Aptos：次世代高性能パブリックチェーンのディープダイブ

2024.11.15

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Aptos：次世代高性能パブリックチェーンのディープダイブ

Aptosは既にその効率性と信頼性を実際の行動で証明しており、新世代パブリックチェーンにおけるリーダー的地位を確立している。

2024.11.15 - 02:01:40

Aptos公链

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Aptosは既にその効率性と信頼性を実際の行動で証明しており、新世代パブリックチェーンにおけるリーダー的地位を確立している。

著者：Mark丨Stewart丨Mavis丨Jason丨Ryan丨Luiz、First.VIP

翻訳：TechFlow

投資概要

Aptosは2021年末に立ち上げられたパブリックブロックチェーンプロジェクトである。

チーム面から見ると、AptosのコアチームはMetaがかつて開発したブロックチェーンプロジェクトDiem（旧称：ステーブルコインプロジェクトLibra）およびNoviと深い関係を持っている。Metaが規制の圧力を受けてブロックチェーン分野での探求を断念した後、元開発チームの数名の重要なメンバーがAptosというパブリックチェーンプロジェクトを設立した。ある意味で、AptosはMetaがブロックチェーン分野で残した遺産の継承者の一つと見なすことができる。Metaは業界トップクラスのソフトウェア開発企業であり、そのブロックチェーン開発のために蓄積された人材は優れた学術的背景と信頼できる技術開発能力を持っており、Aptosプロジェクトの規模が拡大するにつれて、今後の発展基盤も非常に良好である。

資金面では、2024年11月7日時点でAptosは合計6回の資金調達を完了している。既に公表されている情報によると、Aptosは2022年のメインネットローンチ前に27.5億ドルの評価額で3.5億ドルを調達した。その後、さらに4回の金額非公開の戦略的資金調達を行った。Aptosの出資者はすべて業界トップクラスのベンチャーキャピタルファンドであり、Binance Labs、Dragonfly Capital、A16z、Multicoin Capital、Circle、Coinbase Venturesなどが含まれる。最新の資金調達は2024年9月19日に完了しており、プロジェクト自体の資金は依然として比較的潤沢であると考えられる。

製品・技術面では、Aptosはスケーラビリティ、安全性、信頼性、アップグレード性を持つスマートコントラクトプラットフォームの構築を主な目標としており、Moveプログラミング言語、Diem BFTコンセンサスアルゴリズム、Block-STM並列実行エンジン、効率的なノード同期スキームによってこの目標を支えている。スケーラビリティと安全性の追求とともに、Aptosは分散化の程度に関して一定の妥協をしている。現在のところノード数は少なく、高い参入障壁があるため、ある程度の中央集権化リスクが存在する。しかし、その代償として得られた卓越したパフォーマンスは即座に現れている。 メインネットローンチ以降、AptosのピークTPSは12,000以上に達し、1日に3億件以上の取引を処理したことがある。取引遅延は1秒未満に抑えられ、取引の遅延やネットワーク停止などの障害も発生しておらず、その高性能性と信頼性が実証されている。また、取引コストの観点からも、Aptosは優れたGas手数料設計によりユーザーのGas支出を大幅に削減しており、DeFiや他のアプリケーションプロジェクトのエコシステム発展に広い空間を提供している。

プロジェクトの発展状況については、Aptosは現時点において良好な成長を遂げており、特に2024年第3四半期以降、アクティブアドレス数は着実に増加し粘着性を保っており、取引量も明確に増加している。2024年8月15日には1日あたり3億件以上の取引を記録し、ピークTPSは約13,000に達した。これは間接的にAptosのブロックチェーン性能の優秀さを裏付けている。エコシステム面でも、Aptosの版図は広がり続け、広範かつ深層的な展開を見せている。特にDeFi、ゲーム、ソーシャルなどの分野は、将来のAptos拡大の基盤となる可能性がある。また、Aptosは伝統企業や規制当局との良好な関係も積極的に維持しており、マイクロソフト、Google、アリババ、Amazon、韓国のロッテ、SKTなどとの技術的・商業的協力関係がある。さらに、2024年10月末にはネイティブUSDTが正式にAptosに上場し、これによりさらなる流動性がもたらされ、エコシステムの潜在能力がさらに解放される可能性がある。

