8 động lực đổi mới của mạng Aptos

Aptos, là một trong những blockchain có độ trễ thấp nhất và thông lượng cao nhất trên thị trường tiền điện tử, đã mang lại những thay đổi lớn cho các nhà phát triển trong việc xây dựng ứng dụng web3. Bài viết này sẽ giới thiệu 8 đổi mới cốt lõi thúc đẩy sự phát triển của mạng Aptos.

1. Ngôn ngữ Move: Thích hợp hơn cho việc xây dựng ứng dụng

Aptos sử dụng ngôn ngữ lập trình Move, cung cấp cho các nhà phát triển một môi trường phát triển tốt hơn, nâng cao hiệu quả phát triển. Move là một ngôn ngữ lập trình đầy biểu cảm và dễ sử dụng, được thiết kế đặc biệt để quản lý tài sản an toàn.

Blockchain Aptos được tích hợp sâu với ngôn ngữ Move, chia sẻ nhiều nguyên tắc thiết kế cốt lõi giống nhau, khiến Aptos trở thành một nền tảng phát triển Move hiệu quả và thú vị. Move ban đầu được thiết kế cho người tiền nhiệm của Aptos, nguồn gốc này đảm bảo rằng các nhà phát triển Move hiện tại có thể di chuyển sang Aptos một cách liền mạch, và các nhà phát triển mới cũng có thể hưởng lợi từ các tài liệu và ví dụ đã được tích lũy trước đó.

Aptos đã cải thiện hệ sinh thái Move một cách đáng kể bằng cách thêm nhiều tính năng ở cấp độ ngôn ngữ và khung. Những cải tiến này bao gồm kiến trúc bảo mật hoàn chỉnh, đo lường gas có thể cấu hình chi tiết, khả năng nâng cấp mã, bảng quy mô lớn, tài khoản tài nguyên, v.v. Ngoài ra, trình xác thực Move cung cấp bảo đảm bổ sung cho các biến không thay đổi của hợp đồng thông minh và được mở rộng tích cực trên Aptos.

Nhiều nhà nghiên cứu và phát triển ban đầu của ngôn ngữ Move vẫn hoạt động trong hệ sinh thái Aptos, không ngừng nâng cao ngôn ngữ Move và cộng đồng. Sau bốn năm thử nghiệm và xác minh, Move đã trở thành một ngôn ngữ phát triển cấp sản xuất trưởng thành.

2. Block-STM: Mang lại nhiều tự do lập trình hơn

Block-STM là một động cơ thực thi hợp đồng thông minh song song mới, được xây dựng xung quanh bộ nhớ giao dịch của Aptos và nguyên tắc kiểm soát đồng thời lạc quan. Phương pháp song song hóa giao dịch sáng tạo này có thể tăng tốc độ xử lý giao dịch mà không ảnh hưởng đến trải nghiệm phát triển.

Khác với động cơ thực thi song song cần đọc và ghi dữ liệu để phá hủy tính nguyên tử của giao dịch, Block-STM cho phép các nhà phát triển mã hóa mà không bị hạn chế, đạt được thông lượng cao hơn và độ trễ thấp hơn cho các ứng dụng thực tế. Các nhà phát triển có thể dễ dàng xây dựng các ứng dụng có tính song song cao bằng cách sử dụng Block-STM.

Block-STM hỗ trợ tính nguyên tử phong phú hơn so với các môi trường thực thi song song khác, thường cần phải chia nhỏ các thao tác thành nhiều giao dịch ( phá hủy tính nguyên tử logic ). Bằng cách giảm độ trễ và nâng cao hiệu quả chi phí, Block-STM đã cải thiện trải nghiệm người dùng.

3. Quản trị trên chuỗi và phi tập trung

Để hỗ trợ Layer 1 thực sự phi tập trung và không cần sự cho phép, Aptos có cơ chế quản trị trên chuỗi được tích hợp sẵn, cho phép thay đổi cấu hình mạng và máy ảo một cách liền mạch. Mạng chính của Aptos đã chứng minh điều này.

