Aptos網路的8大創新驅動力

Aptos作爲區塊鏈領域延遲最低、吞吐量最高的公鏈之一，爲開發者構建Web3應用帶來了巨大變革。本文將介紹推動Aptos網路蓬勃發展的8項核心創新。

1. Move語言優化應用開發

Aptos採用Move編程語言,爲開發者提供了更優越的開發環境,顯著提升了開發效率。Move語言表達能力強,易於使用,專爲安全的資產管理而設計。

Aptos與Move共享許多核心設計理念,使其成爲高效愉快的Move開發平台。由於Move最初就是爲Aptos的前身設計,現有Move開發者可以無縫遷移到Aptos,新手也能從豐富的文檔和示例中受益。

Aptos在語言和框架層面增加了多項功能,大幅改進了Move生態系統,包括完善的安全架構、可配置的gas計量、代碼可升級性等。Move驗證器爲智能合約提供了額外的安全保障,並在Aptos上得到了積極擴展。

許多Move語言的早期研究者和開發者仍活躍在Aptos生態中,不斷完善Move語言和社區。經過四年的驗證,Move已成爲一種成熟的生產級開發語言。

2. Block-STM提供更自由的編程體驗

Block-STM是一種創新的智能合約並行執行引擎,基於Aptos的交易內存和樂觀並發控制原理構建。這種新型的交易並行化方法可以在不影響開發體驗的前提下加快交易處理速度。

與需要讀寫數據來破壞交易原子性的並行執行引擎不同,Block-STM讓開發者可以自由編碼,爲實際應用場景實現更高吞吐量和更低延遲。開發者可以輕鬆構建高度並行化的應用,Block-STM支持比其他需要將操作拆分爲多個交易的並行環境更強的原子性,從而提升用戶體驗。

3. 鏈上治理促進去中心化

爲支持真正去中心化和無許可的Layer 1,Aptos內置了鏈上治理機制,可實現網路和虛擬機配置的無縫更新。這一點在Aptos測試網和主網上已得到驗證。

在主網上,通過降低"投票權增加限制"提高了網路可靠性。超過52%的代幣持有者投票支持這一提案,有助於保護網路安全。

自誕生以來,Aptos社區就能創建和投票表決影響區塊鏈行爲的提案。治理提案包括:修改epoch持續時間,調整驗證者最低和最高權益,修改系統參數,升級核心區塊鏈代碼,以及更新Aptos框架模塊等。

4. AptosBFTv4高效共識機制

AptosBFTv4是首個具有嚴格正確性證明的生產級區塊鏈BFT協議。該協議採用樂觀響應機制,可提供低延遲和高吞吐量,充分利用底層網路性能。相比Hotstuff,AptosBFTv4將提交延遲從3步減少到2步,在不犧牲通信效率的情況下減少了33%的延遲。

AptosBFTv4在實施時充分考慮了安全性和可升級性,清晰分離不變量以便隔離和審計,強制執行不分叉原則。同一套軟件已經過4次升級並在生產網路上測試,證明了其開發過程的周密性和穩健性。

即使個別節點宕機,Aptos也能確保整個網路的正常運行。這得益於鏈上信譽系統,該系統將過往可用性和性能作爲未來指標,自動將表現不佳驗證者的負面影響降到最低。

5. 增強用戶信心的安全機制

Aptos帳戶支持靈活的密鑰管理,包括密鑰輪換、加密敏捷性和混合托管模型等功能。密鑰輪換有助於防範遠程攻擊,而在其他區塊鏈上只能通過遷移所有資產到新帳戶來實現。帳戶與密鑰的解耦使Aptos能無縫添加新的數字籤名算法。混合托管模型支持高級恢復方案和帳戶管理,有助於彌合Web2和Web3之間的鴻溝。

錢包可以使用交易預執行功能,在用戶籤名前解釋交易結果,有助於減輕網絡釣魚等安全風險。Aptos還通過序列號、到期時間和鏈ID三重保護,限制了每筆交易的有效性,防止錯誤或攻擊。

Aptos的共識協議和經過認證的存儲實現了對輕客戶端協議的無縫支持,提供更安全可靠的用戶體驗。任何人都可以連接全節點直接訪問經過認證的數據。Aptos基於高效的多播樹結構,爲參與者提供高吞吐量、低延遲的區塊鏈狀態傳播網路。

6. 面向未來的模塊化架構

Aptos具有可升級的歷史,從設計之初就將系統各個部分模塊化,以實現最大靈活性。這使Aptos架構能支持頻繁升級,快速採用最新技術進步,爲新興用例提供支持。

模塊化設計創造了客戶端靈活性,針對零停機頻繁升級進行了優化。這些特性在之前的主網迭代、測試網和內部壓力測試中得到了充分驗證。Aptos內置鏈上變更管理協議,可快速部署新技術創新並支持新的Web3應用場景。

7. 基於提案的獎勵機制

Aptos現已實施基於提案績效的質押獎勵系統,以促進更大程度的去中心化。這一系統比基於投票的獎勵機制具有更高的超時容忍度,對跨區域延遲不太敏感。

這提高了偏遠地區節點的獎勵率,抑制了地理分布的影響。獎勵模式仍然考慮投票行爲,因爲良好的投票表現會影響提議者選舉概率。這種機制有助於實現更均衡的網路分布。

8. 高性能Sparse Merkle Tree

Aptos採用Jellyfish Merkle Tree (JMT)設計,利用單調遞增的基於版本的密鑰模式來優化底層存儲引擎的寫入性能。JMT在CPU、I/O和存儲佔用之間取得了實用的平衡,確保了良好性能的同時控制了狀態數據的膨脹。

除JMT作爲Aptos狀態的持久化格式外,還有一種內存中、無鎖的稀疏Merkle樹實現,專爲緩存和並行化而設計,與Block-STM配合使用以實現高性能全局狀態更新。

這些創新共同推動了Aptos網路的發展,爲構建下一代Web3應用奠定了堅實基礎。