トークノミクスの観点から見ると、APTトークンは主にAptosネットワークのユーティリティトークンとして機能し、ネットワークコンセンサス、ガovernance、Gas手数料の支払い、エコシステム発展の促進に使用される。現在発行されているAPTトークンの大部分はAptos財団が保有しており、今後のプロジェクト運営およびエコシステム構築に用いる予定であり、Aptosが将来的なエコシステム発展を重視していることを示している。これにより、今後のブロックチェーンエコシステムの発展にさらなる可能性が生まれる。

業界全体のトレンドを見ると、Aptosが属するパブリックチェーン分野は、複数のブルベア相場の循環とブロックチェーン技術の進化を経て、市場のニーズがますます明確になり、各プロジェクトにおけるパブリックチェーンに対する理解も深まっている。つまり、パブリックチェーンの基盤となるコンセンサスと性能は、エコシステムプロジェクトが健全に成長するための根であり、エコシステムの繁栄はその上で結ばれる果実であるということだ。優れたパブリックチェーンとは、まず基盤技術が堅牢でなければ良い果実を結ぶことはできず、同時にその果実が十分に輝かしくなければ市場からの最終的な承認を得ることもできない。この三つはいずれも欠かせない要素である。現在、Aptosは優れたアーキテクチャ設計によりエコシステムの繁栄のための土台を固め、トークノミクスとエコシステム構築戦略を通じて「種」に水をやっている状態であり、あとはエコシステムプロジェクトの発展によって輝かしい「果実」を実らせるだけである。競争面からは、現時点ではイーサリアムとSolanaが依然として第一陣営に位置している。AptosとSuiはこれら2者と比べ、性能以外の面で大きな差があり、追いつくには一定の時間がかかるだろう。AptosとSuiは共にMeta系出身で、同じ言語を使用し、性能面でも伯仲している。ただし、両者のエコシステム発展の傾向が異なるため、現時点での市場認識にも差がある。我々は、Aptosのエコシステム構築が今後ますます整備され、注目を集めるエコシステムプロジェクトが登場すれば、Aptosには厚積薄発のポテンシャルと非常に高い到達可能性があると考えている。

1. 基本概要

1.1 プロジェクト概要

Aptosは2021年末に開始されたパブリックチェーンプロジェクトであり、Metaのブロックチェーン分野における探索の成果の一部を継承しており、非常に優れたチームと資金調達体制を持っている。メインネットローンチ以来、Aptosは実際の運用を通じて自身の高効率性と信頼性をすでに証明しており、今後、長年準備してきたエコシステム構築に依拠することで、さらなる発展が期待される。

1.2 基本情報

2. プロジェクト詳細

2.1 チーム

現時点で入手可能な情報によると、Aptosのコア開発チームであるAptos Labは主に北米カリフォルニア州に所在しており、雇用スタッフは世界中に散在している。総人数は100人以上と推定され、LinkedIn上では現在225名の関係者が表示されており、Aptosホワイトペーパーによれば、2022年のメインネットローンチ前までに累計350名以上の開発者がAptosの開発に参加していた。公式サイトによると、現在のリーダーシップチームには16名の創設メンバーと12名の部門責任者がいる。主要メンバーの概要は以下の通りである：

