Aptos, en tant que l'une des blockchains avec le plus faible délai et le plus haut débit sur le marché des cryptomonnaies, a apporté des changements significatifs aux développeurs pour la construction d'applications Web3. Cet article présentera les 8 innovations clés qui font progresser le réseau Aptos.
1. Move langue : mieux adaptée à la construction d'applications
Aptos utilise le langage Move, offrant aux développeurs un meilleur environnement de développement et améliorant l'efficacité du développement. Move est un langage de programmation puissant et facile à utiliser, conçu pour une gestion sécurisée des actifs.
La blockchain Aptos est fortement intégrée à la langue Move, 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 d'Aptos, cette origine garantit que les développeurs Move existants peuvent migrer sans effort vers Aptos, tandis que les débutants peuvent également bénéficier de la documentation et des exemples existants.
Aptos a ajouté plusieurs fonctionnalités au niveau du langage et du cadre, améliorant considérablement l'écosystème Move, y compris une architecture de sécurité complète, une mesure de gaz détaillée et configurable, une capacité de mise à niveau du code, des comptes de ressources, etc. De plus, les validateurs Move fournissent une protection supplémentaire des invariants pour les contrats intelligents, se développant activement sur Aptos.
De nombreux chercheurs et développeurs du langage Move continuent de construire au sein de l'écosystème Aptos, renforçant sans cesse le langage Move et la communauté. Après quatre ans de tests et de validation, Move est devenu 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 de nouvelle génération, construit sur la mémoire des transactions d'Aptos et les principes de contrôle de concurrence optimiste. Cette méthode innovante de parallélisation des transactions peut accélérer la vitesse de traitement des transactions sans nuire à l'expérience de développement.
Contrairement aux moteurs d'exécution parallèle qui nécessitent la lecture et l'écriture de données pour compromettre l'atomicité des transactions, Block-STM permet aux développeurs de coder librement, réalisant un débit plus élevé et une latence plus faible pour des cas d'utilisation réels. Les développeurs peuvent facilement construire des applications hautement parallèles avec Block-STM. Block-STM prend en charge une atomicité plus riche que d'autres environnements d'exécution parallèle qui nécessitent généralement de diviser les opérations en plusieurs transactions, 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 Layer 1 véritablement décentralisé et sans autorisation, Aptos a intégré un mécanisme de gouvernance en chaîne, permettant des modifications fluides de la configuration du réseau et de la machine virtuelle. Les réseaux de test et principaux d'Aptos ont prouvé cela.
Sur la chaîne principale, la fiabilité du réseau a été améliorée en réduisant les "limitations d'augmentation des droits de vote". 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 été en mesure de créer et de voter sur des propositions affectant le comportement de la blockchain. Les propositions de gouvernance comprennent : modifier la durée d'epoch, ajuster les valeurs minimales et maximales des droits des validateurs, modifier les paramètres du système, mettre à niveau le code de la blockchain principale, ainsi que mettre à jour le module du framework Aptos ( et un ensemble de bibliothèques de développement Move essentielles ) pour corriger des bugs ou améliorer des fonctionnalités.
4. AptosBFTv4 : consensus efficace
AptosBFTv4 est le premier protocole BFT de blockchain de niveau production avec une preuve de correctitude rigoureuse. Ce protocole utilise un mécanisme de réponse optimiste, permettant une faible latence et un haut débit, en tirant pleinement parti des performances du réseau sous-jacent. Basé sur Hotstuff, AptosBFTv4 réduit le délai de soumission de 3 étapes à 2 étapes, réduisant de 33 % la latence sans sacrifier la complexité de communication.
L'implémentation d'AptosBFTv4 prend en compte la sécurité et l'évolutivité, avec une séparation claire des invariants pour permettre l'isolement et un audit efficace, en appliquant le principe de non-fork. La même pile logicielle a été mise à niveau quatre fois et testée sur le réseau en temps réel, prouvant la rigueur 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 et prêt pour la production.
Même si certains nœuds sont hors service, Aptos peut garantir le bon fonctionnement de l'ensemble du réseau. Cela est dû à un système de réputation en chaîne, qui utilise la disponibilité et les performances passées comme indicateurs futurs, minimisant automatiquement l'impact négatif des validateurs lents et sous-performants.
5. Mécanismes de sécurité renforçant la confiance des utilisateurs
Les comptes Aptos prennent en charge une gestion flexible des clés, y compris la rotation des clés, l'agilité cryptographique et des modèles de gestion hybride. La rotation des clés est une bonne pratique de sécurité, essentielle pour prévenir les attaques à distance. Sur d'autres blockchains, la rotation ne peut être réalisée qu'en migrant tous les actifs vers un nouveau compte. La méthode de découplage des comptes et des clés d'Aptos permet d'ajouter sans effort de nouveaux algorithmes de signature numérique, prenant en charge davantage de types de clés publiques et privées. Le modèle de gestion hybride prend en charge des solutions avancées de récupération et de gestion des comptes, contribuant à combler le fossé entre Web2 et Web3.
