Aptos 在技術積累、開發團隊、資本支持、敘事方向等方面存在極大的先發優勢,同時已經在積極推進測試網、生態的發展,拓寬在各個應用領域的應用,但在實際落地、主網進展等方面仍需要持續觀察。

作者: AppleJ,CryptoJ 研究員

公鏈項目 Aptos 自今年 2 月正式曝光以來,因自帶 Facebook 團隊出身背景而一直持續受到市場關注,「明星團隊出身光環」的加持下,資本方拋出了高昂的橄欖枝,7 月 25 日,Aptos 完成 1.5 億美元新一輪融資,截至目前,已公開總融資額達到了 3.5 億美元,在沉寂的市場下,Aptos 攜手 Sui、Linera 等項目掀起一輪 「Meta 系 Layer1」討論浪潮。

Aptos 在主網還未上線的情況下已獲取數億級別的融資進展以及足夠的市場關注度,但在與以 BSC、Solana、 Avalanche 、Fantom 、Near 等為代表的已發展相對較為成熟的 Layer1 公鏈相比,仍處於早期發展階段。CryptoJ 將根據公開資料從 Aptos 項目基本情況、生態發展、技術網絡進展、發展規劃等多方面展開簡單討論,本文研究內容僅供參考,不構成投資建議。

本文亮點總結,TL;DR:

  • 第一部分:從 Aptos 基本定位、發展至今重要事件、時間節點樹立、主要團隊背景、公開融資情況等多方面介紹 Aptos 的基本情況;
  • 第二部分:以 DeFi、NFT、錢包、基礎設施、Web3 等多個模塊為入口梳理 Aptos 現有生態項目以及其主要社交媒體熱度;
  • 第三部分:從 Move 語言、狀態同步、激勵測試網、並行執行引擎、BFT 共識協議、技術路線圖的區塊鏈核心堆棧等方面探索 Aptos 現有網絡與技術進展;
  • 第四部分:從主網實際落地、公鏈賽道的競爭、Meta 系同類競爭網絡、網絡價值捕獲和學習成本等五個方面探討 Aptos 未來發展的潛在不確定性因素。

一、Aptos 基本情況

1.1 項目簡述

Aptos  (https://aptoslabs.com/)是由 Facebook(後改名 Meta)穩定幣項目 Diem(原 Libra)前團隊成員組織發起的 Layer1 公鏈項目,其目標是構建一個最安全、最具擴展性的 Layer1 區塊鏈。

Aptos(Ohlone,意為「人民(The People)」),包含了其使命和精神,即為什麼要建造,願景(https://medium.com/aptoslabs/the-aptos-vision-1028ac56676e)是為數十億人創造普遍、公平地獲得去中心化資產的機會。Web3 的堆棧非常龐大和豐富,從智能合約平台到開發人員基礎設施和工具、錢包和去中心化的應用程序。在未來的幾年裡,希望與生態系統參與者建立合作夥伴關係,以改善整個空間。

Aptos   堅信,用戶體驗需要在安全性和可擴展性方面得到顯著改善才能接觸到大眾(尤其是非加密貨幣行業原生用戶)。

1.2 Aptos 發展史

追溯 Aptos 迄今為止的發展史不得不提到團隊成員的前身 Meta(前 Facebook)

Meta(原 Facebook)旗下穩定幣項目 Diem 被 Silvergate 收購

2022 年 1 月 31 日,加密基礎設施提供商 Silvergate 發佈公告(https://ir.silvergate.com/news/news-details/2022/Silvergate-Purchases-Blockchain-Payment-Network-Assets-from-Diem/default.aspx)稱,已收購 Meta 穩定幣項目 Diem(原 Libra)的技術和其他資產,用於增強其現有的穩定幣基礎設施。

根據條款,Silvergate 將管理儲備並自行發行「受監管且高度可擴展」的美元穩定幣,該穩定幣計劃在今年年底前推出。Silvergate 收購的資產包括開發、部署和運營相關的基礎設施,以及用於支持區塊鏈支付網絡的運行工具,該網絡促進商業支付和跨境匯款。

Aptos 公開進入市場視野,創始人等團隊成員均來自 Diem

2022 年 2 月 24  日,Aptos 以一篇名為「The Genesis of Aptos(Aptos 起源)」(https://medium.com/aptoslabs/the-genesis-of-aptos-ff98d86e9445)的博客文章走入市場的視野,這篇文章作者為前 Diem 主要貢建設者 Mo Shaikh,同時以 Aptos 聯合創始人兼 CEO 的身份發聲。

Mo Shaikh 在本篇博客中指出:「我們不是從零開始。」「我們是 Diem 最初創造者、研究人員、設計師和建設者,最初的區塊鏈就是為了這個目的而建立的。雖然世界從來沒有看到過我們建造的東西,但我們的工作遠沒有結束。」

「Aptos 將部分基於我們在過去三年中開發的公開技術。Aptos 使用的是最初為 Diem 開發的安全可靠的語言 Move。我們當時設想的想法仍然是相關的,並將作為一個安全、可擴展、可升級的 Web3 的重要基礎。我們的去中心化和無許可訪問計劃正在迅速進展,並將在公開中發展。」

Aptos 完成 2 億美元融資

2022 年 3 月 15 日,Aptos 完成 2 億美元融資(https://medium.com/aptoslabs/expanding-the-aptos-community-38c5b18a84b7),該輪融資由 a16z 領投, Multicoin Capital、Katie Haun、ParaFi Capital、IRONGREY、Hashed、Variant、Tiger Global、BlockTower、FTX Ventures、Paxos、Coinbase Ventures 等參投。

