區塊鏈:從技術創新角度詳解 Aptos憑什么被稱為殺手級新生態？_Baby Aptos

作為明星公鏈，Aptos一經推出被稱為SOL殺手，其優秀之處備受不少項目方的喜愛。

Aptos通過更好的技術和用戶體驗為Web3帶來了范式轉變。作為市場上延遲最低，吞吐量最高的區塊鏈，它使開發人員能夠高效地構建并創建最佳應用程序。Aptos社區使Aptos得以蓬勃發展。除了社區，強大的技術是其另一個超能力。

在今天的內容中，我們整理了推動Aptos重新定義Web3以實現更具意義的用途的創新。這些創新協同工作，為開發人員和用戶提供了無縫體驗。無論你是使用Move語言輕松開發，還是受益于技術支持的用戶保障，Aptos都提供了流暢的體驗。

真誠建議各位builder一起來了解一下。

1、用于更好構建的Move語言

Aptos上的Move為可擴展的、面向未來的應用程序創造了更好的開發者體驗。Move和Aptos框架一起，通過有意消除通常限制開發人員可訪問性的不必要的復雜性，提高了建設者的效率。

Move是一種強調安全并專為安全資產管理而設計的表現力強且易于使用的編程語言。Move為Web3帶來了Rust為基礎設施開發帶來的東西——一種安全、快速、富有表現力的映射交互方法。

IBM區塊鏈總經理：區塊鏈正在從技術演變為真正的業務工具:10月3日消息，IBM區塊鏈總經理Alistair Lenny在接受采訪時表示，區塊鏈越來越適合企業架構，因為它允許公司與其他公司數字化其業務流程。這意味著區塊鏈正在從技術演變為真正的業務工具，這表明采用可能將會非常迅速。（JP.Cointelegraph）[2020/10/3]

Aptos區塊鏈原生集成了Move語言。Aptos和Move共享許多相同的核心設計原則，使Aptos成為了高效、愉快的Move開發之家。Move最初是為Aptos區塊鏈的前身設計的。這種關系確保了現有的Move開發人員可以無縫地在Aptos上進行構建，而新的Move開發人員可以從Aptos之前的文檔、指南和示例中受益。

Aptos通過在語言和框架層面增加了完善的安全架構、詳細和可配置的gas計量、代碼可升級性、資源帳戶等多種功能，極大地改善了Move生態系統。除此之外，Move Prover為合約不變量提供了額外的保障，并在Aptos中得到了積極擴展。

許多Move語言的原始研究人員和開發人員繼續在Aptos生態系統中構建，從而發展了該語言和Move社區。通過四年的測試和認證，Move語言證明了它安全且可用于生產。

分析師：從技術上講比特幣可能需要數月才能修復:Fundstrat Global Advisors LLC的技術策略師Rob Sluymer表示，比特幣已經跌破了2015年至2020年的上升趨勢，其價格走勢“嚴重受損”。就目前而言，從技術上講，比特幣可能需要數月才能修復。（彭博社）[2020/3/20]

2、帶來更多編程自由的Block-STM

Block-STM是一種新的智能合約并行執行引擎，它圍繞著Aptos的軟件交易內存和optimistic并發控制原則構建。這種新的交易并行方法可以在不影響開發人員體驗的情況下實現更快的交易處理。

與要求預先了解要讀/寫的數據而打破交易原子性的并行執行引擎不同，Block-STM使開發者能夠無限制地編碼，并為實際用例實現更高的吞吐量和更低的延遲。

開發人員可以使用Block-STM輕松構建高度并行化的應用程序。與通常需要將操作拆分為多個交易（破壞邏輯原子性）的其他并行執行環境相比，Block STM支持更豐富的原子性。這通過降低延遲和提高成本效率增強了用戶體驗。

