了解新生公链Aptos：Diem原班人马再造公链的“出埃及记”

虽然这是第一轮融资，但无论从技术储备，还是生态合作来看，Aptos都不能简单视为一个初创项目。从Diem起步，Aptos能成为公链的搅局者吗？

夭折的Diem稳定币项目正在以另一种形式重生。

3月15日，由 Diem 原团队成员成立的新公链项目 Aptos 完成 2 亿美元战略融资，由 a16z 领投，参投方包括 Multicoin Capital、Katie Haun、3 Arrows Capital、ParaFi Capital、IRONGREY、Hashed、Variant、Tiger Global、BlockTower、FTX Ventures、Paxos 和 Coinbase Ventures等。

Aptos与Diem保持了“距离”。正如Multicoin Capital的合伙人Kyle Samani撰文指出的，Meta（原Facebook）和 Diem 协会不是 Aptos 的投资者，Meta公司的任何人——包括大卫·马库斯、马克·扎克伯格或任何目前Meta公司的领导层——都没有对该项目进行投资。在《Aptos的起源》的一文中，创始人及CEO Mo Shaikh也表示，“团队是Diem的原创者、研究者、设计者和建设者，Diem是最早为这一目的而建立的区块链”，“自从离开Meta后，我们已经能够将我们的想法付诸行动，摆脱官僚主义的繁文缛节，并从头开始建立一个全新的网络，将它们变为现实”。

从目前已公布的项目构想来看，Aptos作为Layer1区块链，仍建立在Diem的开源代码库基础上，使用Move语言作为开发语言，采用迭代后的拜占庭共识协议，力争改善区块链的安全性和可扩展性，打造可以面向数十亿人的基础设施网络。目前，Aptos的开发网络devnet已经上线，预计将于今年第三季度上线主网。

Aptos在奥龙尼语中意为“人民”，是加州圣塔克鲁兹县的一个小镇的名字，传统上是由美国旧金山湾区的原住民奥龙尼人居住的。团队以此为名，也可窥见其愿景。正如Mo Shaikh所说，“作为一个团队，我们的动力是相信我们是建立最安全、最可扩展和最广泛的网络的正确人选。这听起来可能是陈词滥调或过分田园诗，但我们是全心全意的：一个世界公用事业不可能在少数人手中成功。Aptos只有在每个人集体使用、拥有和维护时才会成功。”

改良版拜占庭共识？

虽然区块链已经取得了长足的进步，但它们仍然充斥着危险和混乱。这不是什么秘密，去中心化运动正努力想达到逃逸速度，例如已经崛起的一批批新公链，以及正在建设中的以太坊二层网络，但可靠性、安全性和可用性的限制仍然在阻碍从普通个人到大企业的群体广泛采用区块链。

“数十亿的互联网用户已经熟悉了购买商品和服务以及交换或储存价值。为了加快互联网用户对web3的采用，我们需要在区块链层面取得一些进展，以进一步加强web3堆栈的其他部分。”Aptos的另一位联合创始人Avery Ching撰文指出。

最早Libra公布项目白皮书时，就明确使用了一种拜占庭容错(BFT) 共识协议HotStuff协议的变体，Aptos团队表示，过去三年里，团队已经将该协议迭代到了第四代。

BFT共识协议的同步一直是一个难点，我们假设网络中的消息能够在一个已知的时间 Δ 内到达，但在实际的工程实践中很难保证这一假设成立。因此在半同步状态中，每个副本节点都要维护一个计时器，一旦超时就会触发协议选举新的领导节点。在第一次部署BFT共识协议时，Aptos团队为其增加了一个主动的pacemaker，它直接使用超时来同步验证节点，比等待超时不断增加要快得多。通过对协议的改进，提交区块只需在两个网络间往返，最终性常规可达到一秒内。

Aptos有一套新颖的信誉系统来分析链上状态，并自动更新领导节点轮替，以调整无响应的验证节点，其中不需要任何人工干预，这使得它很适合去中心化的环境。此外，协议明确地将有效性和安全性分开。无论网络是否无法到达，或者非安全核心以某种方式被破坏，只要坚持BFT的诚信保证，链就不会分叉。Aptos表示，这一安全性已经通过审计，得到验证。

“我们的研究表明，可以有一些简单的扩展，通过利用超过2f+1个节点对一个区块进行投票的时期来增加我们目前的BFT协议的稳健性。这些更强的承诺提供了更多信心，即网络在未来不会分叉，并进一步增加用户对最终性的信心，超越了标准的BFT属性。”

已将代码模块化，Move Move Move

Move语言是最初专门为Libra区块链设计的一门编程语言，Aptos也继续沿用这一语言。Multicoin Capital的合伙人Kyle Saman在撰文解释为何投资Aptos时，就直接以《Move Move Move》作为标题。Avery Ching表示，团队“喜欢Move的安全性，并为帮助围绕它建立一个广泛的生态系统而感到兴奋”，Kyle Saman也指出，Move与 Rust 和 C++ 的效率相媲美，同时提供了许多安全特性，可以减少智能合约编写的漏洞，相信Move将成为未来一年最重要的开发环境之一。

Avery Ching表示，Move语言是为区块链上的安全资源管理和可验证的执行而设计的。交易的执行是确定的、密封的和计量的。确定性和密封性意味着交易执行的输出是完全可预测的，并且只基于交易中包含的信息和当前账本状态。计量是对交易执行层面的拒绝服务攻击的一个重要防御。Move验证器可以通过一种富有表现力的规范语言正式验证Move模块的属性，其速度快到足以作为持续集成测试的一部分运行。Move资源，受到线性类型的启发，静态地确保资源被保存，不被复制或意外地破坏——完全避免了一类潜在的攻击，Aptos的账户、交易费用、标准库、验证器节点管理和配置都是用Move实现的。