Aptosチームのコアメンバーの経歴を総合すると、彼らの多くはMetaがかつて開発したブロックチェーンプロジェクトDiem（旧称：ステーブルコインプロジェクトLibra）およびNoviと深い関係を持っていることが分かる。Metaが規制の圧力を受けてブロックチェーン分野での探求を断念した後、元開発チームの数名の重要なメンバーがAptosというパブリックチェーンプロジェクトを設立した。ある意味で、AptosはMetaがブロックチェーン分野で残した遺産の継承者の一つと見なすことができる。Metaは業界トップクラスのソフトウェア開発企業であり、そのブロックチェーン開発のために蓄積された人材は優れた学術的背景と信頼できる技術開発能力を持っており、Aptosプロジェクトの規模が拡大するにつれて、今後の発展基盤も非常に良好である。

2.2 資金

表2-1 Aptos 資金調達状況

2024年11月7日時点で、Aptosは合計6回の資金調達を完了している。既に公表されている情報によると、Aptosは2022年のメインネットローンチ前に27.5億ドルの評価額で3.5億ドルを調達した。その後、さらに4回の金額非公開の戦略的資金調達を行った。Aptosの出資者はすべて業界トップクラスのベンチャーキャピタルファンドであり、Binance Labs、Dragonfly Capital、A16z、Multicoin Capital、Circle、Coinbase Venturesなどが含まれる。最新の資金調達は2024年9月19日に完了しており、プロジェクト自体の資金は依然として比較的潤沢であると考えられる。

2.3 コード

図2-1 Aptos コードコミット状況

図2-2 Aptos コード貢献者状況

AptosのソースコードはGithub上でオープンソース化されている。2024年11月7日時点で、上記の図からわかるように、Aptosのコードは継続的に更新されており、コミット数は累計40,223回に達している。開発者数は最盛期で70人以上、現在は約50人前後である。開発プロセスではこれまでに3つのピークがあった。第1のピークは2022年第3四半期で、報酬付きテストネットおよびメインネットローンチ前の開発準備に該当する。第2のピークは2023年第3四半期で、Move言語および新たなオンチェーンIDソリューションの開発に該当する。第3のピークは2024年第2四半期で、新たなアセット標準およびコンセンサスプロトコルの開発に該当する。全体的に見ると、Aptosの開発ペースは安定しており、明らかな開発停滞は見られないため、今後も十分な技術開発の可能性が期待できる。

2.4 製品と技術

Aptosは、スケーラビリティ、安全性、信頼性、アップグレード性を主要な設計原則とするパブリックチェーンプロジェクトであり、Web3を主流のアプリケーションへと導くことで、デスクentral化された方法で現実世界のユーザーの核心的課題を解決することを目指している。Aptosの設計理念とビジョンに基づき、プロトコルのコンセンサス、スマートコントラクト設計、システムセキュリティ、パフォーマンス、分散化の面で独自の設計が行われている。

2.4.1 目標・ビジョンおよび技術枠組み

Aptosの目標は、スケーラビリティ、安全性、信頼性、アップグレード性を兼ね備えたスマートコントラクトプラットフォームを構築することであり、これはブロックチェーンの「不可能三角」問題に対する理解と対応を内包している。「不可能三角」とは、イーサリアム創設者Vitalik Buterinが提唱したもので、パブリックチェーンはスケーラビリティ（Scalability）、分散化（Decentralization）、セキュリティ（Security）の3つを同時に達成することはできず、そのうち2つを選択しなければならないというものである。

簡単に言えば、イーサリアムやビットコインは分散化とセキュリティを重視し、スケーラビリティを犠牲にしている。一方、Solanaなどの新興パブリックチェーンは極限のスケーラビリティを追求しており、分散化とセキュリティに若干の不足がある。AptosのホワイトペーパーやMedium記事では、「スケーラビリティ、安全性、信頼性、アップグレード性」という表現を用いており、「分散化」に言及していないことから、プロジェクト全体のアーキテクチャ設計および技術開発における一定の選択肢が反映されている。