聲音 | 王和：未來區塊鏈將從技術的范疇走向社會的范疇:12月5日，第四屆智能金融國際論壇暨2019金融界“領航中國”年度盛典在北京盛大召開，逾千位精英學者、數百家金融機構共同聚首，探討中國和世界的“大變局、大視野、大未來”。在圓桌討論“新技術 新革”上，中國人民財產保險公司原監事長王和參與討論。當前區塊鏈具有戰略性的機遇，同樣重要的是具備更多應用場景的就是5G技術，對此，王和表示，區塊鏈技術到已經走過了十年。在中國基本上經歷了三個階段，首先是是2009年、2010年以比特幣為代表的周期。第二個階段是2016年至2018年，區塊鏈迅速的走進大眾視野，多種類數字貨幣出現。第三個階段是從今年下半年，到2020年將開啟的全新時代。關于區塊鏈的未來，王和認為，未來區塊鏈對于人類社會的影響，要比現在想象的更為廣泛和深刻，未來也將迎來新一輪的區塊鏈發展的新歷史時期。 盡管區塊鏈技術現在還面臨的很多的瓶頸，但要有足夠的信心、想象力和技術跨越這些困難。 最后，未來區塊鏈和5G的結合，可能將給我們帶來全新的概念：速度等于可能。數字經濟時代，速度將成為一個國家的核心競爭力，5G無疑是速度的代表。[2019/12/5]

3、鏈上治理和去中心化

為了支持真正去中心化和無許可的第一層，Aptos內置了鏈上治理，實現了網絡和虛擬機配置的無縫更改。Aptos測試網3和主網證明了這一點。

聲音 | 王春蕊：區塊鏈已從技術構想走入現實 在智慧城市建設中將大有作為:新京報智慧城市研究院研究員王春蕊今日發表題為“智慧城市和區塊鏈能擦出怎樣的火花？”評論文章。文章中提到，區塊鏈在智慧城市建設中將大有作為。區塊鏈實現信息共享，保障數據安全；“區塊鏈+政務”，為數字社會增信；“區塊鏈+民生”，能夠提供更智能的公共服務。區塊鏈作為核心技術，已經從技術構想走入現實，在智慧城市領域特別是信息共享方面彰顯出了巨大應用潛力。（新京報）[2019/11/5]

在主網上，這通過降低“投票權增加限制”提高了網絡的可靠性。設置更激進的閾值可以快速引導網絡。超過52%的代幣所有者投票支持這一提案，以幫助保護網絡安全。

4、AptosBFTv4效率共識

AptosBFTv4是第一個具有嚴格正確性證明的生產型區塊鏈BFT協議。該協議可以提供低延遲和高吞吐量，并充分利用底層網絡的優勢。Aptosv4BFT在Hotstuff的基礎上進行了改進，將提交延遲從3步減少到2步，在不犧牲通信復雜性的情況下將延遲降低了33%。

AptosBFTv4是流水線式的，類似于處理器，以確保在每個步驟中最大限度地利用資源。因此，單個節點可以參與共識的許多方面，包括選擇將哪些交易包括在一個區塊中，執行另一組交易，將另一組交易的輸出寫入存儲，以及驗證另一組交易的輸出。這使得吞吐量僅受最慢階段的限制。

聲音 | 李曉楓：建議從技術方面推進區塊鏈標準化評測:新華財經消息，4月10日，“2019中國國際區塊鏈技術與應用大會”在深圳會展中心召開，中國人民銀行科技司原副司長李曉楓在本次活動上表示，金融和區塊鏈有著天然的聯系，目前區塊鏈領域一鏈一應用、一鏈一聯盟現象愈發明顯，信息孤島將成為區塊鏈治理的重大挑戰。因此，建議從技術方面推進區塊鏈標準化評測，強化監管、完善法律法規，逐步建立適應區塊鏈金融產業發展的長效機制。[2019/4/10]

? 上圖是Aptos交易處理的生命周期。所有階段都是完全獨立的，并且可以單獨并行。

在實施過程中，考慮到安全性和可升級性，該實施方案干凈利落地分離了用于隔離的不變量和強制執行不分叉思維的有效審計。同樣的軟件堆棧已經經過了4次升級，并在實時網絡上進行了測試，證明了其開發過程的周到和穩健。在其第四次迭代中，AptosBFTv4是最快的、可用于生產的拜占庭容錯共識協議。

Aptos確保了整個網絡正常運行時間，即使在個人停機期間也是如此。這由一個鏈上信譽系統維護。該信譽系統將過去的可用性和性能作為未來的指標，自動將響應遲鈍和表現不佳的驗證者的負面影響降到了最低。