除了上述公佈的參與機構外,據 CoinDesk 報導(https://www.coindesk.com/business/2022/05/31/paypal-ventures-invested-in-team-reviving-diem-blockchain/),支付巨頭 PayPal  於 5 月 31 日確認旗下風投部門 PayPal Ventures 為 Aptos 該輪 2 億美元融資的參投方之一,本次投資系 PayPal Ventures 投資的首個 Layer 1 公鏈項目。

Binance Labs 宣布戰略投資 Aptos

2022 年 3 月 28 日Binance Labs  宣布(https://www.binance.com/en/blog/ecosystem/binance-labs-makes-strategic-investment-in-aptos-labs-for-the-industry-adoption-acceleration-421499824684903620)戰略投資公鏈項目 Aptos 開發團隊 Aptos Labs,將與 Aptos 在開發、代碼審查、基礎設施建設和黑客馬拉松方面進行密切合作。不過本輪融資的具體輪次和金額官方暫未公開披露。

Aptos 啟動激勵測試網

2022 年 5 月 14 日,Aptos 正式啟動(https://medium.com/aptoslabs/announcing-the-aptos-grant-program-7654b92e22a1)激勵測試網,參與的用戶需要使用有效的 Discord 或 GitHub 帳戶進行身份驗證,並部署驗證器加入測試網。註冊於北京時間 2022 年 5 月 20 日 5:00 結束,於北京時間 5 月 24 日 3:00 發放測試邀請。

Aptos 推出生態系統資助計劃

2022 年 6 月 29 日, Aptos 宣布推出(https://medium.com/aptoslabs/announcing-the-aptos-grant-program-7654b92e22a1)生態系統資助計劃,為團隊、個人和創作者提供資金加速 Aptos 生態發展。資助類別包括:開發人員工具、SDK、庫、文檔、指南及教程;用於開發、治理、DeFi 和 NFT 的工具和框架;核心協議貢獻:代幣標準、庫、協議升級等;開源和公共產品;教育舉措;應用程序。Aptos 稱,贈款資金將以美元分配,未來可能會選擇分發代幣,以幫助激勵各方的長期生態系統增長。

Aptos 激勵測試網 2 開啟註冊

2022 年 7 月 1 日,Aptos 宣布(https://medium.com/aptoslabs/welcome-to-aptos-incentivized-testnet-2-af26e2fd69a7)激勵測試網 2 開啟註冊,7 月 7 日註冊截止並於 7 月 11 日出通知。測試網將於 7 月 12 日上線至 7 月 22 日結束。接受測試的參與者應在收到通知後 24 小時內加入測試網。

Aptos 團隊將向被選中的參與者空投足夠的測試幣,完成測試的參與者將會獲得 500 枚 Aptos 代幣獎勵。Aptos 測試獎勵代幣只能提供給非美國參與者,並在主網成功啟動後發放,至少有一年鎖定期。

Aptos 完成 1.5 億美元新一輪融資

2022 年 7 月 25 日,Aptos 宣布(https://medium.com/aptoslabs/entering-the-next-phase-of-the-aptos-journey-with-added-funding-and-new-partners-d4daa03dd17c)完成 1.5 億美元新一輪融資,FTX Ventures 和 Jump Crypto 領投,其他投資方包括 Griffin Gaming Partners、Franklin Templeton、Circle Ventures 和 Superscrypt、a16z crypto 和 Multicoin Capital 等。

主網預計秋季上線

Aptos 6 月底在官方博客(https://medium.com/aptoslabs/announcing-the-aptos-grant-program-7654b92e22a1)中表示,Pontem Network,the Macalinao brothers,Nutrios,PayMagic,MartianDAO,Solrise 等團隊已經在編寫代碼,準備在 9 月底發布 Aptos 主網。

不過在 8 月 1 日官方博客(https://medium.com/aptoslabs/aptos-incentivized-testnet-2-highlights-and-updates-ee478eace33c)更新的關於 Aptos 激勵測試網 2 的進展中指出,預計主網將於秋季上線,主網上線之後會在冬季推出測試網 4。同時,官方在更新的關於激勵測試網 2 的進展指出,在已結束的測試網 2 中,共有 225 個節點參與了測試,分佈在全球 44 個國家的 110 座城市。Aptos 將向激勵測試網 2 中滿足一定條件的參與者發放 Aptos 代幣獎勵。

其他更新的關鍵時間節點如下:

  • AIT3 註冊- 8 月 19 日
  • 代碼凍結—8 月 25 日
  • AIT3 啟動- 8 月 30 日
  • AIT3 結束- 9 月 9 日
  • 主網啟動-秋季
  • AIT4 – 冬季
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1.3 團隊背景

Aptos 許多主要團隊成員來自 Meta,比如,Aptos 聯合創始人兼首席技術官 Avery Ching 與 Mo Shaikh 都曾是 Diem 與 Novi 的主要構建者

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此外,開發團隊中的 Alden Hu 等開發和研究人員大部分都參與了 Diem、Novi 的開發。Aptos 團隊成員有豐富的大規模開發和部署經驗,同時延續了熟悉的 Move 語言,一定程度上有助於進一步延續和增強 Aptos 底層代碼部分的穩定和安全性。