表2-2 Aptosの目標および対応技術手段

Aptosホワイトペーパーによると、その技術枠組みの基本原則は以下の通りである：

1）新しいスマートコントラクト言語Moveを用いて、高速かつ安全な取引実行を実現する。

2）パイプライン処理と並列化アプリケーションにより、高スループットと低遅延を実現する。

3）Block-STM並列エンジンにより、任意の複雑なトランザクションを処理可能にする。

4）迅速なステーク加重検証者ローテーションにより、パフォーマンスと分散化を最適化し、評判追跡を実現する。

5）アップグレード性と構成可能性を最優先事項とし、新技術や新ユースケースを積極的に採用する。

6）モジュール設計により、コンポーネントレベルでのテストを可能にし、セキュリティと操作性を向上させる。

以下では、上記の核心技术について一定程度の説明を行う。

2.4.2 Moveプログラミング言語

2021年にMeta傘下のDiemプロジェクトチームが執筆した『なぜMoveを構築するのか』という記事の中で、ブロックチェーンにおけるプログラミング言語の活用について述べられている。すなわち、ブロックチェーンにおける状態と変換の正確な表現はプログラミング言語によって実現される。ここで言う「状態」とは通常、資産の価値、資産の保管場所、資産の所有権を指し、「変換」とは誰が資産を作成・破棄・移動できるか、どのような状態遷移が許可されるか、資産を移動するルールは何かなどを指す。

しかし、ブロックチェーン自体の特殊性から、プログラミング言語は状態と変換の正確な表現に加えて、ブロックチェーンに必要な「決定性」「密封性」「計量性」を満たさなければならない。

決定性とは、ブロックチェーンがコンセンサスを達成するためにステートマシンレプリケーションに依存しているため、プログラミング言語は高度な決定性を持ち、検証者ノードが状態の整合性を保てるようにしなければならない。C言語のようにメモリ安全性に欠けるものや、Javaのように未定義の動作を許容する汎用言語は、安全かつ正確なステートマシンレプリケーションができないため、ブロックチェーンでは使用できない。

密封性とは、ブロックチェーンのメッセージ送信の真実性を保証するために、取引実行の入力が厳密に制限される必要がある。ブロックチェーンでは、プログラムはグローバル状態または現在の取引からのみ入力を受け入れることができ、外部ソースへの参照はネットワークコンセンサスの形成に影響を与える可能性がある。なぜなら、異なる検証者が外部情報から異なる入力を得る可能性があるためである。

計量性とは、ネットワークが継続的に取引を処理できるようにするために、各状態遷移に対してリソース消費の上限（Gas関数）を設定しなければならない。このGas関数が代表する計量能力は、多くの汎用言語では組み込み機能ではないため、ブロックチェーン専用のプログラミング言語が必要となる。

ブロックチェーンに必要な決定性、密封性、計量性を実現し、ブロックチェーン運用の安全性と信頼性を確保するために、Rustなどのプログラミング言語の影響を受け、Move言語は「リソース（resource）」と「モジュール（module）」という概念を導入した。

Moveはリソース指向の言語であり、リソースは特定の型の値を記述するものであり、Move内のあらゆる資産はリソースとして表現または保存できる。また、リソースは希少性を持ち、それぞれにライフサイクル、保存、アクセスのパターンが定義されており、これによりトークンのようなリソースが無から生成されたり、消滅したり、二重使用されることを防ぎ、ブロックチェーン資産の安全性を確保している。