5、增強消費者信心的保障措施

Aptos帳戶支持靈活的密鑰管理，其中包括對密鑰輪換，加密敏捷性和混合托管模式等功能的支持。密鑰輪換通常對于防止可能危及多方賬戶的遠程攻擊非常重要。在其他區塊鏈上，輪換只能通過將所有資產遷移到新帳戶來實現。帳戶與密鑰解耦的方法使Aptos能夠無縫地添加新的數字簽名算法，以支持公鑰和私鑰類型。混合托管模式支持高級恢復解決方案和帳戶管理，以幫助彌合Web2和Web3之間的差距。

錢包可以使用交易預執行，在用戶簽署交易之前向用戶解釋交易的結果。在簽名前評估交易可以降低網絡釣魚攻擊等在Web3中變得越來越普遍的安全風險。為了進一步強化用戶體驗，Aptos區塊鏈限制了每筆交易的可行性，并通過三方面的保護(序列號、過期時間和鏈ID)保護簽署人免受無限有效性的影響，以防止錯誤/攻擊。

Aptos共識協議和經過認證的存儲為輕客戶端協議提供了無縫和實際的支持，使用戶體驗更安全、更值得信賴。Aptos網絡公開歡迎任何人連接一個全節點，以獲得對認證數據的直接訪問。這強調了Web3的口號“不要信任，要驗證”。為此，Aptos構建了一個高效的多播樹結構，提供了一個高吞吐量、低延遲的網絡，向參與者傳播區塊鏈狀態。參與者可以處理自genesis以來的所有交易，也可以完全跳過區塊鏈歷史，只使用路徑點同步最新的區塊鏈狀態。輕客戶端可以同步特定帳戶或數據值等部分區塊鏈狀態，并啟用驗證狀態讀取，例如使用BFT時間戳獲取驗證帳戶余額。

6、面向未來的網絡模塊化架構

從一開始，Aptos系統內的每個區域就是以模塊化和靈活性的心態進行設計的。這使得Aptos架構能夠支持頻繁的升級，這反過來意味著區塊鏈可以快速采用最新的技術進步，并為新的和正在出現的用例提供一流的支持。

Aptos模塊化架構設計為客戶端提供了靈活性，并為頻繁升級進行了優化，實現了零停機時間——這些功能在以前的主網迭代、測試網和許多內部壓力測試中都得到了驗證。Aptos區塊鏈包括了嵌入式鏈上變更管理協議，以快速部署新技術創新并支持新的Web3用例。

7、基于提議的獎勵系統

在Aptos Incentivized Testnet 3中，我們利用基于投票的獎勵系統對節點運營商進行了獎勵。在該模型中，一旦三分之二的投票到達提議者節點，就實現了BFT下的共識。這意味著三分之一的后期投票不包括在內，其相關的驗證者也不會得到獎勵。

這可能會導致延遲競爭，靠近主節點集群的驗證者往往會獲得更多獎勵。在這種情況下，節點運營商會把他們的節點移到離主集群更近的地方，以改善延遲，從而增加他們的質押獎勵。這損害了去中心化，因為它激勵了協同定位。

我們現在已經根據提案的表現實施了獎勵，以促進更大的去中心化。

基于提議的系統比投票有更高的timeout，可以說對跨區域的延遲不那么敏感。這提高了位于較偏遠地區的節點的獎勵率，并抑制了如果驗證者不在最大的節點集群中，他們的獎勵就會減少的地理分布的影響。我們的獎勵模型將繼續定義投票行為，因為良好的投票表現會影響提議者當選的概率。

8、高性能稀疏默克爾樹

Aptos使用Jellyfish Merkle Tree (JMT)設計，該設計利用單調遞增的基于版本的密鑰模式來優化基于LSM樹(或日志結構的合并樹)的底層存儲引擎(如RocksDB)上的寫入擴展。JMT在CPU、I/O和存儲占用之間達到了一個實用的平衡點，確保了令人滿意的性能，而不需要處理磁盤上龐大且難以處理的膨脹狀態數據。

除了將JMT作為Aptos狀態的持久化格式外，它還有另一個內存中的無鎖稀疏Merkle樹實現。它專門為緩存和并行化量身定制，與Block-STM配合使用，以促進高性能的全局狀態更新。

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