从技术创新角度详解 Aptos凭什么被称为杀手级新生态？

作为明星公链，Aptos一经推出被称为SOL杀手，其优秀之处备受不少项目方的喜爱。

Aptos通过更好的技术和用户体验为Web3带来了范式转变。作为市场上延迟最低，吞吐量最高的区块链，它使开发人员能够高效地构建并创建最佳应用程序。Aptos社区使Aptos得以蓬勃发展。除了社区，强大的技术是其另一个超能力。

在今天的内容中，我们整理了推动Aptos重新定义Web3以实现更具意义的用途的创新。这些创新协同工作，为开发人员和用户提供了无缝体验。无论你是使用Move语言轻松开发，还是受益于技术支持的用户保障，Aptos都提供了流畅的体验。

真诚建议各位builder一起来了解一下。

1、用于更好构建的Move语言

Aptos上的Move为可扩展的、面向未来的应用程序创造了更好的开发者体验。Move和Aptos框架一起，通过有意消除通常限制开发人员可访问性的不必要的复杂性，提高了建设者的效率。

Move是一种强调安全并专为安全资产管理而设计的表现力强且易于使用的编程语言。Move为Web3带来了Rust为基础设施开发带来的东西——一种安全、快速、富有表现力的映射交互方法。

Aptos区块链原生集成了Move语言。Aptos和Move共享许多相同的核心设计原则，使Aptos成为了高效、愉快的Move开发之家。Move最初是为Aptos区块链的前身设计的。这种关系确保了现有的Move开发人员可以无缝地在Aptos上进行构建，而新的Move开发人员可以从Aptos之前的文档、指南和示例中受益。

Aptos通过在语言和框架层面增加了完善的安全架构、详细和可配置的gas计量、代码可升级性、资源帐户等多种功能，极大地改善了Move生态系统。除此之外，Move Prover为合约不变量提供了额外的保障，并在Aptos中得到了积极扩展。

许多Move语言的原始研究人员和开发人员继续在Aptos生态系统中构建，从而发展了该语言和Move社区。通过四年的测试和认证，Move语言证明了它安全且可用于生产。

2、带来更多编程自由的Block-STM

Block-STM是一种新的智能合约并行执行引擎，它围绕着Aptos的软件交易内存和optimistic并发控制原则构建。这种新的交易并行方法可以在不影响开发人员体验的情况下实现更快的交易处理。

与要求预先了解要读/写的数据而打破交易原子性的并行执行引擎不同，Block-STM使开发者能够无限制地编码，并为实际用例实现更高的吞吐量和更低的延迟。

开发人员可以使用Block-STM轻松构建高度并行化的应用程序。与通常需要将操作拆分为多个交易（破坏逻辑原子性）的其他并行执行环境相比，Block STM支持更丰富的原子性。这通过降低延迟和提高成本效率增强了用户体验。

3、链上治理和去中心化

为了支持真正去中心化和无许可的第一层，Aptos内置了链上治理，实现了网络和虚拟机配置的无缝更改。Aptos测试网3和主网证明了这一点。

在主网上，这通过降低“投票权增加限制”提高了网络的可靠性。设置更激进的阈值可以快速引导网络。超过52%的代币所有者投票支持这一提案，以帮助保护网络安全。

4、AptosBFTv4效率共识

AptosBFTv4是第一个具有严格正确性证明的生产型区块链BFT协议。该协议可以提供低延迟和高吞吐量，并充分利用底层网络的优势。Aptosv4BFT在Hotstuff的基础上进行了改进，将提交延迟从3步减少到2步，在不牺牲通信复杂性的情况下将延迟降低了33%。

AptosBFTv4是流水线式的，类似于处理器，以确保在每个步骤中最大限度地利用资源。因此，单个节点可以参与共识的许多方面，包括选择将哪些交易包括在一个区块中，执行另一组交易，将另一组交易的输出写入存储，以及验证另一组交易的输出。这使得吞吐量仅受最慢阶段的限制。

▵ 上图是Aptos交易处理的生命周期。所有阶段都是完全独立的，并且可以单独并行。

在实施过程中，考虑到安全性和可升级性，该实施方案干净利落地分离了用于隔离的不变量和强制执行不分叉思维的有效审计。同样的软件堆栈已经经过了4次升级，并在实时网络上进行了测试，证明了其开发过程的周到和稳健。在其第四次迭代中，AptosBFTv4是最快的、可用于生产的拜占庭容错共识协议。