Le portefeuille peut utiliser la fonction de pré-exécution des transactions, expliquant le résultat de la transaction avant que l'utilisateur ne signe. Cette capacité d'évaluation anticipée des transactions peut réduire les risques de sécurité tels que le phishing. Pour améliorer davantage l'expérience utilisateur, la blockchain Aptos limite la faisabilité de chaque transaction et protège le signataire des impacts d'une validité illimitée grâce à une triple protection par numéro de série, date d'expiration et ID de chaîne.
Le protocole de consensus d'Aptos et le stockage vérifié offrent un support transparent pour les protocoles de clients légers, ce qui conduit à une expérience utilisateur plus sécurisée et fiable. Le réseau Aptos invite quiconque à se connecter à des nœuds complets pour accéder directement aux données authentifiées, incarnant le principe de "ne pas faire confiance, mais vérifier" de Web3. Pour ce faire, Aptos a établi une structure d'arbre de multidiffusion efficace, offrant un réseau à haut débit et à faible latence pour diffuser l'état de la blockchain aux participants. Les participants peuvent traiter toutes les transactions depuis la genèse ou sauter l'historique pour synchroniser directement l'état le plus récent. Les clients légers peuvent synchroniser une partie de l'état de la blockchain, comme des comptes spécifiques ou des valeurs de données, et activer des lectures d'état vérifiées, par exemple en utilisant des horodatages BFT pour obtenir des soldes de comptes vérifiés.
6. Architecture modulaire orientée vers l'avenir
Aptos a une histoire évolutive, conçue dès le départ sur la modularité et la flexibilité. Cela permet à l'architecture d'Aptos de supporter des mises à niveau fréquentes, ce qui signifie que la blockchain peut rapidement adopter les dernières avancées technologiques et fournir un soutien technique pour les cas d'utilisation émergents.
L'architecture modulaire d'Aptos offre une flexibilité client et est optimisée pour des mises à jour fréquentes sans temps d'arrêt. Ces caractéristiques ont été validées lors des itérations précédentes du réseau principal, des tests de réseau et de plusieurs tests de résistance internes. La blockchain Aptos comprend un protocole de gestion des modifications en chaîne intégré, permettant le déploiement rapide de nouvelles innovations technologiques et supportant de nouveaux cas d'utilisation Web3.
7. Mécanisme de récompense basé sur des propositions
Dans le réseau de test incitatif Aptos 3, un système de récompense basé sur le vote a été adopté. 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 n'ont pas été inclus et que les validateurs concernés n'ont pas reçu de récompenses.
Cela peut entraîner une concurrence de latence, les validateurs proches du cluster principal des nœuds ayant souvent plus de récompenses. Pour améliorer cette situation, les opérateurs de nœuds ont tendance à déplacer les nœuds plus près de la position du cluster principal, afin de réduire la latence et d'augmenter les récompenses de staking. Cependant, cela nuit à la décentralisation et à la distribution géographique, car cela encourage la concentration des nœuds.
Pour promouvoir un niveau de décentralisation plus élevé, Aptos a maintenant mis en œuvre un système de récompenses basé sur la performance des propositions en tant que système de récompense de staking. Le système basé sur les propositions a un temps d'expiration plus long que le vote et est moins sensible aux retards interrégionaux. Cela augmente le taux de récompense des nœuds dans les régions éloignées et atténue l'impact de la distribution géographique. Par exemple, même si les validateurs ne se trouvent pas physiquement dans l'emplacement du plus grand groupe de nœuds, ils peuvent toujours recevoir des récompenses raisonnables. Le modèle de récompense prend toujours en compte le comportement de vote, car une bonne performance de vote affecte la probabilité d'élection des proposeurs.
8. Arbre de Merkle clairsemé haute performance
Aptos utilise l'arbre de Merkle méduses (JMT) dans sa conception, en utilisant un schéma de clés basé sur des versions monotoniques pour optimiser les performances d'écriture du moteur de stockage sous-jacent basé sur LSM ( comme RocksDB). JMT atteint un équilibre pratique entre l'utilisation du CPU, de l'I/O et du stockage, garantissant de bonnes performances tout en contrôlant l'expansion des données d'état sur le disque.
En plus de JMT comme format de persistance d'état d'Aptos, il existe une autre implémentation de l'arbre de Merkle épars en mémoire et sans verrou. Cette implémentation est spécialement conçue pour le caching et la parallélisation, travaillant en conjonction avec Block-STM pour faciliter des mises à jour d'état global à haute performance.