モジュールとは、データ型とプログラムを含むMoveコードであり、モジュールを宣言するアカウントアドレスとモジュール名で識別される。資産の作成、保存、移転に使用される。Moveのモジュールは「アクセス制御」機能を強調しており、モジュールはプライベートモジュールとパブリックモジュールに分けられる。プライベートモジュールは他のモジュールからアクセスできず、定義したモジュール内でのみ変更可能。パブリックモジュールは他のモジュールからアクセスでき、パブリックアクセサーを通じてアクセス可能。このようにして、プライベートとパブリックの区別により、Moveのセキュリティがさらに向上している。さらに、同一アカウントアドレス下のモジュールは1つのソフトウェアパッケージにまとまり、所有者はそのパッケージを一括でオンチェーンにデプロイでき、パッケージがアップグレード可能かどうかを選択できる。所有者は古い関数やリソースを変えずに、パッケージに新しい関数やリソースを追加できるため、スマートコントラクトのプログラマビリティとアップグレード性が向上する。モジュール以外に、Moveには「トランザクションスクリプト」と呼ばれる別のタイプのプログラムもある。これは任意の数の引数を受け取るが返り値を持たない関数で、主にパブリックモジュールを呼び出し、グローバル状態の特定の変更を実現するために使用される。

リソースとモジュールの設計により、Moveはブロックチェーンに必要な決定性、密封性、計量性を満たしつつ、Aptosにおける効率的かつ安全な取引実行および今後のコードの更新・反復を可能にしている。

2.4.3 Diem BFT コンセンサスアルゴリズム

コンセンサスメカニズム（コンセンサスプロトコルまたはコンセンサスアルゴリズムとも呼ばれる）とは、分散システム（コンピュータネットワーク）が協調して働き、安全に帳簿を管理する仕組みを指す。より具体的には、検証者グループ内でブロック（取引）の順序付けと確定を行うメカニズムである。

異なるブロックチェーンは異なる目的に基づき、異なる方法を採用することがある。ビットコインは作業証明（PoW）方式を採用しており、ノードが大量の計算を行い、乱数を衝突させることで、帳簿記載権を割り当てる。PoWは最も分散化が進んでおり、資源消費が最大で、パフォーマンス効率が低い。初期のプルーフ・オブ・ステーク（PoS）は、ノードが保持するトークンの割合と時間に応じて採掘難易度を下げ、乱数発見の速度を速める。PoSは分散化の程度が低下し、資源消費が減少し、パフォーマンス効率が向上する。

AptosはBFT方式を採用している。Diem BFTは、Aptosが開発した実用レベル・低遅延のバイザンチンフォールトトレランス（BFT）エンジンである。このコンセンサスプロトコルは、当初Diemが使用していた基礎コンセンサスプロトコルであるHotStuffの派生バージョンである。効率を高めるために、BFT方式では閾値数以上のノードがコンセンサスと検証に参加すればよく、Diem BFTでは検証ノード総数 ≥ 3f + 1、最大でf個の誤った検証者が存在できる。つまり、≥ 2f + 1個のノードが検証を完了すれば、確定できる。

過去数年間で、Diem BFTはプロトコルの第4次イテレーションを実施しており、主な改善点は以下の通りである：

1）ブロック提出時間が短縮され、2回のネットワークラウンドトリップで提出可能となり、サブ秒級の最終確定性を実現。

2）ノード評判システムを追加し、オンチェーンデータをチェックし、自動的にリーダーローテーションを変更。検証者が応答しない状況を分析判断でき、人的介入が不要。

BFTコンセンサスでは通常、リーダーローテーションメカニズムを採用し、リーダーがブロックチェーンの順序付けを提案する。多くのローテーションメカニズムはリーダーの状態を考慮せず、故障ノードがリーダーに選ばれる可能性がある。故障ノードが多すぎると、ブロックチェーンの速度に影響を与える。

Diem BFTはリーダーローテーションメカニズムを改良し、ノード評判システム（State-Machine Replication、SMR）を追加した。このシステムはノードの活性と有効性に注目する。活性とは、オンチェーンデータをチェックしてアクティブなノードを追跡し、そこからリーダーを選出することを指す。リーダーノードが攻撃を受けたりネットワークが中断した場合、タスクを遂行できなくなるが、オンチェーン評判システムはすぐに適切なノードをリーダーとして見つけ、作業を開始することで、攻撃によるネットワークへの大規模な影響を回避できる。