除其以外,還有 Alden Hu,Alin Tomescu,David Wolinsky 等許多由博士、研究人員、工程師、設計師和戰略家組成的其他團隊成員。目前團隊成員人數大概在 60 人左右,並且人數還在持續擴張中,CryptoJ 根據領英等公開資料整理部分團隊成員簡介如下:

Mo Shaikh ——創始人&CEO

Mo Shaikh ,Aptos 創始人兼 CEO,2020 年 5 月至 2021 年 12 月在 Meta 負責戰略合作夥伴關係,在此之前的 2017 年 10 月至 2020 年 5 月在 Meridio 擔任創始人兼 CEO,Meridio 是一個基於區塊鏈的平台,用於投資和交易具有流動性的部分房地產。

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Mo Shaikh,來源:LinkedIn

Avery Ching ——創始人&CTO

Avery Ching,Aptos 創始人&CTO,Avery Ching 自 2011 年 9 月至 2021 年 12 月在 Facebook 擔任首席軟件工程師超過 10 年,並且是原 Meta 旗下加密平台 Novi 團隊的技術負責人,專注於區塊鏈技術的各個方面的開發,同時也負責維護 Diem 區塊鏈。2007 年 10 月至 2011 年 9 月在雅虎擔任首席軟件工程師。

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Avery Ching,來源:LinkedIn

Josh Lind——創始工程師

Josh Lind, Aptos 創始工程師,從事 Layer1 區塊鏈技術的研究。在此之前,是一名研究學家,在 Novi 從事 Diem 區塊鏈的研究。曾在倫敦帝國學院的大規模數據和系統(LSDS)小組和加密貨幣研究和工程中心(IC3RE)完成了博士學位。博士學位專注於使用可信硬件改善大規模分佈式系統的安全和隱私。

Josh Lind,來源:LinkedIn

Alin Tomescu——研究員

Alin Tomescu, Aptos 創始團隊成員和研究員,被麻省理工學院授予計算機科學碩士學位以及哲學博士,在麻省理工學院擁有超過六年研究經驗,並專注於加密貨幣、公鑰、經過身份驗證的數據結構、安全通信和安全 Web 應用程序等方面。

Alin Tomescu,來源:LinkedIn

David Wolinsky——軟件工程師

David Wolinsky, Aptos 軟件工程師,曾是 Meta 的 Web3 的技術主管,在多個組織和團隊工作,以幫助制定許多戰略性技術和產品計劃。在此之前,曾在 Diem 區塊鏈上工作近兩年時間,包括設計治理和創世程序,建立安全基礎設施計劃和原則,以及定義與 Diem 的集成。在加入 Novi 之前,是 Facebook 的技術主管/經理,負責 Facebook 的廣告增長。此前,在耶魯大學擔任研究學者。

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David Wolinsky,來源:LinkedIn

Alden Hu——軟件工程師

Alden Hu,Aptos Labs 軟件工程師,2019 年 2 月至 2022 年 2 月在 Novi 擔任高級軟件工程師,此前曾就職於 Instagram 以及百度。

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Alden Hu,來源:LinkedIn

Rati Gelashvili——研究員

Rati Gelashvili  Aptos 創始團隊研究員,麻省理工博士,在並發、並行和分佈式算法以及數據結構方面擁有豐富的專業知識,2020 年 5 月至 2022 年 1 月在 Novi 擔任高級研究學家。

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Rati Gelashvili,來源:LinkedIn

1.4 融資情況

截止 2022 年 7 月 27 日,Aptos 總共完成 3.5 億美元融資,其中 a16z(Andreessen Horowitz)、FTX Ventures、Multicoin Capital 三家機構均參與了目前為止的兩輪融資。

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二、Aptos 發展現狀

2.1 生態發展情況

根據 Aptos 的博客文章(https://medium.com/aptoslabs/announcing-the-aptos-grant-program-7654b92e22a1)介紹,其生態當前已有超過 100 個項目在網絡上構建,用例涵蓋 DeFi、NFT、遊戲等。從生態佈局來看,Aptos 仍以基礎設施建設為主,部署應用的場景多是錢包、DEX 和借貸協議等產品。不過,目前從市場公開資料上來看,Aptos 生態項目大多數仍處於持續開發的相對早期階段,部分項目仍在開發,因此,CryptoJ 根據公開資料整理了截止 2022 年 7 月 27 日的 Aptos 原生項目發展情況如下:

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DeFi

  1. Econia

Econia 是建立在 Aptos 公鏈上的超並行鏈上訂單薄,更具體地說,Econia 是一種中央限額指令簿(CLOB),是股票市場等金融機構使用的基本金融工具,但與紐約證券交易所或納斯達克不同的是,Econia 是開源和去中心化的。

Econia 目前正在開發當中,其 V1 版本將引入一項鍊上交易的關鍵創新—Econia 原子匹配引擎,該引擎在交易期間能夠實現市場訂單結算的最終性。

相關鏈接:

https://www.econialabs.com/

https://twitter.com/EconiaLabs

  1. NjordFinance

NjordFinance 是 Aptos 上的借貸協議,用於解鎖產生收益的安全性和多樣化策略。

相關鏈接:https://twitter.com/NjordFinance

  1. Pontem Network

Pontem 是一家產品開發工作室,致力於通過區塊鏈實現全球金融包容性。Pontem 與 Aptos 合作,以構建基礎 DAPP 和其他基礎設施,如開發工具、EVMs、AMMs 等。Pontem 團隊開發了一個 Diem-Move 分叉虛擬機,可以很容易地部署到其他公鏈,如 Polkadot、Cosmos、Avalanche 等。Pontem 還使 Move VM 與 EVM 等傳統虛擬機兼容,以便使用 Solidity 或 Vyper 代碼庫輕鬆部署。