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Les huit innovations du réseau Aptos : le moteur central d'une Blockchain haute performance
Les 8 grands moteurs d'innovation du réseau Aptos
Aptos, en tant que l'une des blockchains avec le plus faible délai et le plus haut débit sur le marché des cryptomonnaies, a apporté des changements significatifs aux développeurs pour la construction d'applications Web3. Cet article présentera les 8 innovations clés qui font progresser le réseau Aptos.
1. Move langue : mieux adaptée à la construction d'applications
Aptos utilise le langage Move, offrant aux développeurs un meilleur environnement de développement et améliorant l'efficacité du développement. Move est un langage de programmation puissant et facile à utiliser, conçu pour une gestion sécurisée des actifs.
La blockchain Aptos est fortement intégrée à la langue Move, 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 d'Aptos, cette origine garantit que les développeurs Move existants peuvent migrer sans effort vers Aptos, tandis que les débutants peuvent également bénéficier de la documentation et des exemples existants.
Aptos a ajouté plusieurs fonctionnalités au niveau du langage et du cadre, améliorant considérablement l'écosystème Move, y compris une architecture de sécurité complète, une mesure de gaz détaillée et configurable, une capacité de mise à niveau du code, des comptes de ressources, etc. De plus, les validateurs Move fournissent une protection supplémentaire des invariants pour les contrats intelligents, se développant activement sur Aptos.
De nombreux chercheurs et développeurs du langage Move continuent de construire au sein de l'écosystème Aptos, renforçant sans cesse le langage Move et la communauté. Après quatre ans de tests et de validation, Move est devenu 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 de nouvelle génération, construit sur la mémoire des transactions d'Aptos et les principes de contrôle de concurrence optimiste. Cette méthode innovante de parallélisation des transactions peut accélérer la vitesse de traitement des transactions sans nuire à l'expérience de développement.
Contrairement aux moteurs d'exécution parallèle qui nécessitent la lecture et l'écriture de données pour compromettre l'atomicité des transactions, Block-STM permet aux développeurs de coder librement, réalisant un débit plus élevé et une latence plus faible pour des cas d'utilisation réels. Les développeurs peuvent facilement construire des applications hautement parallèles avec Block-STM. Block-STM prend en charge une atomicité plus riche que d'autres environnements d'exécution parallèle qui nécessitent généralement de diviser les opérations en plusieurs transactions, 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 Layer 1 véritablement décentralisé et sans autorisation, Aptos a intégré un mécanisme de gouvernance en chaîne, permettant des modifications fluides de la configuration du réseau et de la machine virtuelle. Les réseaux de test et principaux d'Aptos ont prouvé cela.
Sur la chaîne principale, la fiabilité du réseau a été améliorée en réduisant les "limitations d'augmentation des droits de vote". 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 été en mesure de créer et de voter sur des propositions affectant le comportement de la blockchain. Les propositions de gouvernance comprennent : modifier la durée d'epoch, ajuster les valeurs minimales et maximales des droits des validateurs, modifier les paramètres du système, mettre à niveau le code de la blockchain principale, ainsi que mettre à jour le module du framework Aptos ( et un ensemble de bibliothèques de développement Move essentielles ) pour corriger des bugs ou améliorer des fonctionnalités.
4. AptosBFTv4 : consensus efficace
AptosBFTv4 est le premier protocole BFT de blockchain de niveau production avec une preuve de correctitude rigoureuse. Ce protocole utilise un mécanisme de réponse optimiste, permettant une faible latence et un haut débit, en tirant pleinement parti des performances du réseau sous-jacent. Basé sur Hotstuff, AptosBFTv4 réduit le délai de soumission de 3 étapes à 2 étapes, réduisant de 33 % la latence sans sacrifier la complexité de communication.
L'implémentation d'AptosBFTv4 prend en compte la sécurité et l'évolutivité, avec une séparation claire des invariants pour permettre l'isolement et un audit efficace, en appliquant le principe de non-fork. La même pile logicielle a été mise à niveau quatre fois et testée sur le réseau en temps réel, prouvant la rigueur 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 et prêt pour la production.
Même si certains nœuds sont hors service, Aptos peut garantir le bon fonctionnement de l'ensemble du réseau. Cela est dû à un système de réputation en chaîne, qui utilise la disponibilité et les performances passées comme indicateurs futurs, minimisant automatiquement l'impact négatif des validateurs lents et sous-performants.
5. Mécanismes de sécurité renforçant la confiance des utilisateurs
Les comptes Aptos prennent en charge une gestion flexible des clés, y compris la rotation des clés, l'agilité cryptographique et des modèles de gestion hybride. La rotation des clés est une bonne pratique de sécurité, essentielle pour prévenir les attaques à distance. Sur d'autres blockchains, la rotation ne peut être réalisée qu'en migrant tous les actifs vers un nouveau compte. La méthode de découplage des comptes et des clés d'Aptos permet d'ajouter sans effort de nouveaux algorithmes de signature numérique, prenant en charge davantage de types de clés publiques et privées. Le modèle de gestion hybride prend en charge des solutions avancées de récupération et de gestion des comptes, contribuant à combler le fossé entre Web2 et Web3.