さらに、Aptosのプロトコルはネットワークの活性とセキュリティを明確に区別している。仮にネットワークがリンク不能になったり、非セキュリティコアが何らかの被害を受けたとしても、BFTメカニズムの誠実性保証が維持されていれば、ブロックチェーンのフォークは不要である。コンセンサスプロトコルのセキュリティは監査および形式的検証を経ている。

現在、Aptosは次世代コンセンサスプロトコルの研究開発を継続しており、2024年9月にAptos Labsの研究責任者Alexander Spiegelmanは、Aptosがまもなく新しいBFTコンセンサスプロトコル「Raptr」をリリースすると発表した。Raptrは主要なDAG（有向非巡回グラフ）技術を組み合わせ、ネットワークにさらに高いTPSを提供しつつ、理論上の最良遅延を維持する。このコンセンサスプロトコルの変更は、今後2段階に分けてAptosネットワークに展開される予定である。

2.4.4 Block‑STM 並列実行エンジン

パブリックチェーンのシステムパフォーマンスを説明する際、一般的に使用される2つの指標はスループットと最終確定性である。スループット（TPS）は1秒間に処理されるトランザクション数を指し、最終確定性（Finality）はクライアントが取引を作成・提出してから、相手が取引を確認するまでの時間を指す。

2024年11月12日時点で、メインネットローンチ以降、AptosのTPSは最高で13,000近くに達し、1日で3億件以上の取引を処理したことがある。最終確定性は1秒未満であり、ネットワーク遅延やダウンタイムなどの問題は発生していない。理論上の最大TPSは16万に達すると予想されている。

これらの記録はすべて、Aptosの優れた取引処理アーキテクチャ設計によるものである：

1）コンセンサスプロトコルと取引実行の完全分離：コンセンサスプロトコルは提案された取引の順序を受け入れる。検証者はキーパスから離れた別プロトコルで取引を実行し、最終的な取引順序と実行結果について合意する。コンセンサスと実行を結合することによる共通依存を排除することで、より高いスループットと低遅延を実現する。Aptos Labsは、今年後半にテストネットに統合される次のプロトコルイテレーションに向けて、このような分離を進めている。

2）Block-STM並列エンジン：Aptos Labsは、Block-STMと呼ばれるメモリ内スマートコントラクト並列実行エンジンを設計した。STMはSoftware Transactional Memoryの略で、同期プロセスの柔軟なトランザクションプログラミングをサポートする新しい工学的手法である。

イーサリアムでは、イーサリアム仮想マシン（EVM）はシングルスレッドであり、1つのコアしか取引を処理できない。取引のピーク時には、大量の取引が集中し、消化に長い時間がかかり、取引の遅延が生じる。この問題を解決するため、Solanaなどの新パブリックチェーンはマルチスレッド並列処理を試みている。Aptosも同様のアプローチを採用しており、現在のテストでは最大32スレッドを使用している。

AptosはオープンソースコードベースにBlock-STMを実装し、Rayon、Dashmap、ArcSwap cratesを利用して並列処理を実現し、実行効率のテスト評価を行った。図2-4に示すように、各ブロックには1万件の取引が含まれており、アカウント数がシステムの競合と争用レベルを決定する。赤線は2アカウント、黄線は100アカウント、青線は1万アカウント、黒線は順次実行を示す。横軸は異なるスレッド数、縦軸はTPSである。異なるスレッド数、異なるアカウント数におけるシステムのTPSパフォーマンスは異なる。

図2-3 Block-STMのスレッド数ごとのパフォーマンス

上図から、順次実行の場合、スレッド数に関係なくTPSは常に1万である。4スレッドでは、Block STMの最高TPSは4万である。16スレッドでは最高TPSは11万、32スレッドでは最高TPSは16万に達する。並列エンジンにより取引速度が向上し、ユーザー数が多いほど32スレッドの利点が顕著になり、より高いTPSを提供できる。

