新兴公链Aptos深度研究

前言

经过多年的监管合规努力，Facebook/Meta的加密货币支付项目Diem还是于2022年戛然而止。其资产尽被出售，底层区块链网络也包括在内。Mo Shaikh和Avery Ching是Meta的前员工，他们为这个项目付出了3年心血，当然不愿接受这样的结果。所以，他们决定继续他们的未竟之业，只是这次是作为新成立的Aptos Labs的首席执行官和首席技术官继续工作。

基于其员工在Diem代码库中获得的知识，Aptos Labs试图创建一个通用的区块链网络，追求以下目标：

通过利用其编程语言Move来复兴Diem技术，创建一个可扩展、安全、灵活的基础设施，可以与比特币和以太坊等现有区块链展开竞争。

通过利用Diem的体系结构和各种各样的新技术，确保在去中心化网络中实现高吞吐量、低延迟和可验证的状态同步。

Aptos Devnet于今年3月份上线，支持开发者构建去中心化应用程序并立即进行运行/测试。此外，为了预计将于2022年第三季度发布的公共主网做准备，将有多个激励测试网参与进来，产生社区反馈。

融资

尽管Aptos在4个月前（即2022年3月）才成立，但据报道，该公司已获2亿美元融资，估值超过10亿美元。本轮融资由Andreessen Horowitz领投，投资方包括老虎环球（Tiger Global）、FTX、Coinbase、三箭资本（3AC）等知名公司。虽然没有关于这轮融资的确切估值信息，但Aptos首席执行官Mo Shaikh表示，他们已达到独角兽地位。

Aptos公司概况

7月25日，Aptos Labs宣布完成由FTX Ventures和Jump Crypto领投的A轮融资，包括Andreessen Horowitz、Multicoin Capital和Circle Ventures等公司的投资。据彭博（Bloomberg）报道，Aptos Labs最近的1.5亿美元融资比之前的10亿美元估值高出一倍多。相比之下，以太坊在2014年筹集了大约1840万美元。

体系架构

Aptos正在运行其共识协议Aptos BFT的第四次迭代，他们声称这是迄今为止延迟最低、最先进的迭代。此共识协议是Diem最初使用的底层共识协议HotStuff的衍生物。该系统最近更新内容如下：

新增创新信誉系统，尤其适用于去中心化环境，可检查链上数据，如遇验证者为无响应状态，可自动改变领导者轮换，无需人工介入。

区块提交时间明显缩短（只需2次网络往返），使得平均提交完成时间不到1秒。

虽然目前测试网络上的TPS大约在1000 TPS左右，但Aptos Labs正在遵循着自己的路线图，他们相信这将使他们的引擎利用率最大化，他们声称该引擎的最大TPS能力为10万+。根据他们的路线图，实现这一壮举的过程可以概括为三个里程碑：

里程碑1：将共识与执行分离

第一个体系架构里程碑是将共识机制与交易执行完全分离。共识协议接受提议的交易顺序。验证者在不同的协议中执行交易，远离关键路径，并就最终的交易顺序和执行结果达成一致。通过消除共识和执行结合带来的相互依赖，实现更高吞吐量和更低延迟。Aptos Labs正致力于下一个协议迭代的解耦，该协议有望在今年晚些时候集成到测试网中。

里程碑2：交易执行时间

一般来说，当项目提到自己的系统性能有多好时，他们倾向于强调最终性和系统吞吐量。最终性是客户创建和提交交易与另一方确认交易之间的间隔。吞吐量被描述为每秒交易数（tps），它衡量了网络中的每个节点在一秒钟内可以完成多少交易。也就是说，智能合约执行是一个关键的吞吐量瓶颈。

验证者必须在提交区块并同意区块顺序后执行已排序区块中的交易。然后，验证者必须达成与按序执行的交易一致的相同结论。这个按顺序执行的过程会损害网络性能，在网络活动增加时表现得更加明显。不幸的是，目前的区块链系统缺乏固有的可扩展性解决方案来解决这个问题：它们按顺序运行，或者利用极其低效的链下工作负载。

Aptos Labs设计了一个名为Block-STM的内存智能合约并行执行引擎。STM代表软件交易内存（Software Transactional Memory），这是一种支持同步过程的灵活交易编程的新技术方法。然而，当广泛应用时，由于记账和中止之间的冲突，STM模型会受到性能限制。根据评估，Aptos Labs得出的结论是，当应用于特定的用例，如DLT以及创新技术组合时，仅就执行来说，他们能够使用32核实现1万+ TPS。此外，他们的实验评估还表明，Block-STM在低竞争负载下比顺序执行性能高出20倍，在高竞争负载下则高出9倍。