Pontem 團隊開發了 Aptos 鏈上第一個基於 AMM 機制的 DEX—Liquidswap 以及錢包 MultiMask。

相關鏈接:https://pontem.network/

  1. Zaptos

Zaptos 是建立在 Aptos 鏈上的一種非託管的流動性質押協議。用戶可以將其資產存入 Zaptos,並收到 IOU 衍生品,可用於 Aptos 鏈上構建的 DeFi 協議或者其他 Dapp 當中。Zaptos 的願景是增加網絡去中心化程度,並使質押者的鎖定資產在鏈上具有生產力。Zaptos 的目標是通過 zAPTOS 使已質押的 APTOS 代幣流動,同時在多個驗證器中分配 APTOS,以提高網絡的抗審查能力。

相關鏈接:https://twitter.com/ZaptosFinance

  1. Thala Labs

使用 Move 語言構建的高效穩定幣項目。

相關鏈接:https://twitter.com/ThalaLabs

  1. Aries Markets

建立在 Aptos 上的去中心化保證金交易平台。

相關鏈接:https://twitter.com/AriesMarkets

  1. EMPO

EMPO 是建立在 Aptos 上的 DEX。

相關鏈接:https://twitter.com/Empo_Fi

  1. Laminar

Laminar 是建立在 Aptos 上的完全去中心化的 DEX。

相關鏈接https://laminar.markets/

  1. Vial

Vial 是一種集合利率協議,允許用戶在 Aptos 鏈上借貸資產。借貸利率根據資金池利用率(借入資產與供應資產的比率)通過算法確定。Vial 目前已經在其官網上發布測試網,用戶可連接錢包申領測試幣進行體驗測試。

相關鏈接:https://www.vial.fi/

10.ultima

ultima 是建立在 Aptos 上的流動性協議。

相關鏈接https://twitter.com/ultimaprotocol

11.seam.aptos

建立在 Celo 與 Aptos 上的穩定幣收益平台。

相關鏈接:https://www.seam.money/app

12.Hanson

建立在 Aptos 上的基於 AMM 機制的 DEX。

相關鏈接:https://twitter.com/hansondotso

NFT

  1. Topaz

Topaz 是 Aptos 鏈上的 NFT 市場,可進行 NFT 的創建、瀏覽與交易。

相關鏈接:https://www.topaz.so/

  1. Aptos Egg with Witch 

計劃在 Aptos 主網啟動後 10 天推出 5616 個 NFT,NFT 售罄後通過銷毀系統創造新的魔法生物。

相關鏈接:https://forum.aptoslabs.com/t/aptos-egg-with-witch-nft-project/3475

錢包

  1. Martian

Martian 錢包可用於管理數字資產和訪問 Aptos 鏈上的 Dapps,還支持在 Aptos 開發網上鑄造 NFT。Martian 錢包目前提供 Chrome 插件版本,不久計劃提供 IOS 版本。

相關鏈接:https://martianwallet.xyz/

  1. Fewcha

Fewcha 是 Aptos 鏈上的非託管錢包,其功能包括支持代幣上線和交易以及 NFT 的鑄造和轉移。目前已上線 Chrome 瀏覽器的插件版本,項目計劃於 2022 年第四季度發布 ios 與安卓版本的移動端 Dapp。

相關鏈接:https://fewcha.app/

  1. Hive

Aptos 鏈上的一款移動端的多簽錢包。

相關鏈接https://twitter.com/hivewithme

基礎設施

  1. Hippo Labs

Hippo Labs 是 Aptos 鏈上的聚合層,為 Aptos 生態開發人員提供了編譯器、SDK 和框架級別的工具,以顯著提高他們的生產力。更恰當的來說,Hippo 描述為一種聚合機制——利用面向用戶的友好前端,讓用戶可以直接訪問跨多個指數和貨幣市場的最佳定價和貸款利率。

Hippo 目前正在開發建設交易聚合器,開源的 Swap 協議(包括常數乘積交換、穩定曲線交換、分段常數乘積交換),Move to Typescript Transpiler,交易模擬 API,Aptos-wallet-adapter 等功能及組件。

相關鏈接:https://hippo.space/

https://medium.com/@hippolabs/introducing-hippo-the-aptos-aggregation-layer-caefc1a7fc2d
  1. Nutrios

Nutrios 是 Aptos 上的隱私項目,目前還處於早期開發階段。

相關鏈接https://www.nutrios.co/

  1. Aptosphere

Aptosphere 對 Aptos 的鏈上活動進行實時索引,為開發人員提供快速的、友好的 API 接口。

相關鏈接https://www.aptosphere.com/#

Web3

  1. names.aptos

Aptos 鏈上的域名服務提供商(ANS,Aptos Name Service),ANS 是一個智能合約,將名稱映射到 Aptos 地址。用戶在 names.aptos 申請一個名字會得到一個特殊的 NFT,它賦予用戶編輯該名字地址的唯一權力。該 NFT 是可組合的,可以根據需要進行買賣和交易。

相關鏈接https://www.aptosnames.com/

除上述項目之外,Solana  以及其他生態的項目及開發者也紛紛加入 Aptos 生態,參與開發建設,比如 Saber、Wormhole、Solrise、Dialect、Notifi、Switchboard、Paymagic 等項目。