3）認証済みデータ構造の最適化：Merkleツリーを永続ストレージに書き込むことによるスケーラビリティの問題を解決するため、Aptosは認証済みデータ構造の開発を進めている。これはスケーラブルでデータベースに適したソリューションを目指しており、より高い分岐係数、アクセスパターンのキャッシュ最適化、慎重なバージョン管理により実現される。

2.4.5 ノードステート同期スキーム

ステート同期とは、非検証ノードがブロックチェーンデータを配布、検証、永続化し、エコシステム内のすべてのノードが同期するようにするプロトコルである。ほとんどのブロックチェーンは階層構造をしており、ネットワークの中心には一組のアクティブな検証者がいる。検証者は取引の実行、ブロック生成、コンセンサスの達成を通じてブロックチェーンを発展させる。ネットワーク内の他のピア（例：フルノードやクライアント）は、検証者が生成したブロックチェーンデータ（例：ブロックや取引）を複製する。

図2-4 Aptosノードシステム

上図はAptosのノードシステムを示している。各検証者ノードは相互に接続しており、それ以外に検証に参加しないフルノードやクライアントなどのノードが他の機能を担っている。この過程で、ノード間の効果的な同期をどのように実現するかは、ブロックチェーン全体にとって極めて重要である。理由は以下の通りである：

1）データの正確性：ステート同期は、同期プロセス中にすべてのブロックチェーンデータの正確性を検証する役割を担う。これにより、悪意のあるピアや攻撃者が取引データを改ざん、検閲、偽造し、それを有効なものとして提示するのを防ぐことができる。

2）ユーザーエクスペリエンスへの影響：検証者が新しい取引を実行するとき、ステート同期はデータをピアやクライアントに配布する役割を担う。ステート同期が遅いまたは信頼できない場合、ピアは長い取引処理遅延を感じ、最終確定時間の実際よりも長く感じてしまう。

3）コンセンサス達成への影響：クラッシュしたまたは他の検証者グループに遅れをとった検証者は、ステート同期に依存してスピードを回復する。ステート同期がコンセンサス実行と同じくらい速く取引を処理できない場合、クラッシュした検証者は回復できない。新しい検証者はコンセンサスに参加できず、フルノードは最新状態に同期できない。

4）分散化の実現への影響：高速、効率的、スケーラブルなステート同期プロトコルを持つことで：

A. アクティブ検証者セットのより迅速なローテーションが可能になり、検証者が自由にコンセンサスに入退出できるようになる；

B. ネットワーク内で選択可能な潜在的検証者の数が増える；

C. より多くのフルノードが長時間待たずに素早くオンラインになれる；

D. リソース要件の低下により異質性が増す。これらすべての要素がネットワークの分散化を高め、規模と地理的にブロックチェーンを拡張するのに役立つ。

したがって、より効率的なステート同期を実現するため、Aptosは以下の措置を講じている：

1）さまざまなCPU容量とネットワーク帯域幅にマッチする一連の異なるステート同期プロトコルをサポート。ノードはニーズに応じて選択でき、これによりより多くのノードがAptosシステムに参加することを促進する。

2）低コストのフルノードをサポートし、取引およびその実行結果を同期できる。一定数の検証者の署名により、ノードは計算をスキップし、既に実行された帳本ステートの更新結果を直接取得できる。

3）クライアントはトップレベルの取引累算器を使用して、最新に提出された取引を取得でき、ほとんどのブロックチェーンのように全帳本をダウンロードして最新帳本を取得する必要がない。必要に応じて、以前の取引や帳本履歴の安価な削除も可能。

効率的なノードステート同期スキームの実現により、Aptosのスループットは10倍向上し、遅延は3倍低下し、ピアは1秒間に1万件以上の取引を検証・同期できるようになった。

2.4.6 セキュリティ設計

AptosはWeb3を一般大衆に普及させることを目指しており、ユーザー取引のセキュリティを重視している。現在、ブロックチェーンにおける詐欺が頻発しており、ユーザー取引の安全性を高める対策が必要である：