Le portefeuille peut utiliser la fonction de pré-exécution des transactions, expliquant le résultat de la transaction avant que l'utilisateur ne signe. Cette capacité d'évaluation anticipée des transactions peut réduire les risques de sécurité tels que le phishing. Pour améliorer davantage l'expérience utilisateur, la blockchain Aptos limite la faisabilité de chaque transaction et protège le signataire des impacts d'une validité illimitée grâce à une triple protection par numéro de série, date d'expiration et ID de chaîne.
Le protocole de consensus d'Aptos et le stockage vérifié offrent un support transparent pour les protocoles de clients légers, ce qui conduit à une expérience utilisateur plus sécurisée et fiable. Le réseau Aptos invite quiconque à se connecter à des nœuds complets pour accéder directement aux données authentifiées, incarnant le principe de "ne pas faire confiance, mais vérifier" de Web3. Pour ce faire, Aptos a établi une structure d'arbre de multidiffusion efficace, offrant un réseau à haut débit et à faible latence pour diffuser l'état de la blockchain aux participants. Les participants peuvent traiter toutes les transactions depuis la genèse ou sauter l'historique pour synchroniser directement l'état le plus récent. Les clients légers peuvent synchroniser une partie de l'état de la blockchain, comme des comptes spécifiques ou des valeurs de données, et activer des lectures d'état vérifiées, par exemple en utilisant des horodatages BFT pour obtenir des soldes de comptes vérifiés.
6. Architecture modulaire orientée vers l'avenir
Aptos a une histoire évolutive, conçue dès le départ sur la modularité et la flexibilité. Cela permet à l'architecture d'Aptos de supporter des mises à niveau fréquentes, ce qui signifie que la blockchain peut rapidement adopter les dernières avancées technologiques et fournir un soutien technique pour les cas d'utilisation émergents.
L'architecture modulaire d'Aptos offre une flexibilité client et est optimisée pour des mises à jour fréquentes sans temps d'arrêt. Ces caractéristiques ont été validées lors des itérations précédentes du réseau principal, des tests de réseau et de plusieurs tests de résistance internes. La blockchain Aptos comprend un protocole de gestion des modifications en chaîne intégré, permettant le déploiement rapide de nouvelles innovations technologiques et supportant de nouveaux cas d'utilisation Web3.
7. Mécanisme de récompense basé sur des propositions
Dans le réseau de test incitatif Aptos 3, un système de récompense basé sur le vote a été adopté. 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 n'ont pas été inclus et que les validateurs concernés n'ont pas reçu de récompenses.
Cela peut entraîner une concurrence de latence, les validateurs proches du cluster principal des nœuds ayant souvent plus de récompenses. Pour améliorer cette situation, les opérateurs de nœuds ont tendance à déplacer les nœuds plus près de la position du cluster principal, afin de réduire la latence et d'augmenter les récompenses de staking. Cependant, cela nuit à la décentralisation et à la distribution géographique, car cela encourage la concentration des nœuds.
Pour promouvoir un niveau de décentralisation plus élevé, Aptos a maintenant mis en œuvre un système de récompenses basé sur la performance des propositions en tant que système de récompense de staking. Le système basé sur les propositions a un temps d'expiration plus long que le vote et est moins sensible aux retards interrégionaux. Cela augmente le taux de récompense des nœuds dans les régions éloignées et atténue l'impact de la distribution géographique. Par exemple, même si les validateurs ne se trouvent pas physiquement dans l'emplacement du plus grand groupe de nœuds, ils peuvent toujours recevoir des récompenses raisonnables. Le modèle de récompense prend toujours en compte le comportement de vote, car une bonne performance de vote affecte la probabilité d'élection des proposeurs.
8. Arbre de Merkle clairsemé haute performance
Aptos utilise l'arbre de Merkle méduses (JMT) dans sa conception, en utilisant un schéma de clés basé sur des versions monotoniques pour optimiser les performances d'écriture du moteur de stockage sous-jacent basé sur LSM ( comme RocksDB). JMT atteint un équilibre pratique entre l'utilisation du CPU, de l'I/O et du stockage, garantissant de bonnes performances tout en contrôlant l'expansion des données d'état sur le disque.
En plus de JMT comme format de persistance d'état d'Aptos, il existe une autre implémentation de l'arbre de Merkle épars en mémoire et sans verrou. Cette implémentation est spécialement conçue pour le caching et la parallélisation, travaillant en conjonction avec Block-STM pour faciliter des mises à jour d'état global à haute performance.