Solana 前市場營銷主管 Austin 7 月 19 日在推特(https://twitter.com/austinvirts/status/1549115616233041920)上宣布,已加入公鏈項目 Aptos 擔任生態系統總監一職,於下個月正式開啟工作。Austin 在 Web3 的大部分職業生涯都專注於孵化和擴展全球社區和團隊。

2.2 Aptos 社交媒體熱度

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三、Aptos 網絡與技術進展

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3.1 Move 語言

Move 是最初由 Facebook  公司開發設計的智能合約語言。Move https://diem.github.io/move/introduction.html)是一種用於安全、沙盒和正式驗證的編程的下一代語言。它的第一個用例是 Diem 區塊鏈,Move 為其實施提供了基礎。Move 允許開發人員編寫靈活管理和轉移資產的程序,同時提供對這些資產的攻擊的安全性和保護。不過,Move 的開發也考慮了區塊鏈環境之外的用例。

3.1.1 Aptos 區塊鍊和 Move 語言在三年多前同時開發

Move 通過使用具有 move(因此得名)語義的資源類型作為數字資產(例如貨幣)的顯式表示,從 Rust 中汲取靈感(https://www.rust-lang.org/)。

Move 語言是為區塊鏈上的安全資源管理和可驗證的執行而設計的。交易的執行是確定的、封閉和計量的。確定性和封閉性意味著交易執行的輸出是完全可預測的,並且只基於交易和當前賬本狀態中包含的信息。計量是對交易執行層面的拒絕服務攻擊的一個重要防禦。

Move 驗證器可以通過一種富有表現力的規範語言正式驗證 Move 模塊的屬性,其速度足以作為持續集成測試的一部分運行。Move 資源,受到線性類型的啟發,靜態地確保資源被保存,不被複製或意外地破壞– 完全避免了一類潛在的攻擊。

根據 Aptos 創始人&CTO Avery Ching 的表述(https://medium.com/aptoslabs/the-aptos-vision-1028ac56676e),「Aptos 區塊鍊和 Move 語言是在三年多前同時開發的。賬戶、交易費用、標準庫、驗證器節點管理和配置都是用 Move 實現的。我們喜歡 Move 的安全性,並對幫助圍繞它建立一個廣泛的生態系統感到興奮。」

3.1.2 Move 語言四個主要目標

Move 語言設計之處試圖從程序語言的角度上去解決數字資產的保護問題。Move 語言定了四個主要目標:一等資源類型的保護(Frist-Clase Resources)、靈活、安全以及可靜態驗證。

Move 語言(https://diem-developers-components.netlify.app/papers/diem-move-a-language-with-programmable-resources/2020-05-26.pdf)在設計上引入了一個「一等資源類型的保護 (Frist Class Resources)」的概念,簡單說,一等資源類型首先是一種變量類型,然後規定這種類型的變量:

  • 不能被複製
  • 不能被隱式地銷毀
  • 只能在不同程序地址上「Move」

靈活性設計, Move 字節碼可以直接執行,也可以調用其他已發布的 Modules 代碼,可以在一個交易中調用多個程序,能夠靈活的實現在一筆交易中給多人轉賬。

安全、可驗證性設計,Move 編碼系統為資源提供了針對性的安全保護。Move 資源不可複制,重複使用或銷毀。一個資源類型僅能被定義其類型的模塊創建或銷毀。Move 虛擬機(https://developers.libra-china.org/docs/reference/glossary/index.html#move-virtual-machine-mvm)將通過靜態字節碼驗證,並拒絕未通過字節碼驗證的的程序運行,以此確保其安全性。

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轉賬示意圖,來源:白皮書

3.2 Aptos 狀態同步

Aptos 在一篇名為《狀態同步的演化:在 Aptos 實現每秒 100k+ TPS 且延遲小於 1 秒道路》(https://medium.com/aptoslabs/the-evolution-of-state-sync-the-path-to-100k-transactions-per-second-with-sub-second-latency-at-52e25a2c6f10)的博客文章中介紹了關於狀態同步的話題,Aptos 區塊鏈利用廣泛的新技術來確保去中心化網絡中的高吞吐量、低延遲證的狀態同步。在 Aptos 中,對等節點可以驗證和同步超過 10k 的 TPS,延遲為低於 1 秒,而 Aptos 已經朝著 100k+ TPS 邁進

3.2.1 什麼是狀態同步?

狀態同步是區塊鏈設計中一個重要但經常被忽視的方向。大多數區塊鏈都是分層結構,在網絡的核心有一組活躍的驗證者。驗證者通過執行交易、產生區塊和達成共識來發展區塊鏈。網絡中的其他對等節點(例如,全節點和客戶端)複製由驗證者生成的區塊鏈數據(例如,區塊和交易)。狀態同步是允許非驗證節點分發、驗證和持久化區塊鏈數據並確保生態系統中所有節點同步的協議。

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Aptos 生態系統(概述)

3.2.2 狀態同步重要性

在評估區塊鏈時很少提及狀態同步,然而,狀態同步對區塊鏈性能、安全性和用戶體驗有重大影響。考慮以下:

  1. 完成時間和用戶體驗
  2. 與共識的關係
  3. 對去中心化的影響
  4. 數據正確性

3.2.3 狀態同步的目標

有了通用模型,現在可以為狀態同步定義幾個基本目標:

