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边肖:记得要集中注意力。
来源:蓝狐笔记
(奥维的街道和楼梯,梵高)
蓝狐笔记之前多次介绍过索拉纳,可以参考《为什么Solana是区块链开发者需要的“世界计算机”?》,《区块链的“历史证明机制”:时间与共识》等。现在已经发展了很多。
不久前,FTX将发布其基于Solana的DEX exchange,称为血清。SBF首席执行官SBFFTX也公开称索拉纳“咸味”:“索拉纳太棒了!”这是什么情况?为什么不基于以太坊打造它的DEX?
这一切都源于Solana的特点:在保证一定安全性的前提下,高性能,低成本。
索拉纳现状
截至蓝狐笔记撰写时,Solana的总交易量近20亿笔,目前tps约为200-300笔,约为目前ETH的10-20倍,可以处理目前大部分场景下的交易,尤其是DeFi领域。
(来源:Solanabeach.io)
索拉纳的令牌被解决了。至蓝狐笔记截稿时,其流通市值超过3800万美元,主动质押超过1.7亿,共有135个质押人。其中,认捐超过100万美元的有128人(按目前的SOL价格计算)。目前验证人比较分散,都质押了一定的资金。索拉纳已经建立了一定的社区基础。目前其出质人主要来自欧美,亚洲出质人参与度相对较低。
(来源:Solanabeach.io)
不走碎片化道路的索拉纳
目前,区块链扩容的主流方案是分段二层。索拉纳是一个替代者。它没有选择碎片化的道路,这也是加密世界里让蓝狐笔记印象深刻的两个项目,一个是Solana,一个是Holochain。Solana试图实现高性能、低成本以及一定程度的去中心化和安全性。它还有一个很重要的优点就是不用担心可组合性。如果公链是碎片化的,可组合性是必须面对的问题。索拉纳,没有碎片化,没有这个顾虑。
索拉纳由阿纳托利亚科文科创立。从公开的资料来看,他之前一直在思考一个问题:由多个节点组成的去中心化网络如何达到单个节点的性能?对这个问题的深层思考引出了索拉纳最重要的概念之一:PoH(历史的证明)。
索拉纳的钟
索拉纳的PoH不是共识机制,也不是抵御女巫攻击的机制。它本质上是区块链钟问题的解决方案。当前区块链的时钟是按照块滴答走的,比如比特币,大概十分钟滴答一次,每滴答更新一次块,块的更新代表全局状态的更新。也就是说,在比特币的PoW机制中,时间和状态是耦合的,它们保持同步运动。通过将PoW、难度调整和最长链规则结合起来,中本聪未经允许就达成了全球共识。
然而,这种全球共识也有吞吐量限制,因为吞吐量取决于块大小和块时间。块越大,块时间越短,吞吐量越大。但阻塞越大,节点分散性越小,减少阻塞时间会增加链分叉的概率。
为了提高吞吐量,Solana提出了时间和状态解耦的方案。如何实现这一点?需要一个全球可用的时钟。利用全局时钟,可以以异步方式进行状态更新;有了全球一致的时钟和事务时间戳,就可以实现网络间事务的连续流动。Solana的PoH机制是为网络中的所有节点生成一个全局可用的时间链。
有了独立的时间链,核查组长收到后会第一时间向委员会广播时间戳。时间戳有一个规范的顺序,而不是由块生产者决定的任意顺序,因此Solana中的验证者可以实时向其他节点发送状态更新。节点继续接收具有由发送者签名的PoH散列的新事务,并将它们转发给邻居节点。
Solana的验证器通过SHA-256序列哈希的VDF(可验证延迟函数)解决了时钟问题。每个索拉纳验证者使用VDF来维护自己的时钟,并可以为纪元提前安排领导者。
通过PoH,Solana的验证领导可以实现连续轮换,轮换的决策是异步的。Solana network还可以旋转验证器,它的旋转可以在验证器之间互不对话的情况下实现。通常的区块链需要核查人员之间的对话来做出轮换决定。这样的设计给了索拉纳更多的拓展空间。
除了PoH,Solana还在共识机制、块播、账本存储等方面进行了优化。
索拉纳的TBFT共识
索拉纳的共识机制是TBFT共识,类似于塔BFT共识。然而,索拉纳的TBFT优先考虑其活动超过一致性。Solana的节点可以计算当前验证者的数量、每个验证者的状态以及每个验证者提交给网络中任何块的超时。通过这些数据结构,节点可以投票并达成共识。
索拉纳的涡轮块广播
Turbine是Solana的块播技术,借用了BitTorrent的思路。当一个块被传输时,它会被分成许多小数据包,然后广播到大量随机节点。按照Solana自己的说法,利用其fanout机制,如果每个连接都是100ms,那么对于一个有4万个节点的网络来说,复制可以在400ms内完成,终结可以在500ms内完成。
此外,由于Solana的共识层不依赖于点对点消息,因此可以独立于共识优化块网络传输。
索拉纳湾流
在Slolana的结构中,每个验证者都知道未来领导者的顺序,验证者会提前将交易转发给预期的领导者。这样可以让验证者提前执行交易,减少确认时间,减轻验证者的内存压力。
钱包等客户端签署涉及特定块散列的交易。客户端选择由网络完全确认的块散列。最坏的情况下,需要32块。假设阻塞时间约为800毫秒,完全确认最多只需要25.6秒。
一旦交易被转发给任何验证者,验证者将把它转发给未来的领导者。客户可以从验证者处订阅交易确认。客户端知道块散列在有限的时间内过期,或者交易被网络确认。它允许客户签署交易,这可以保证执行或失败。
索拉纳海平面
