Aptos 研究报告_欧易okex官网

Aptos 研究报告

2023.05.17

一、项目简介

Aptos 是2021年成立的全新独立公链项目，一个专注于安全性和可扩展性的第一层公链。其共识机制采取权益证明（Proof of Stake），依靠Meta 系背景、Move语言和高TPS等特色而备受关注。

二、项目愿景

Aptos 的愿景是提供一个区块链，可以为 web3 带来主流应用，并增强去中心化应用程序的生态系统，以解决现实世界的用户问题。团队致力于在 Aptos 区块链上开发“重新定义 web3 用户体验”的产品和应用。

Aptos 的使命是通过提供灵活的模块化区块链架构来提升区块链可靠性、安全性和性能方面的最新技术水平。该体系架构应支持频繁升级、快速采用最新技术进步，以及对新兴用例提供一流的支持。

三、特色和优势

（1）Meta 系

Aptos、Sui 和Linera经常会被放在一起讨论，因为这三个项目的联合创始人都有在Meta做过项目的经验。

Aptos 研究报告

Aptos 的团队由Diem 的原创者、研究人员、设计师和建设者组成，Diem是原Facebook（Meta）的稳定币项目，前身是Libra。Libra是2019年开始的一个做支付交易的数字货币项目，因为监管等原因转型做稳定币，并且改名为Diem，不过一直没有被很好的推出。

对于Aptos 来说，具有 Diem 的团队背景是其受到关注的原因之一。

（2）Move 语言

理论上，使用Move语言，Aptos就能同时具备高交易吞吐量和扩展性，又不牺牲安全性。

Move的灵感来源于Rust，是当时为了开发Diem而开发出来的一种新的编程语言，和以太坊用的solidity不一样。

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以太坊当时主要解决的是比特币上编写智能合约困难的问题，所以solidity是面向区块链智能合约的编程语言，它把token当作value（数值）这种变量来进行处理，这个就很容易产生资产安全问题，可能会有资产凭空产生或者消失的情况。

Move不是面向智能合约的编程语言，而是面向区块链链上资产的编程语言，它将token作为resource（资源）来处理，在底层进行封装，而且必须要和帐户进行绑定，一个帐户在一个时间只能有一种类型的resource，从帐户中被取出时就必须被使用，取多少用多少。

Move模块定义每个resource的有效期，存储和访问模式，可标签化，比如store就是可以存储，key就是可以索引，所以token可以安全存储和转移，不会在没有适当凭证的情况下凭空产生，消失或者被重复利用。

目前采用Move 语言的项目有：Aptos、Sui、Starcoin、0L Network等。

（3）交易并行：Block-STM技术带来高TPS

目前大部分的区块链使用串行的交易执行方式，即交易是一笔接一笔地纳入区块中的，必须等待上一笔交易完成，才能进行下一笔交易。这样做的好处是会更容易进行交易状态的确认，但可扩展性会受限。

而并行执行，则是指一次性可以同时执行多笔交易，一般会对当前状态进行快照，然后把多笔交易同时处理。这样做显然提高了交易吞吐量，但难点的是如何让不同的交易之间互不影响。

Block-STM是一项加速智能合约执行的技术，源自Diem。Block-STM通过并行来增加吞吐量，是Aptos 的核心技术。Aptos通过Block-STM允许新节点参与状态同步来达到高TPS。

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如图所示，Aptos 由一组验证节点组成，这些验证节点使用拜占庭容错（BFT）、股权证明共识机制（PoS）共同接收和处理来自用户的事务请求。

不同于其他区块链，大多数的区块链是分层结构，网路的核心是一组活跃的验证者，负责交易的处理，产生区块，达成共识。Aptos网路允许活跃节点向新验证节点（非活跃验证节点）同步状态。目标是高吞吐，低延迟，快速同步时间，抵抗故障和恶意行为，容忍资源约束和异构性。

（4）账户管理更加安全

Aptos 数据模型支持灵活的密钥管理和混合托管选项。这与签名前的交易透明度和实用的轻型客户端协议一起，提供了更安全、更可信的用户体验。

账户与密钥解耦的方法使 Aptos 能够无缝添加新的数字签名算法以支持公钥和私钥类型，混合托管模型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。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，并通过三个保护领域——序列号、到期时间和链 ID 来保护签名者不受无限有效性的影响，以防止错误及攻击。

（5）支持频繁升级

Aptos 具有可升级性的历史，从头开始，系统中的每个区域都以模块化和灵活性的初衷来设计。这使得 Aptos 架构能够支持频繁升级，这反过来意味着区块链可以快速采用最新的技术进步，并为新兴的用例提供技术支持。

Aptos 模块化架构设计创造了客户端灵活性，并针对零停机的频繁升级进行了优化——这些功能在主网迭代、测试网和许多内部压力测试中得到了展示。Aptos 区块链包括嵌入式链上变更管理协议，可快速部署新技术创新并支持新的 Web3 用例。

（6）高性能稀疏默克尔树

Aptos使用Jellyfish Merkle Tree （JMT，稀疏默克尔树）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（日志结构的合并树）的底层存储引擎上的写入扩展。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。

（7）Meta系公链对比

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