  1. 高吞吐量
  2. 低延遲
  3. 快速引導時間
  4. 抵抗故障和惡意行為者
  5. 容忍資源約束和異構性

3.3 激勵測試網

Aptos 目前為止進行了兩輪激勵測試網,AIT-1 的目標是證明 Aptos 社區可以團結起來,部署和維護一個去中心化的網絡。通過 AIT-2,開始準備成為可靠的節點運營商,並測試質押和節點聲譽框架。

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AT1(激勵測試網 1):去中心化啟動

  • 5 月 14 日啟動時間
  • 5 月 24 日發送邀請
  • 參加人數:100
  • 成功標準
    • 成功啟動節點並在 24 小時內通過活動性檢查
    • 可用性超過 95%
  • 獎勵(僅限非美國參與者):每位成功參與者 500 Aptos 代幣
  • 主要成果
    • 註冊和跟踪網站將在 IT1 開始前提供
    • 最初限制為 100 個驗證節點(將在後續階段擴展)
    • 使用 GitHub 的去中心化網絡啟動工具
    • 運行生產級驗證器的文檔
  • 目標
    • 使用 GitHub / Genesis 工具執行去中心化網絡
    • 通過 Aptos 衡量的測試網完成保持在線並參與

AIT2:質押

  • 啟動時間:7 月 1 日
  • 測試網結束時間:7 月 22 日
  • 主要成果
    • 測試幣支持質押和質押獎勵
    • 去中心化水龍頭支持
    • 更新 gas schedule,例如,改進交易中每個操作的成本並有據可查,以使交易成本可預測

在已結束的測試網 2 中,社區節點超過 225 個,其中 26 個由 Aptos 和 Aptos 合作夥伴運營。這些節點分佈在全球 44 個國家和 110 個城市。

獎勵如下:

  • 全額獎勵:500 Aptos 代幣,用於滿足官方所有條件的人
  • 部分獎勵:300 Aptos 代幣,適用於那些能夠在活躍度和參與度以及其他標準方面達到至少 50% 的人
  • 獎勵:符合以下每個標準的 200 個 Aptos 代幣:
    • 前 10% 並至少升級一次
    • 將節點保留在偏遠地區的運營商,同時滿足上述所有要求。因為它們幫助更好地了解去中心化節點分佈如何影響性能的細微差別
    • 在幫助識別關鍵問題和做出重大貢獻方面做得非常出色的運營商

注意:出於監管方面的考慮,Aptos 代幣只能提供給非美國參與者。只有在主網成功啟動後,才會提供與激勵測試網相關的任何獎勵,並且提供的任何代幣都將至少有一年的鎖定期。

AIT3:治理和升級

  • 預計參加人數:1000
    • 成功標準
    • 在節點啟動時間後 12 小時內成功啟動節點並通過活動檢查
    • 可用性超過 97% 成功參與標準網絡升級,2 天響應時間
    • 成功參與修補程序網絡升級,12 小時響應時間
    • 在前 75% 的共識參與者中(共識投票)
  • 獎勵(僅限非美國參與者):
    • 前 3 個投票節點分別獲得 5000、2500 和 1000 個 Aptos 代幣
    • 每個成功參與者獲得 500 個 Aptos 代幣
  • AIT3 註冊- 8 月 19 日
  • AIT3 啟動- 8 月 30 日
  • AIT3 結束- 9 月 9 日

AIT4:動態驗證器拓撲

  • 預計參加人數:1000+
  • 成功標準
    • 在節點啟動時間的 12 小時內成功啟動節點並通過活躍度檢查
    • 其餘標準仍在確定中
  • 獎勵(僅限非美國參與者):每位成功參與者 500 Aptos 代幣,額外獎勵正在考慮中

3.4 並行執行引擎

Aptos 在一篇官方博客中分享(https://medium.com/aptoslabs/block-stm-how-we-execute-over-160k-transactions-per-second-on-the-aptos-blockchain-3b003657e4ba)到,Aptos 設計並實現了一個高效、多線程、內存中的並行執行引擎,通過利用預設的事務順序並將軟件事務內存技術與新穎協作時間表。

Aptos 在開源代碼庫中實現了 Block-STM,依靠 Rayon、Dashmap 和 ArcSwap crates 實現並發。使用非平凡的點對點移動事務(8 次讀取和 5 次寫入)評估了系統。

在下圖中,Aptos 將 Block-STM 與塊的順序執行進行了比較。  每個區塊包含 10k 筆交易,賬戶數量決定了衝突和爭用的程度。在低爭用情況下,Block STM 歸檔比使用 32 個線程的順序執行提高 16 倍,而在高爭用情況下,Block-STM 歸檔超過 8 倍加速。重要的是,當工作負載本質上是連續的時,Block-STM 會產生少量開銷。總體而言,Block-STM 能夠動態且透明地(無需用戶提示)從工作負載中提取固有的並行性。可以在論文(https://arxiv.org/pdf/2203.06871.pdf)中找到與相關工作的詳細比較。

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不同級別的 Block STM 性能

3.5 BFT 共識協議

Aptos 團隊開發了生產級、低延遲拜占庭容錯 (BFT) 引擎。在過去三年中,已經實施了該協議的第四次迭代https://github.com/diem/diem/blob/main/developers.diem.com/static/papers/diem-consensus-state-machine-replication-in-the-diem-blockchain/2021-08-17.pdf)(最先進的 HotStuff 衍生產品)。在此期間,在私有主網環境中升級了共識協議,該環境具有多樣化的運營商和零停機時間。

