchain, bem como atualizações dos módulos do framework Aptos (um conjunto de bibliotecas centrais Move para corrigir bugs ou melhorar as funcionalidades da blockchain Aptos).

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, capaz de fornecer baixa latência e alta taxa de transferência, aproveitando ao máximo os recursos da rede subjacente. Melhorando sobre o Hotstuff, o AptosBFTv4 reduziu o atraso de confirmação de 3 etapas para 2 etapas, diminuindo em 33% a latência sem sacrificar a compensação de comunicação.

Durante o processo de implementação, o AptosBFTv4 considerou cuidadosamente a rigorosidade da segurança e a escalabilidade. Sua implementação separa claramente as invariantes, facilitando o isolamento e a auditoria eficaz, forçando a execução da filosofia de não bifurcação. O mesmo conjunto de software passou por 4 atualizações e foi testado em uma rede em tempo real, provando a consideração 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 utilizável em ambientes de produção.

Mesmo que nós individuais apresentem falhas, a Aptos consegue garantir o funcionamento normal de toda a rede. Isso se deve à manutenção do sistema de reputação na cadeia, que usa a disponibilidade e o desempenho passados como indicadores para o futuro, minimizando automaticamente o impacto negativo dos validadores com reações lentas e desempenho fraco.

5. Mecanismos de segurança que aumentam a confiança do usuário

As contas Aptos suportam uma gestão flexível de chaves, incluindo rotação de chaves, doação criptografada e modelos de custódia híbrida. A rotação de chaves é um bom hábito de uso, sendo crucial para prevenir ataques remotos que podem comprometer contas de múltiplas partes. Em outras blockchains, a rotação só pode ser feita 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 apoia soluções avançadas de recuperação e gestão de contas, ajudando a fechar a lacuna entre Web2 e Web3.

As carteiras podem utilizar a funcionalidade de pré-execução de transações, explicando aos usuários os resultados das transações antes da assinatura. Este método de avaliar transações antes da assinatura pode efetivamente reduzir riscos de segurança, como phishing, que se tornam cada vez mais comuns no ambiente Web3. 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 infinita através de uma proteção tripla com número de série, data de expiração e ID da cadeia, prevenindo efetivamente erros ou ataques.

O protocolo de consenso da Aptos e o armazenamento autenticado implementam suporte sem costura para o protocolo de cliente leve, proporcionando uma experiência de usuário mais segura e confiável. A rede Aptos acolhe qualquer um que se conecte a nós de plena capacidade para acessar diretamente os dados autenticados, enfatizando a filosofia "desconfiar, mas verificar" da Web3. Para isso, a Aptos é construída sobre uma estrutura de árvore de multicast eficiente, oferecendo aos participantes uma rede de alta capacidade e baixa latência para a propagação do estado da blockchain. Os participantes podem optar por processar todas as transações desde a gênese ou podem pular completamente o histórico da blockchain, sincronizando apenas o estado mais recente da blockchain. Os clientes leves podem sincronizar parte do estado da blockchain, como contas específicas ou valores de dados, e habilitar a leitura de estado autenticada, como obter saldos de contas autenticados usando um carimbo de tempo BFT.

6. Arquitetura modular voltada para o futuro

Aptos possui uma tradição de escalabilidade, desde o início do seu design, cada área do sistema foi concebida com foco na modularidade e flexibilidade. Isso permite que a arquitetura do Aptos suporte atualizações frequentes, o que significa que a blockchain pode rapidamente adotar os mais recentes avanços tecnológicos e fornecer suporte técnico para novos casos de uso.

O design modular da Aptos cria flexibilidade para o cliente e é otimizado para atualizações frequentes sem tempo de inatividade. Essas características foram plenamente demonstradas 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 permite a rápida implementação de inovações tecnológicas e suporta novos casos de uso do Web3.

7. Sistema de recompensas baseado em propostas

Na rede de teste de incentivos Aptos 3, foi adotado um sistema de recompensas baseado em votação. Neste modelo, uma vez que dois terços dos votos cheguem ao nó proponente, o consenso BFT é alcançado. Isso significa que um terço dos votos posteriores não é incluído, e os validadores correspondentes não recebem recompensas.

Isto pode levar a uma concorrência de latência, onde os validadores próximos ao grupo de nós principais tendem a obter mais recompensas. Nessa situação, os operadores de nós tendem a mover os nós para locais mais próximos do grupo principal para melhorar a latência e aumentar as recompensas de staking, o que é prejudicial à descentralização e à distribuição geográfica. Para promover um maior grau de descentralização, a Aptos implementou agora recompensas baseadas no desempenho de propostas como sistema de recompensas de staking.

Os sistemas baseados em propostas têm um tempo de espera mais alto do que a votação e são menos sensíveis a latências inter-regionais. Isso aumenta a taxa de recompensa para nós em áreas remotas, mitigando o impacto da distribuição geográfica. Por exemplo, mesmo que os validadores não estejam localizados fisicamente no maior agrupamento de nós, eles ainda podem receber recompensas razoáveis. O modelo de recompensas continua a considerar o comportamento de votação, uma vez que um bom desempenho de votação impacta a probabilidade de eleição dos proponentes.

8. Árvore de Merkle esparsa de alto desempenho

Aptos utiliza o Jellyfish Merkle Tree (JMT), aproveitando um padrão de chave baseado em versões que é monótonamente crescente para otimizar o desempenho de escrita do mecanismo de armazenamento subjacente baseado em LSM (como o RocksDB). O JMT alcança um equilíbrio prático entre CPU, I/O e espaço de armazenamento, garantindo um desempenho satisfatório, ao mesmo tempo que mantém o tamanho dos dados de estado no disco dentro de limites gerenciáveis.

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