里程碑3：优化身份验证数据结构

最后一个里程碑是实现优化的身份验证数据结构。为了解决将默克尔树（Merkle-trees）写入持久存储所带来的可扩展性问题，Aptos正在开发经过身份验证的数据结构，旨在达成可扩展的、数据库友好的解决方案。这将通过评估更高的分支因素、访问模式优化缓存和谨慎的版本控制来实现。

Move编程语言 

创建Move编程语言是为Aptos的愿景提供一个安全的、可编程的基础，即创建一个赋予大众权力的金融基础设施。围绕这一点，Move旨在解决当前区块链语言的主要痛点。所以，Aptos提出的解决方案可以总结为四个关键目标：一流的资源、灵活性、安全性和可验证性。

Move的主要特性是定义自定义资源类型的能力，这在统计上确保了资源只能在程序存储位置之间移动，而不会被克隆或删除。通过有效防止上述漏洞等问题，极大地提高了安全性。资源由Move模块管理，这与智能合约类似，因为它们控制对创建、更新和删除已声明资源的规则进行编码的过程。Move模块相对于智能合约的好处是Move执行数据抽象，这意味着资源在其声明模块内部是透明的，外部是不透明的。此外，在富有表现力的规范语言的帮助下，Move Prover验证器可以正式验证Move模块的特征，并且足够高效地用于持续集成测试。

Aptos上的协议

虽然Aptos相对较新，但自今年3月份首次推出激励测试网以来，开发者活动呈指数级增长。对每一个新的区块链，需要关注的最重要的协议是那些通过基础设施为链带来真正价值的协议——类似于Compound这样的货币市场以及Chainlink这样的预言机使主网DeFi增长那样。

Thala Labs——最近在6月宣布其为稳定币协议。在协议文件公布之前，关于Thala Labs的信息非常少。稳定币对于新生生态系统的成长至关重要，因为稳定币为其他项目创造了流动性激励，从而推高了TVL。

Pontem Network——Pontem最近发布了一个通用的路线图迭代，他们打算在Aptos上构建多个产品，第一个产品将是一个去中心化交易所（DEXs）。DEXs呈现一个充足的流动性结构，可以在不同代币之间自动兑换，同时通过流动性挖矿激励鼓励流动性增长。Pontem路线图上的其他产品包括收益聚合器、兼容Aptos的EVM层、dApp集成钱包和治理协议。

Switchboard ——基于Solana的通用预言机网络，强调通用价格信息。

Vial——Vial是一个合并利率协议，允许用户在Aptos上出借资产。货币市场通过实行有效的资本管理方法和多样化方法，以及使用链上杠杆，进而推动整个生态系统的流动性，从而带来价值。

Aptosphere——Aptosphere是查询Aptos数据的索引协议。索引协议对一个新区块链的成功至关重要。

团队&支持

正如上文所述，Aptos由Mo Shaikh和Avery Ching创立，他们目前分别担任Aptos Labs的首席执行官和首席技术官。

Aptos创始人团队其他成员包括Alden Hu、 Alin Tomescu、David Wolinsky、Greg Nazario、Jake Skinner、Josh Lind、Max Kaplan、Mo Ahmed、Neil Harounian、Rati Gelashivili、Rustie Lin、Sasha Spiegelman、Sherry Xiao、Sital Kedia和Zekun Li，他们都分别在各自领域拥有令人钦佩的资历和辉煌的成绩。

值得注意的是，随着可扩展性解决方案的叙事发展，Aptos的社会化传播最近也大获成效。根据The TIE的Apefluencer工具（该工具帮助机构跟踪关键意见领袖关注的问题）数据显示，最近最受关注的50个加密账户中有19个来自Aptos生态系统。

结论

该报告介绍了Aptos，这是一个BFT通用公共区块链，一个可扩展、安全、灵活的基础设施，可以与比特币、以太坊等现有区块链相竞争。

过去几年中，可扩展性一直是该领域的普遍话题。很明显，许多广泛使用的区块链系统本身并不会进行根本优化以支持区块链技术的持续发展和应用。Aptos通过实施关注性能、可扩展性和用户可操作性的新方法来解决这些痛点。所有这些方面都凸显出Aptos将为该领域带来持续价值，其根本目标是创建一个可与比特币、以太坊等现有区块链一较高下的基础设施。