Trên mạng chính, việc giảm "hạn chế tăng quyền biểu quyết" đã nâng cao độ tin cậy của mạng. Việc thiết lập ngưỡng quyết liệt hơn cho phép nhanh chóng điều hướng mạng, hơn 52% các chủ sở hữu token đã bỏ phiếu ủng hộ đề xuất này để giúp bảo vệ mạng.

Kể từ khi ra đời, cộng đồng Aptos đã có thể tạo ra và bỏ phiếu quyết định các đề xuất ảnh hưởng đến hành vi của blockchain. Các đề xuất quản trị bao gồm: sửa đổi thời gian kéo dài epoch, điều chỉnh quyền lợi tối thiểu và tối đa của các validator, sửa đổi cờ, nâng cấp phần mềm mã core blockchain, cũng như nâng cấp mô-đun Aptos framework ( một bộ thư viện phát triển Move cốt lõi ) để sửa lỗi hoặc tăng cường chức năng.

4. AptosBFTv4: Đồng thuận hiệu quả

AptosBFTv4 là giao thức BFT cấp độ sản xuất đầu tiên có chứng minh tính chính xác nghiêm ngặt. Giao thức này sử dụng cơ chế phản hồi lạc quan, có thể cung cấp độ trễ thấp và thông lượng cao, tận dụng tối đa mạng lưới cơ sở. Cải tiến dựa trên Hotstuff, AptosBFTv4 đã giảm thời gian xác nhận từ 3 bước xuống 2 bước, giảm 33% độ trễ mà không hy sinh độ phức tạp trong giao tiếp.

Việc thực hiện này xem xét đến tính bảo mật nghiêm ngặt và khả năng nâng cấp, phân tách rõ ràng các bất biến để dễ dàng cách ly và kiểm toán hiệu quả, thực thi nguyên tắc không phân nhánh. Cùng một ngăn xếp phần mềm đã trải qua 4 lần nâng cấp và được thử nghiệm trên mạng thời gian thực, chứng minh sự chu đáo và độ vững chắc của quy trình phát triển của nó. Trong lần lặp thứ tư, AptosBFTv4 trở thành giao thức đồng thuận Byzantine chịu lỗi sản xuất nhanh nhất.

Ngay cả khi một số nút gặp sự cố, Aptos vẫn có thể đảm bảo hoạt động bình thường của toàn bộ mạng. Điều này nhờ vào hệ thống uy tín trên chuỗi, hệ thống này coi tính khả dụng và hiệu suất trong quá khứ là chỉ báo cho tương lai, tự động giảm thiểu tác động tiêu cực của những người xác nhận phản ứng chậm và hoạt động kém.

5. Cơ chế bảo mật tăng cường sự tin tưởng của người dùng

Tài khoản Aptos hỗ trợ quản lý khóa linh hoạt, bao gồm các tính năng như luân chuyển khóa, tính năng mã hóa nhanh nhẹn và mô hình lưu trữ hỗn hợp. Luân chuyển khóa là thói quen sử dụng tốt, rất quan trọng để ngăn chặn tấn công từ xa. Trên các blockchain khác, việc luân chuyển chỉ có thể thực hiện bằng cách di chuyển tất cả tài sản sang tài khoản mới. Phương pháp tách biệt tài khoản và khóa của Aptos cho phép thêm các thuật toán chữ ký số mới một cách liền mạch. Mô hình lưu trữ hỗn hợp hỗ trợ các giải pháp phục hồi tiên tiến và quản lý tài khoản, giúp thu hẹp khoảng cách giữa Web2 và Web3.

Ví có thể sử dụng chức năng dự thực hiện giao dịch, giải thích kết quả giao dịch trước khi người dùng ký. Sự đánh giá trước này có thể giảm thiểu các rủi ro an toàn như lừa đảo mạng. Để tăng cường trải nghiệm người dùng, chuỗi khối Aptos đã hạn chế tính khả thi của mỗi giao dịch và ngăn chặn người ký bị ảnh hưởng bởi hiệu lực vô hạn thông qua ba lớp bảo vệ: số sê-ri, thời gian hết hạn và ID chuỗi.