Avery Ching进一步指出，大量的验证节点在不同的环境中运行，对去中心化和安全都很重要。此外，验证节点的软件必须安全地设计，以防止攻击 ——这也是项目选择Rust和Move作为实现协议和智能合约逻辑的语言的主要原因之一。Aptos区块链的核心安全属性依赖于验证节点、Move模块和Move VM的正确实现。团队已经将代码模块化，并确定了一个最小的可信计算基础（TCB），以隔离关键的安全属性（例如，共识协议的安全性和执行的正确性）。模块化和TCB的使用使得团队能够利用高保障的开发技术。此外，对于安全关键组件，团队可以对代码审查、依赖性、测试和执行环境的安全性实施更严格的要求。

性能：在32个核心的执行基准中实现了13万TPS

多年来，围绕区块链性能指标存在着巨大的争议，吞吐量 (tps)和最终性这两个指标都受到众多因素的影响。首先是交易的复杂性。一个简单的点对点交易，将代币从Bob的账户转移到Alice的账户，比预先生成1000个NFT的交易成本低得多。验证节点和账户宇宙的大小和分布也会对性能产生很大影响。有多少个验证节点，它们的硬件规格是什么？有多少个账户（例如，10,000个与10亿个账户）？帐户大小的分布是什么（例如，1k vs 10 MB）？访问模式的分布是什么（例如，从零交易冲突到完全顺序的依赖）？交易之间的排序保证是什么（部分排序或总排序），它们是否很适合智能合约？这些因素使我们很难客观地比较不同网络之间的性能。如果考虑到衡量性能的不同方法，比较就更加混乱了。

Avery Ching表示，基于对DAG共识协议系列的研究，这类协议的吞吐量可以达到125,000到160,000 tps甚至更高。然而，这些吞吐量数字并不代表端到端的区块链吞吐量，因为它们只考虑到了共识、网络和部分存储的因素。它们没有考虑到其他重要的因素，如交易执行时间、账户访问模式或生产区块链中的认证数据结构（如Merkle树）。在最终性方面，区块时间经常被误认为是最终性，而事实上，区块时间只是最终性的一个输入因素。

Aptos团队将在未来分享基准测试框架，并比较不同区块链的各种用例的性能特征。其中的一个重要步骤是将共识协议与交易执行完全脱钩。共识协议就提议的交易排序达成一致，在一个单独的协议和关键路径之外，验证者执行交易，并对最终的交易排序和执行结果达成协议。集成了共识和执行的协议更简单，但由于它们的互相依赖性，在吞吐量和延迟方面付出了更大的代价。

二者脱钩后，下一个瓶颈是交易执行时间。Aptos团队表示，已经在只有32个核心的执行基准中实现了每秒超过13万个交易，由于执行框架会自动利用任何工作负载中固有的并行性，所以开发者可以免费获得这一好处，开发者不需要提供额外的信息。也许最重要的是，一个高吞吐量的区块链意味着用户的交易费用低。

性能的最后一个瓶颈——也是最被忽视的——是认证的数据结构和相关的状态存储。一个挑战是，在认证分类账状态（如账户余额、智能合约等）时，内存中的Merkle树在小规模上是有效的，然而，将大型Merkle树写入持久性存储是一个瓶颈。Aptos团队表示正在设计自有的认证数据结构，通过探索更高的分支因素、访问模式优化的缓存和更加仔细的版本管理，使其对数据库友好。团队目前还在开发对大型账户的支持——能够为每个账户访问单独的Move资源，而不是低效地作为一个单一的blob，并研究未来的路径，通过将它们分割成访问模式优化的块，在Move资源中实现更精细的访问，分层存储和状态租用是支持所有类型的新用例的重要优先事项。

主网和生态建设：计划于三季度启动主网

虽然这是第一轮融资，但无论从技术储备，还是生态合作来看，Aptos都不能简单视为一个初创项目。Mo Shaikh表示，“在过去的几个月里，我们与数百名开发者、品牌和公司讨论了他们的项目；有很多值得兴奋的事情。他们正在建立下一代社交媒体平台，丰富的NFT体验，Web3游戏，创造者优先的媒体和娱乐业务，廉价和安全的支付，DeFi整合的金融技术产品，以及更多”，像Anchorage、Binance、Blockorus、Coinbase、Livepeer、Moonclave、Paxos、Paymagic、Rarible和Streaming Fast这样的优秀公司已经在Aptos的社区中提供反馈，并在Devnet上贡献代码。

Aptos的建设进度表如下：

2022年第一季度（3月15日）——开发者测试网启动

与战略伙伴和web3开发者社区合作，收集反馈意见，并对Move开发者体验和Move语言进行改进

2022年第二季度——激励性的测试网启动

为战略合作伙伴和web3开发者建立一个更大的、类似主网的测试场所

与节点运营商社区合作，加入并建立共同运营去中心化网络

启动一个漏洞赏金计划，以改善开发人员的体验、节点操作以及解决基础设施问题

为所有帮助保障网络安全的参与者提供激励

2022年第三季度 - 主网启动

2022年Q4-2023年Q1 - 在Aptos主网部署下一个主要版本，并提供下一组重要功能

Avery Ching在最后写到：我们致力于尽快推出我们的主网，以使更广泛的社区开始建设 ——许多人已经等待我们的技术推出多年了。在通往主网的过程中，我们将宣布一系列的全球黑客活动，并期待着您的参与。我们将利用我们的能力，在我们的测试网和部署过程中，一旦达到企业级响应，就会用新的特性、功能、安全和扩展改进来升级网络。