Aptos确保了整个网络正常运行时间，即使在个人停机期间也是如此。这由一个链上信誉系统维护。该信誉系统将过去的可用性和性能作为未来的指标，自动将响应迟钝和表现不佳的验证者的负面影响降到了最低。

5、增强消费者信心的保障措施

Aptos帐户支持灵活的密钥管理，其中包括对密钥轮换，加密敏捷性和混合托管模式等功能的支持。密钥轮换通常对于防止可能危及多方账户的远程攻击非常重要。在其他区块链上，轮换只能通过将所有资产迁移到新帐户来实现。帐户与密钥解耦的方法使Aptos能够无缝地添加新的数字签名算法，以支持公钥和私钥类型。混合托管模式支持高级恢复解决方案和帐户管理，以帮助弥合Web2和Web3之间的差距。

钱包可以使用交易预执行，在用户签署交易之前向用户解释交易的结果。在签名前评估交易可以降低网络钓鱼攻击等在Web3中变得越来越普遍的安全风险。为了进一步强化用户体验，Aptos区块链限制了每笔交易的可行性，并通过三方面的保护(序列号、过期时间和链ID)保护签署人免受无限有效性的影响，以防止错误/攻击。

Aptos共识协议和经过认证的存储为轻客户端协议提供了无缝和实际的支持，使用户体验更安全、更值得信赖。Aptos网络公开欢迎任何人连接一个全节点，以获得对认证数据的直接访问。这强调了Web3的口号“不要信任，要验证”。为此，Aptos构建了一个高效的多播树结构，提供了一个高吞吐量、低延迟的网络，向参与者传播区块链状态。参与者可以处理自genesis以来的所有交易，也可以完全跳过区块链历史，只使用路径点同步最新的区块链状态。轻客户端可以同步特定帐户或数据值等部分区块链状态，并启用验证状态读取，例如使用BFT时间戳获取验证帐户余额。

6、面向未来的网络模块化架构

从一开始，Aptos系统内的每个区域就是以模块化和灵活性的心态进行设计的。这使得Aptos架构能够支持频繁的升级，这反过来意味着区块链可以快速采用最新的技术进步，并为新的和正在出现的用例提供一流的支持。

Aptos模块化架构设计为客户端提供了灵活性，并为频繁升级进行了优化，实现了零停机时间——这些功能在以前的主网迭代、测试网和许多内部压力测试中都得到了验证。Aptos区块链包括了嵌入式链上变更管理协议，以快速部署新技术创新并支持新的Web3用例。

7、基于提议的奖励系统

在Aptos Incentivized Testnet 3中，我们利用基于投票的奖励系统对节点运营商进行了奖励。在该模型中，一旦三分之二的投票到达提议者节点，就实现了BFT下的共识。这意味着三分之一的后期投票不包括在内，其相关的验证者也不会得到奖励。

这可能会导致延迟竞争，靠近主节点集群的验证者往往会获得更多奖励。在这种情况下，节点运营商会把他们的节点移到离主集群更近的地方，以改善延迟，从而增加他们的质押奖励。这损害了去中心化，因为它激励了协同定位。

我们现在已经根据提案的表现实施了奖励，以促进更大的去中心化。

基于提议的系统比投票有更高的timeout，可以说对跨区域的延迟不那么敏感。这提高了位于较偏远地区的节点的奖励率，并抑制了如果验证者不在最大的节点集群中，他们的奖励就会减少的地理分布的影响。我们的奖励模型将继续定义投票行为，因为良好的投票表现会影响提议者当选的概率。

8、高性能稀疏默克尔树

Aptos使用Jellyfish Merkle Tree (JMT)设计，该设计利用单调递增的基于版本的密钥模式来优化基于LSM树(或日志结构的合并树)的底层存储引擎(如RocksDB)上的写入扩展。JMT在CPU、I/O和存储占用之间达到了一个实用的平衡点，确保了令人满意的性能，而不需要处理磁盘上庞大且难以处理的膨胀状态数据。

除了将JMT作为Aptos状态的持久化格式外，它还有另一个内存中的无锁稀疏Merkle树实现。它专门为缓存和并行化量身定制，与Block-STM配合使用，以促进高性能的全局状态更新。