Giao thức đồng thuận của Aptos và lưu trữ đã được xác thực thực hiện hỗ trợ liền mạch cho giao thức khách nhẹ, từ đó mang đến trải nghiệm người dùng an toàn và đáng tin cậy hơn. Mạng lưới chào đón bất kỳ ai kết nối với nút đầy đủ để truy cập trực tiếp vào dữ liệu đã được xác thực, thể hiện triết lý "không cần tin tưởng, tự xác minh" của Web3. Aptos được xây dựng trên cấu trúc cây đa phát hiệu quả, cung cấp mạng lưới có thông lượng cao và độ trễ thấp để truyền bá trạng thái blockchain. Các tham gia viên có thể xử lý toàn bộ giao dịch lịch sử, hoặc chỉ đồng bộ trạng thái mới nhất. Khách nhẹ có thể đồng bộ một phần trạng thái blockchain, như tài khoản cụ thể hoặc giá trị dữ liệu, và cho phép đọc trạng thái đã được xác thực.

6. Kiến trúc mô-đun hướng tới tương lai

Aptos có một lịch sử có thể nâng cấp, với thiết kế dựa trên mô-đun và tính linh hoạt ngay từ đầu. Điều này cho phép kiến trúc Aptos hỗ trợ nâng cấp thường xuyên, nhanh chóng áp dụng những tiến bộ công nghệ mới nhất và hỗ trợ các trường hợp sử dụng mới nổi.

Thiết kế kiến trúc mô-đun của Aptos tạo ra tính linh hoạt cho khách hàng và được tối ưu hóa cho các bản nâng cấp thường xuyên không có thời gian ngừng hoạt động. Các tính năng này đã được xác thực trong các lần lặp mạng chính trước đó, mạng thử nghiệm và các bài kiểm tra áp lực nội bộ. Blockchain Aptos bao gồm giao thức quản lý thay đổi chuỗi nhúng, cho phép triển khai nhanh chóng các đổi mới công nghệ mới và hỗ trợ các trường hợp sử dụng Web3 mới.

7. Hệ thống thưởng dựa trên đề xuất

Aptos đã triển khai hệ thống thưởng dựa trên hiệu suất đề xuất như một phần của hệ thống thưởng đặt cọc, nhằm thúc đẩy mức độ phân quyền cao hơn. Hệ thống này có thời gian hết hạn cao hơn so với mô hình thưởng dựa trên bỏ phiếu trước đó, ít nhạy cảm hơn với độ trễ xuyên khu vực.

Điều này đã tăng tỷ lệ thưởng cho các nút ở khu vực xa xôi, hạn chế ảnh hưởng của phân bố địa lý. Ví dụ, ngay cả khi người xác thực không ở tại nơi tập trung của cụm nút lớn nhất, họ cũng sẽ không nhận được phần thưởng thấp hơn đáng kể. Mô hình thưởng mới vẫn xem xét hành vi bỏ phiếu, vì hiệu suất bỏ phiếu tốt sẽ ảnh hưởng đến xác suất bầu cử người đề xuất.

8. Cây Merkle thưa hiệu suất cao

Aptos sử dụng thiết kế Jellyfish Merkle Tree (JMT), tận dụng mô hình khóa dựa trên phiên bản tăng dần để tối ưu hóa động cơ lưu trữ nền tảng dựa trên cây LSM ( như RocksDB). JMT đạt được sự cân bằng tối ưu giữa CPU, I/O và chiếm dụng lưu trữ, đảm bảo hiệu suất hài lòng trong khi kiểm soát kích thước dữ liệu trạng thái trên đĩa.

Ngoài JMT là định dạng lưu trữ trạng thái của Aptos, còn có một triển khai cây Merkle thưa không khóa trong bộ nhớ, được thiết kế đặc biệt cho bộ đệm và song song. Điều này được sử dụng cùng với Block-STM, thúc đẩy cập nhật trạng thái toàn cầu hiệu suất cao.