Sealevel是Solana用来构建横向扩展的技术方案,是并行事务处理的引擎。大多数区块链都是单线程计算机。Solana试图在单个切片中支持并行事务执行。它借鉴了“scatter-gathter”的操作系统驱动技术。事务预先指定在执行时它们将被读取或写入的状态。运行时可以在一个块中找到所有不重叠的状态转移函数,并并行处理它们。
Sealevel本身是一个安排事务的虚拟机,但它并不在虚拟机中执行事务。它使用Berkeley包过滤(BFT,为高性能包过滤而设计)的字节码在硬件中本地执行事务。
使用LLVM(WASM的同一个编译器)可以为开发者提供一套用c/c和Rust编写高性能智能合约的工具。Solana不使用WASM,但开发人员可以在Solana编译器上稍作修改就重新编译C和Rust代码。开发人员可以从其他WASM链(ETH2.0、Polkadot、EOS等)迁移应用程序。).这对开发商来说会很有吸引力。
为了保证安全性,Solana的架构支持不同模块之间严格的状态分离,并引入资源和脚本作为高级概念。
茄属植物管道化
Solana网络上的事务验证过程使用流水线机制(CPU设计中常见的优化)。Solana网络上的流水线机制(事务处理单元)执行内核级的数据采集、GPU级的签名验证、CPU级的存储和内核空间的写入。根据Solana的说法,通过这种机制,其交易处理单元可以同时处理5万笔交易。
索拉纳有云
Cloudbreak是Solana的水平扩展内存方案。除了扩展计算,还需要扩展内存,因为用于跟踪账户的内存很快就会成为大小和访问速度的瓶颈。一般的处理方法是在RAM中维护全局状态。然而,普通计算机没有足够的内存来存储全局状态。Solana设计了Cloudbreak的状态架构来优化它。每个额外的磁盘增加了链上程序的可用存储容量,并增加了执行时可以执行的并发读写程序的数量。
这种结构支持事务的早期执行。只要验证者观察到事务,sealevel就可以开始从磁盘预取所有帐户,并准备运行时来执行。验证者和块生产者可以在事务代码进入块之前开始执行事务,有利于进一步优化块时间。
索拉纳档案馆
为了减轻验证者的负担,Solana将数据存储从验证者转移到名为Archiver的节点网络。交易状态的历史记录被分成许多片段,并且使用擦除代码技术。归档程序用于存储状态片段,但不参与一致性。Solana使用的是PoRep(复制证明)的技术,了解Filecoin的朋友一定很熟悉,这个技术来源于Filecoin的概念。
索拉纳通过PoH(历史的证明)优化了RoRep的创作。归档器节点使用PoH生成轻量级证明,验证器可以通过GPU进行大规模验证。归档器节点甚至可以是轻量级节点(如笔记本电脑)。通过纠删码和冗余,归档网络可以提供数据可用性保证。
通过PoH的创新和其他方面的优化,索拉纳试图找到一条不碎片化的扩张之路。
如果Serum成功了,对Solana意味着什么?
Solana之前有kin的支持,Kin将其网络迁移到Solana。现在FTX的血清也计划在索拉纳上建造。一旦获得一定的用户规模和开发者支持,就会越来越受到社区和开发者的关注。
FTX选择索拉纳来制造它的DEX血清。有几个核心原因:
一个是高吞吐量和低延迟。
目前其理论tps最高可达50000次(60节点)。现在Solana的tps也在200-300之间(150个节点以上),不到一秒就能完成交易。这与当今区块链的低吞吐量和高延迟形成了鲜明对比。如果抵押资产价格暴跌,吞吐量太低,速度太慢,可能导致用户大量亏损。这些现实不断促使开发者和用户寻找新的选择。
第二是成本低。
据说百万转账的交易成本只有10美元左右。这与如今用户参与DeFi mining的成本形成了鲜明对比。现在用户参加德菲的移动挖矿,花几十块钱买气,已经很普遍了。如此高的成本,除非有极高的收入支撑,否则难以为继。
第三是兼容性,不用担心可组合性。
Solana支持Rust,C,C,Move(Libra)语言,也支持开发者从WASM链(ETH2.0,Polkadot,EOS等)迁移应用。).这些兼容性可以降低开发者的开发成本。
另外,因为索拉纳走的不是碎片化的道路,所以不用担心智能合约的交叉碎片化交易。
Serum成功与否对索拉纳的意义不亚于FTX。如果Serum运行成功,其他遭受高成本、低吞吐量和低速度的DeFi项目将开始认真考虑更多的选项和可能性。当然,由于以太坊的生态丰富性,这并不意味着我们会离开以太坊,而是会考虑更多的选择。
不走碎片化道路的索拉纳,就是不走正道。
Solana网络采用基于PoH的时钟机制,并且还优化了共识机制、数据广播、并行事务处理和单节点网络的状态数据存储。其目的是在保证一定程度的去中心化和安全性的同时,实现高吞吐量、低延迟和低成本,以满足用户在大多数场景下的需求。
Solana希望获得加密的圣杯:可伸缩性。所以,索拉纳的路不是一条小路,而是一条充满梦想的路。
然而,它是不同的。是加密领域的新物种,而不是碎片化的可扩展之路。
比特币和以太坊在加密领域绝对占优,在现有架构下超越他们几乎是不可能的。只有全新的结构才有机会,只有新的物种才能发展壮大。
当然,新的架构意味着高风险,因为它可能做不到,或者可能在没有社区支持的情况下完成;也意味着高收入。如果它能被开发者和社区制作和支持,它将有机会发展壮大。
这也是蓝狐笔记一直关注不同区块链范式的原因。其中,Solana和Holochain一直在蓝狐笔记的关注范围内,但未来能否成功,只有时间才能告诉我们。也欢迎大家留言,说说自己心目中的区块链新物种。