Las 8 innovaciones de la red Aptos que la convierten en un líder entre las nuevas cadenas de bloques

Aptos, como una red de blockchain con una latencia muy baja y un alto rendimiento, ha traído una gran transformación para los desarrolladores en la construcción de aplicaciones web3. Este artículo presentará 8 impulsores clave del desarrollo de la red Aptos.

1. Lenguaje Move: más adecuado para construir aplicaciones

El lenguaje Move en Aptos ofrece a los desarrolladores un entorno de desarrollo superior, aumentando significativamente la eficiencia del desarrollo. Move es un lenguaje de programación expresivo y fácil de usar, diseñado para la gestión segura de activos.

La blockchain de Aptos está profundamente integrada con el lenguaje Move, compartiendo muchas de sus ideas de diseño centrales, lo que convierte a Aptos en una plataforma de desarrollo Move eficiente y placentera. Move fue diseñado originalmente para lo que sería la blockchain de Aptos, y esta conexión asegura que los desarrolladores de Move existentes puedan construir sin problemas en Aptos, mientras que los nuevos desarrolladores de Move también pueden beneficiarse de la documentación, guías y ejemplos anteriores.

Aptos ha mejorado significativamente el ecosistema Move al agregar múltiples funciones a nivel de lenguaje y marco. Estas mejoras incluyen una arquitectura de seguridad perfeccionada, medición de gas detalladamente configurable, capacidad de actualización del código, tablas a gran escala, cuentas de recursos, entre otras. Además, el validador Move, como herramienta de verificación formal de contratos inteligentes Move, proporciona una garantía adicional para las invariantes del contrato y se ha expandido de manera activa en Aptos.

Muchos de los primeros investigadores y desarrolladores del lenguaje Move siguen activos en el ecosistema de Aptos, mejorando continuamente el lenguaje Move y la comunidad. Después de cuatro años de pruebas y validaciones, el lenguaje Move ha demostrado ser un lenguaje de desarrollo maduro que se puede utilizar en entornos de producción.

2. Block-STM: Trayendo más libertad de programación

Block-STM es un motor innovador de ejecución paralela de contratos inteligentes, construido en torno a los principios de memoria de transacciones de Aptos y control de concurrencia optimista. Este novedoso enfoque de paralelización de transacciones puede acelerar significativamente la velocidad de procesamiento de transacciones sin afectar la experiencia del desarrollador.

A diferencia de los motores de ejecución paralela que necesitan leer/escribir datos para romper la atomicidad de las transacciones, Block-STM permite a los desarrolladores codificar libremente, logrando un mayor rendimiento y menor latencia para escenarios de aplicación reales. Los desarrolladores pueden utilizar Block-STM para construir fácilmente aplicaciones altamente paralelizadas. Block-STM soporta una atomicidad más rica que otros entornos de ejecución paralela que normalmente requieren dividir las operaciones en múltiples transacciones (rompiendo la atomicidad lógica), mejorando así la experiencia del usuario al reducir la latencia y aumentar la eficiencia de costos.

3. Gobernanza en cadena y descentralización

Para apoyar una red Layer 1 verdaderamente descentralizada y sin permisos, Aptos incorpora un mecanismo de gobernanza en cadena que permite cambios sin problemas en la configuración de la red y la máquina virtual. La red de pruebas de incentivos 3 de Aptos y la red principal ya han demostrado esto.

En la cadena principal, se ha mejorado la fiabilidad de la red al reducir la "restricción del aumento del derecho a voto". Esta configuración permite umbrales más agresivos para guiar rápidamente la red. Más del 52% de los poseedores de tokens votaron a favor de esta propuesta para ayudar a proteger la red.

Desde su creación, la comunidad de Aptos ha podido crear y votar propuestas que influyen en el comportamiento de la blockchain de Aptos. Estas propuestas de gobernanza incluyen: cambios en la duración de los períodos entre epochs, ajustes en los valores mínimo y máximo de los derechos de los validadores, modificaciones de insignias, actualizaciones de software del código central de la blockchain, así como actualizaciones de los módulos del marco de Aptos (un conjunto de bibliotecas centrales de desarrollo en Move, utilizadas para corregir errores o mejorar las funcionalidades de la blockchain de Aptos).

4. AptosBFTv4: consenso eficiente

AptosBFTv4 es el primer protocolo BFT de blockchain de nivel de producción que tiene una prueba de corrección estricta. Este protocolo utiliza un mecanismo de respuesta optimista, capaz de ofrecer baja latencia y alta capacidad de procesamiento, aprovechando al máximo los recursos de la red subyacente. Basado en mejoras de Hotstuff, AptosBFTv4 reduce la latencia de confirmación de 3 pasos a 2 pasos, disminuyendo un 33% de la latencia sin sacrificar la compensación de comunicación.

Durante el proceso de implementación, AptosBFTv4 consideró plenamente la rigurosidad de la seguridad y la capacidad de actualización. Su implementación separa claramente las invariantes, lo que facilita la aislación y auditoría efectiva, y así se aplica el principio de no bifurcación. La misma pila de software ha pasado por 4 actualizaciones y ha sido probada en una red en tiempo real, lo que demuestra la meticulosidad y robustez de su proceso de desarrollo. En la cuarta iteración, AptosBFTv4 se convirtió en el protocolo de consenso tolerante a fallos bizantinos más rápido y apto para entornos de producción.

Incluso si algunos nodos fallan, Aptos puede garantizar el funcionamiento normal de toda la red. Esto se debe al mantenimiento del sistema de reputación en la cadena, que utiliza la disponibilidad y el rendimiento pasados como indicadores futuros, minimizando automáticamente el impacto negativo de los validadores que responden lentamente y tienen un rendimiento deficiente.