Aptos 對 BFT 協議的第一個實現https://github.com/aptos-labs/aptos-core/blob/main/developer-docs-site/static/papers/aptos-consensus-state-machine-replication-in-the-aptos-blockchain/2019-06-28.pdf)添加了一個主動起搏器,它使用超時來同步驗證器,這比等待增加的超時要快得多。隨著對協議的最新改進,區塊只需兩次網絡往返即可提交,從而使亞秒級的最終確定性成為常見情況。

Aptos 新穎的信譽系統https://arxiv.org/abs/2110.00960)分析鏈上狀態並自動更新領導者輪換以適應無響應的驗證者,而無需任何人為乾預,使其非常適合去中心化環境。此外,Aptos 的協議清楚地將活性與安全區分開來。無論網絡不可達或非安全核心以某種方式受到損害,只要 BFT 誠實保證得到維護,鏈就不會分叉。共識協議的安全性已經過審計和正式驗證(https://www.garillot.net/talks/2020-05-27-mechanized-proof-libra)。

3.6 技術路線圖——區塊鏈核心堆棧

根據 Aptos 社區(https://wiki.aptos.movemove.org/gai-lan/ji-shu-lu-xian-tu)通過 GitHub repository(https://github.com/aptos-labs/aptos-core)中的問題進行跟踪的技術路線圖如下:

聯網

  • 全節點的鏈上發現——不再需要做廣告
  • 改進的網絡拓撲,例如區分上游、下游和對等點
  • 驗證者的 DDoS 緩解和評估——來自下游全節點和驗證者的攻擊
  • 內聯運行狀況檢查以減少網絡堆棧上不必要的爭用

共識

  • 動態驗證者集、小組委員會
  • 刪除遺留的共識代碼
  • 通過參考模型進行深度安全規則集成,以最大限度地減少複製開銷
  • 通過環境變量或配置參數查詢密鑰
  • 共識數據庫 (rocksdb) 中的安全數據存儲

存儲

  • 細粒度存儲——當前模型利用 Blob 存儲來限制單個帳戶的最大存儲容量,包括本機表擴展
  • CRSN(抗衝突序列號)——使用符合條件的序列號窗口而不是順序字段
  • 存儲經濟學,反狀態爆炸。gas 和狀態驅逐
  • 性能基準測試和改進,包括每個塊而不是每個事務狀態身份驗證結構維護

狀態同步

  • 使用最新狀態和狀態輸出增量而不是事務進行同步
  • 用於端點的備份和恢復適配器,例如 AWS S3 存儲桶
  • 共識和狀態同步之間的智能、性能意識和共識中的角色(驗證者集或追隨者)

內存池

  • 改進的交易序列化和粘性,包括對同一賬戶交易的並行支持
  • 消除或限制驗證者廣播交易

執行器

  • 啟用事務的並行執行
  • 減少從交易到區塊的 merkle 樹更新粒度
  • 去除執行正確性可信計算庫

虛擬機 (VM) / 框架

  • 對模塊的可變性進行更嚴格的強制執行,例如,暫時凍結版本並保留開放的治理能力以啟用它
  • 來自非核心框架模塊的錯誤類型或更豐富的錯誤
  • 映射到實際使用情況的現代化 gas schedule
  • 支持可並行化的序列號,允許單個帳戶的「亂序」事務執行,也稱為抗衝突序列號

操作工具

  • 驗證者和全節點創建和註冊
  • 密鑰和地址輪換
  • 與狀態同步協作備份和恢復
  • 深度健康檢查器
  • 檢索和打印受管節點信息
  • 檢索和打印節點的鏈上信息
  • 驗證全節點/驗證器部署,例如,運行獨立的測試網

智能合約和框架

  • 權益證明、委託和獎勵
  • 治理/DAO 升級框架替換根賬戶
  • DeFi 或交換應用程序

性能調優

  • 使用 perf 評估浪費並在驗證器和全節點之間應用有價值的更改
  • 統一 Tokio 執行器以減少爭用

四、未來發展潛在不確定性因素

頭頂「明星光環」,獲得主流頭部機構青睞的 Aptos 雖然在經歷了兩輪激勵測試網之後已經初露面紗,但目前可公開技術、項目、白皮書等資料以及實際落地情況仍有待觀察,此外公鏈在未來的發展過程中仍存在一些潛在的不確定性因素。

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4.1 主網實際落地

Aptos 在兩輪激勵測試網中當然不可避免會暴露出了一定的問題,比如遇到 node panic、狀態同步阻塞、高流量等問題,問題越早發現越有利於官方盡快解決問題。

根據官方路線圖的表示,Aptos 激勵測試網就有 4 輪,分別是:

  • AIT1:去中心化啟動
  • AIT2:質押
  • AIT3:治理和升級
  • AIT4:動態驗證器拓撲

不過目前已經開展的兩輪測試網和未來主網的環境仍然存在差異,由於測試節點、人數、配置的調整,雖然在核心功能上可能確保了安全,但仍然不排除主網後續上線後可能會出現的問題。

同時在接下來將要進行的 AIT3/AIT4 中或許遇到一定的技術問題調整,進而可能影響主網原定的上線時間進而波及到一些相關生態項目的進展。此外,處於測試階段的 Aptos 仍缺少大量的普通用戶參與。

