Блокчейн/Уровень VIII · Эпоха мемкоинов/8.1 История Solana/Урок 1
Происхождение: доказательство истории
Проверяемые часы и аппаратное обеспечение, которое их финансирует
МатериалыИсследователь блоков Solana (например, Solscan или Solana Explorer)Белая книга Solana Анатолия Яковенко (2017)Документация Solana по Turbine, Gulf Stream и Sealevel
Любопытство
- Как распределенные узлы могут договориться о порядке событий без постоянной синхронизации?
- Почему детерминистический планировщик лидера позволяет выполнять транзакции параллельно?
- Какова связь между временем обработки блоков в доли секунды и требованиями к аппаратному обеспечению верификаторов?
Исследование
- Анатолий Яковенко опубликовал техническую документацию Solana в ноябре 2017 года, в которой была представлена концепция Proof of History (PoH). PoH генерирует последовательность хешей SHA-256, каждый из которых формируется на основе предыдущего. Эта криптографическая процедура служит своего рода проверяемыми часами. Подтверждающие узлы используют её для определения временной последовательности операций, не отправляя друг другу сообщения по каждой транзакции. Этот механизм снижает нагрузку на коммуникацию по сравнению с протоколами консенсуса, которые зависят от времени передачи данных в обоих направлениях для глобальной синхронизации.
- Solana сочетает алгоритм PoH с голосованием на основе стейкинга с использованием технологии Tower BFT. Бета-версия мейннета была запущена 16 марта 2020 года. Блоки создаются с интервалом примерно 400 миллисекунд лидером, определенным по расписанию. Детерминистичное расписание позволяет верификаторам точно знать, когда им следует создавать блоки. Транзакции могут заранее передаваться будущим лидерам, тем самым обходя глобальный mempool. Полная окончательность подтверждения транзакций достигается примерно за 32 интервала, то есть за 13 секунд.
- Turbine обеспечивает распространение блоков путем фрагментации их на небольшие части, которые параллельно распространяются по сети с использованием деревянной структуры. При замедлении процесса распространения пропускная способность значительно снижается. Gulf Stream устраняет перегрузку mempool, направляя транзакции непосредственно к будущим лидерам до их включения в блок. Это позволяет верификаторам получать данные о транзакциях как можно раньше, снижая задержки и предотвращая затруднения в периоды высокой нагрузки.
- Sealevel позволяет параллельную обработку смарт-контрактов, поскольку транзакции заранее указывают свои зависимости от счетов. Если у двух транзакций нет общих зависимостей от счетов, Sealevel выполняет их одновременно на нескольких ядрах процессора. Это противопоставляется моделям последовательной обработки, при которых каждая транзакция ждет завершения предыдущей, независимо от их логической независимости. Благодаря максимальному использованию аппаратных ресурсов архитектура позволяет обрабатывать тысячи транзакций в секунду.
- Компромисс заключается в необходимости использования специализированного оборудования для верификации транзакций. Высокая пропускная способность требует значительных вычислительных мощностей и пропускной способности сети для обеспечения своевременной обработки транзакций. Второй независимый клиент — Firedancer от компании Jump Crypto — впервые был запущен в мейннете в гибридной форме («Frankendancer») с сентября 2024 года, а полностью независимым клиентом — с декабря 2025 года. Это повышает разнообразие клиентов в сети и снижает зависимость от единого кодового ядра для логики консенсуса и выполнения операций.
- Чтобы проверить эту архитектуру, откройте инструмент для просмотра блоков Solana. Выберите любой недавний блок. Посмотрите список включенных в него транзакций. Обратите внимание, что блок был сгенерирован определенным верификатором, указанным в метаданных этого блока. Узнайте, сколько транзакций он содержит, а также время между последовательными блоками — обычно около 400 миллисекунд, хотя некоторые блоки могут пропускаться, если лидер не может сгенерировать новый блок.
Ключевые факты
- Proof of History использует последовательности хэшей SHA-256 для создания проверяемых «часов», обеспечивающих порядок выполнения транзакций.
- Бета-версия мейннета Solana была запущена в марте 2020 года с интервалами времени примерно 400 миллисекунд.
- Tower BFT обеспечивает консенсус на основе часов Proof of History.
- Фрагменты турбины разделяются на куски для параллельной передачи по сети верификаторов.
- Галф-стрим перенаправляет транзакции к будущим лидерам, обходя глобальный мемпул.
- Sealevel позволяет осуществлять параллельную обработку за счёт использования заранее объявленных зависимостей между учётными записями.
Упражнение девять, шесть, три, один
9СобратьПеречислите 9 компонентов архитектуры или механизма консенсуса Solana. Для каждого укажите его основную функцию и конкретную проблему, которую он решает в отношении пропускной способности или задержек.
6СгруппироватьСгруппируйте 9 компонентов в 6 категорий на основе этапа их жизненного цикла в транзакции: синхронизация/формирование заказа, распространение, выполнение, хранение, достижение консенсуса или реализация на стороне клиента.
3Выделить главноеСократите 6 категорий до 3 основных принципов проектирования, обеспечивающих высокую пропускную способность Solana. Сосредоточьтесь на том, как минимизируется нагрузка от коммуникации и как достигается параллелизм.
1КристаллизоватьВремя обработки операций в доли секунды требует компромисса между децентрализацией сети и нагрузкой на аппаратное обеспечение.
Проверка фактов
Даты, цифры и утверждения были проверены по приведенным ниже опубликованным источникам.