1）取引実行可能性保護

ユーザーが取引を行う際、承認に署名する必要がある。時に、ユーザーは本来望んでいない取引を無意識に署名してしまうことがある。あるいは、取引が操作される可能性を十分に考慮しないまま署名してしまうこともある。このリスクを低減するため、Aptosは各取引の実行可能性を制限し、署名者が無期限の有効性の影響を受けないように保護している。Aptosブロックチェーンは現在、以下の3種類の保護を提供している：送信者のシーケンス番号、取引の有効期限、指定されたチェーン識別子。

各送信者アカウントについて、取引のシーケンス番号は1回しか提出できない。送信者が自分のアカウントのシーケンス番号が特定の取引のシーケンス番号以上であることに気づいた場合、その取引はすでに提出されているか、決して提出されない（そのシーケンス番号が他の取引で使用されているため）。

ブロックチェーンの時間はサブ秒精度で記録される。もしブロックチェーンの時間が特定の取引の有効期限を超えた場合、その取引はすでに提出されているか、決して提出されない。

各取引には指定されたチェーン識別子があり、悪意のある者が異なるブロックチェーン環境で取引を繰り返すのを防ぐ。

2）鍵ローテーションおよびハイブリッド管理メカニズム

Aptosアカウントは鍵ローテーションをサポートし、秘密鍵の漏洩、リモート攻撃、既存の暗号アルゴリズムが将来破解されるリスクを低減する。ユーザーはアカウントの秘密鍵ローテーション能力を1人または複数の託管者および他の信頼できる実体に委任でき、その後Moveモジュールでポリシーを定義することで、これらの信頼された実体が特定の状況で鍵をローテーションできるようにする。例えば、実体は多数の信頼できる当事者が保持するk-out-of-nマルチシグ鍵であり、ユーザーの鍵紛失を防ぐための鍵回復サービスを提供できる。他にもクラウドバックアップ、ソーシャルリカバリーなどの鍵回復スキームと比較して、Aptosのこの鍵管理スキームはオンチェーンであり、より透明性が高い。

3）事前署名取引の透明性向上

現在のウォレットは署名の透明性が不十分で、多くの署名は平文ではなく、ユーザーは各署名の背後にある意味を明確に把握できない。これが誘導署名による悪意ある取引が頻発し、資金盗難を引き起こしている原因となっている。

この問題を解決するため、Aptosは予防策を提供しており、署名前にユーザーに取引の可能性のある結果を説明することで、詐欺を減らす。ウォレットは実行中に取引に制限をかけられ、これらの制約に違反する取引は中止される。これにより、ユーザーは悪意あるプログラムからの攻撃からさらに保護される。

以上の数種類のセキュリティ設計により、Aptosはユーザーにさらに安全な利用環境を提供できる。

まとめ

製品・技術面では、Aptosはスケーラビリティ、安全性、信頼性、アップグレード性を持つスマートコントラクトプラットフォームの構築を主な目標としており、Move言語、Diem BFTコンセンサスアルゴリズム、Block-STM並列実行エンジン、効率的なノード同期スキームによってこの目標を支えている。メインネットローンチ以降、AptosのピークTPSは12,000以上に達し、1日に3億件以上の取引を処理したことがある。取引遅延は1秒未満に抑えられ、取引遅延やネットワーク停止などの障害も発生していない。これはその高性能性と信頼性を証明している。また、取引コストの観点からも、Aptosは優れたGas手数料設計によりユーザーのGas支出を大幅に削減しており、DeFiや他のアプリケーションプロジェクトのエコシステム発展に広い空間を提供している。しかし、スケーラビリティと安全性の追求とともに、Aptosは分散化の程度に関して一定の妥協をしている。現在のところノード数は少なく、高い参入障壁があるため、一定程度の中央集権化リスクが存在する。