4.2 公鏈賽道的競爭

公鏈賽道一直都是最具挑戰性同時也是承載價值最好的地方,隨著 DeFi、NFT、Web3 等應用的快速爆發,關於公鏈的敘述性和概念性都是市場的最主要的關注點之一,當然,公鏈賽道的競爭也從未停止。

細數公鏈賽道的發展,從 BSC、Solana、 Avalanche 、Fantom 、Near、Avalanche、到 Terra,一條又一條公鏈不僅在二級市場價格展現了良好的答卷,也在生態方面迎來了蓬勃的發展,帶動了一輪屬於新興公鏈的小高潮。

但在 TVL 超過 100 億美元的公鏈中,目前只有 Solana 不兼容以太坊,雖然 Aptos 也試圖走出具有自己特性的一條公鏈發展道路,儘管如此,比如 Framework 聯合創始人 Vance Spencer 等人在推特提出質疑稱:「Aptos 做了什麼 solana 沒有做的嗎?」。

Solana 的極速爆發雖然令人興奮,其足夠快的速度和性能也帶來了良好的用戶體驗,但中心化問題似乎很難獲得一些開發者的信任,Aptos 是否能在在去中心化、足夠安全且保持高性能的同時完成公鏈「不可能三角」的任務仍有所觀察。

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4.3 Meta 系同類競爭網絡

與 Aptos 同屬於 Meta 系的公鏈項目還有 Sui 以及 Linera,三條公鏈的創始人都出身於 Meta ,團隊成員曾經都是 Diem 與加密錢包 Novi 的主要創建者和核心開發者,且 a16z 都參與了投資

與 Aptos 類似,Sui 同樣延續了 Libra 的 Move 開發語言,但 Sui 在原版本(Core Move,https://docs.sui.io/learn/sui-move-diffs)上做了一定的改進。

據知情人士透露(https://www.theinformation.com/articles/startup-founded-by-former-meta-crypto-execs-seeks-2-billion-valuation?utm_source=organic&utm_content=headline&utm_medium=awarenessbar&utm_campaign=AB_post), Sui 開發團隊 Mysten Labs 正在尋求以 20 億美元估值籌集至少 2 億美元 B 輪融資,本輪融資將由 FTX Ventures 領投,目前投資方已承諾提供至少 1.4 億美元的資金。Mysten Labs 此前已經完成 3600 萬美元 A 輪融資,同樣由 a16z 領投,Coinbase Ventures、NFX、Slow Ventures、Scribble Ventures、Samsung NEXT、Lux Capital 等參投。

早在去年 11 月,Mysten Labs 就曾完成了 3600 萬美元 A 輪融資,該輪融資由 a16z 領投,Coinbase Ventures 、NFX、Slow Ventures、Scribble Ventures、Samsung NEXT、Lux Capital 等參投。

絡進展方面,Sui 目前也已經開放激勵測試網註冊,驗證者、開發者、Sui 愛好者都可以申請參與。Sui 基金會將為驗證者參與的每個測試網「wave」獎勵 2000 SUI,並承諾將高達供應量 10 % 的 Sui 代幣質押給繼續參與 Sui 主網的表現最佳驗證者。SUI 代幣獎勵僅在 Sui 協議主網上線後提供,並有一年的鎖定期。

此外,在目前公開的項目資料、白皮書版本https://github.com/MystenLabs/sui/blob/main/doc/paper/sui.pdf)中,Sui 已經對其網絡、技術、代幣價值捕獲等方面進行了較為細緻的描述。

另一條「Meta 系」Layer1 區塊鏈 Linera  宣布完成 600 萬美元種子輪融資,同樣由 a16z 領投,Cygni Capital、Kima Ventures 和 Tribe Capital 等參投。籌集資金將用於聘請工程師和團隊成員來構建協議。Linera 創始人兼首席執行官 Mathieu Baudet 是曾是 Meta 的員工並曾幫助 Meta 創建 Libra。

從三條公鏈的目前發展情況來看,Aptos 從生態和進展方面略微擁有優勢,但由於三條公鏈在出身背景、技術和機構支持方面都存在很大的重合度,同類競爭的未來進展仍有待觀察。

4.4 網絡價值捕獲

由於 Aptos 目前還暫未公佈官方的白皮書,因此無法查詢到關於網絡、代幣價值捕獲的詳細信息,另一方面,在 a16z、 FTX Ventures 等投資機構抬高 Aptos 的估值的情況下,存在籌碼相對集中的情況,在資本、做市商力量的借助以及高估值的背景下,代幣二級市場表現仍存在未知數。

4.5 學習成本

Move 語言雖然極具創新性,但是新語言同時也會增加一定的學習成本,此外,在生態安全、審計、開發基礎設施等方面都需要一定的重新學習和搭建時間,Aptos 如何吸引更多的開發者來共建生態的未來,確保上層應用的足夠安全仍是不可避免的問題。

五、總結

綜合來看,Aptos 在技術積累、開發團隊、資本支持、敘事方向等方面存在極大的先發優勢,同時已經在積極推進測試網、生態的發展,拓寬在各個應用領域的應用。

Aptos 依託基礎的底層,嘗試突破此前公鏈的佈局,在網絡性能、處理事務的能力、安全性、速度、去中心化等方面一起推進,打造全新的公鏈新定義。

Aptos 仍處於急速發展的前行階段,包括社區、生態、白皮書、網絡、主網等方面還在進一步的完善中,因此不免可能會存在一些潛在的不確定性因素,但是憑藉著得天獨厚的先機優勢,市場仍然對 Aptos 的未來寄予厚望。

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