5. Mecanismos de seguridad que aumentan la confianza del usuario

Las cuentas de Aptos admiten una gestión de claves flexible, que incluye funciones como la rotación de claves, la sensibilidad a la encriptación y un modelo de custodia híbrido. La rotación de claves es una buena práctica de uso y es crucial para prevenir ataques remotos que pueden poner en peligro cuentas de múltiples partes. En otras blockchains, la rotación solo se puede realizar trasladando todos los activos a una nueva cuenta. Aptos adopta un enfoque de desacoplamiento entre cuentas y claves, lo que permite agregar sin problemas nuevos algoritmos de firma digital para admitir diferentes tipos de claves públicas y privadas. El modelo de custodia híbrido admite soluciones avanzadas de recuperación y gestión de cuentas, ayudando a cerrar la brecha entre Web2 y Web3.

La billetera puede utilizar la función de pre-ejecución de transacciones, que explica los resultados de la transacción al usuario antes de que firme. Este método de evaluación de transacciones antes de la firma puede reducir efectivamente los riesgos de seguridad, como el phishing, que se vuelve cada vez más común en el entorno Web3. Para optimizar aún más la experiencia del usuario, la blockchain de Aptos limita la viabilidad de cada transacción y protege al firmante contra la validez infinita mediante una triple protección de número de serie, tiempo de expiración e ID de cadena, previniendo eficazmente errores o ataques.

El protocolo de consenso de Aptos y el almacenamiento autenticado implementan un soporte sin fisuras para el protocolo de cliente ligero, lo que proporciona una experiencia de usuario más segura y confiable. La red Aptos da la bienvenida a cualquiera que se conecte a nodos completos para acceder directamente a datos autenticados, lo que enfatiza la filosofía de "desconfianza, pero verifica" de Web3. Para ello, Aptos se basa en una estructura de árbol de difusión eficiente, que ofrece a los participantes una red de alto rendimiento y baja latencia para la propagación del estado de la blockchain. Los participantes pueden elegir procesar todas las transacciones desde el génesis, o pueden omitir por completo el historial de la blockchain y solo sincronizar el estado más reciente de la blockchain. Los clientes ligeros pueden sincronizar parte del estado de la blockchain, como cuentas específicas o valores de datos, y habilitar lecturas de estado verificadas, como obtener saldos de cuentas verificadas usando una marca de tiempo BFT.

6. Arquitectura modular orientada al futuro

Aptos tiene una tradición de escalabilidad; desde su diseño inicial, cada área del sistema se ha orientado hacia la modularidad y flexibilidad. Esto permite que la arquitectura de Aptos soporte actualizaciones frecuentes, lo que significa que la blockchain puede adoptar rápidamente los últimos avances tecnológicos y ofrecer soporte técnico para nuevos casos de uso.

El diseño arquitectónico modular de Aptos crea flexibilidad en el cliente y está optimizado para actualizaciones frecuentes sin tiempo de inactividad. Estas características se han demostrado plenamente en iteraciones anteriores de la red principal, en la red de pruebas y en múltiples pruebas de estrés internas. La blockchain de Aptos incluye un protocolo de gestión de cambios en cadena integrado, que permite implementar rápidamente nuevas innovaciones tecnológicas y admitir nuevos casos de uso de Web3.

7. Sistema de recompensas basado en propuestas

En la red de prueba de incentivos de Aptos 3, se utilizó un sistema de recompensas basado en votaciones. En este modelo, una vez que dos tercios de los votos llegan al nodo proponente, se alcanza el consenso BFT. Esto significa que un tercio de los votos posteriores no se incluyen, y los validadores correspondientes no reciben recompensas.

Esto puede llevar a una competencia por la latencia, y los validadores más cercanos al clúster principal a menudo reciben más recompensas. En este caso, los operadores de nodos tienden a mover sus nodos más cerca de la ubicación del clúster principal para mejorar la latencia y aumentar las recompensas por staking, lo que es perjudicial para la descentralización y la distribución geográfica. Para fomentar un mayor grado de descentralización, Aptos ha implementado recompensas basadas en el rendimiento de las propuestas como sistema de recompensas por staking.

Los sistemas basados en propuestas tienen un tiempo de espera más alto que el de las votaciones y son menos sensibles a la latencia interregional. Esto aumenta la tasa de recompensa para los nodos en áreas remotas y mitiga el impacto de la distribución geográfica. Por ejemplo, incluso si los validadores no están en la ubicación física del grupo de nodos más grande, aún pueden recibir recompensas razonables. El modelo de recompensas continúa considerando el comportamiento de votación, ya que un buen rendimiento de votación influye en la probabilidad de elección de los proponentes.

8. Árbol de Merkle disperso de alto rendimiento

Aptos utiliza el diseño Jellyfish Merkle Tree (JMT), aprovechando un patrón de clave basado en versiones que aumenta monotónicamente para optimizar el rendimiento de escritura del motor de almacenamiento subyacente basado en LSM (como RocksDB). JMT logra un equilibrio práctico entre CPU, I/O y el espacio de almacenamiento, asegurando un rendimiento satisfactorio, al tiempo que mantiene el tamaño de los datos de estado en disco dentro de un rango manejable.

Además de JMT como formato de persistencia del estado de Aptos, hay otra implementación de árbol de Merkle disperso en memoria y sin bloqueo. Esta implementación está diseñada específicamente para caché y paralelización, y se utiliza en conjunto con Block-STM para facilitar actualizaciones globales de estado de alto rendimiento.