与以太坊不同 另类的Solana不走分片之路

就在 FTX宣布它的 DEX交易所之前不久, Solana发布了它的名字 Serum。SBF

FTX的首席执行官,还公开地为 Solana “加盐”:“Solana太棒了!”什么情况?为何没有建立以太坊为基础的 DEX?所有这些都源于 Solana的特点:在保证一定安全性的前提下,达到高性能和低成本。在 BlueField写这篇文章的时候, Solana已经有将近20亿的交易,而当前的 tps大约在200-300之间,比现在 ETH高出10-20倍,能够在大多数情况下处理交易,特别是在 DeFi领域。Solana的代币是 SOURCE:Solanabeach.io,在 BlueFrancessNotes撰写时,它的流通市值已经超过了3800万美元,活跃的抵押品超过了1亿7千万,总共有135个抵押品。在这种情况下,质押超过100万美元(以当前 SOL价格计算)的质押者达到128人,而目前的验证者相对分散,而且全部质押的资金都是一定量的, Solana已经有了一定的社区基础。现在的质押者主要来自欧洲,美国,而亚洲质押者的参与程度相对较低,(SOURCE:Solanabeach.io) Solana不采用分片方式,目前区块链扩展的主流方案是分片layer2。索拉娜是一种替代方案。在加密领域,有两个项目给蓝狐笔记留下了深刻的印象,一项是 Solana,另一项是 Holochain。索拉纳试图实现高性能、低成本,并在一定程度上兼顾去中心化和安全性。其另一个重要优点是,无需担心可组合性。若将公链分割,可组合性将是一个必须面对的问题。不分片的 Solana不会有这样的担心。索拉纳的创立者是 AnatolyYakovenko。根据公开资料,他以前曾思考过这样一个问题:由多个节点组成的非中心网络如何实现单节点的性能?关于这个问题的最基础的思考,引出了 Solana的一个最重要的概念: PoH (Proof of History)。索拉娜的钟表,索拉娜的 PoH,既不是共识机制,也不是抵抗巫师攻击的机制。其实质就是解决区块链时钟的时钟问题。目前区块链的时钟是按照区块的时钟运行的,比如比特币,它的时钟大约每10分钟一次,每次时钟更新一次区块,而区块的更新则是全局状态的更新。这就是说,在比特币的 PoW机制中,时间和状态是耦合的,并且是同步的。在不需要许可的情况下,中本聪通过结合难度调整和最长链规则,达到了一个全球共识。但是,由于吞吐量取决于块大小和块时间,因此这种全局共识也有吞吐量限制。块体越大,块体时间越短,产量越大。但是块越大,节点的去中心化就越困难,减少块的时间就会增加链路的分叉几率。Solana提出的提高吞吐量的时间和状态分离方案,是如何实现的呢?要求有全球可用的时钟。对于全局时钟,可以异步地进行状态更新;对于全局一致的时钟和交易时间戳,可以实现连续的网络间交易。索拉纳的 PoH机制是生成网络中所有节点的全局可用时间链,在独立的时间链中,被确认的领导将在收到时间戳后尽快向委员会转达。Timestamp具有规范的顺序,而不是由区块生产者任意决定的顺序,因此 Solana中的验证者可以将状态更新实时发送到其他节点。节点不断接收新的交易,该交易使用发送者签名的 PoH散列,并将其转发给邻居节点。索拉纳的验证者通过SHA-256序列散列的 VDF (可验证延迟函数)来解决时钟问题。每一位 Solana的验证者都利用 VDF来保持他们自己的时钟,并且能够为周期安排领导的时间,使用 PoH

Solana的验证领导者能够实现持续轮值,并且轮值决策是异步进行的。该 Solana网络还可以轮换验证者,并且可以在不需要进行对话的情况下实现验证者之间的轮换。对于普通的区块链,验证人员需要相互对话,以做出轮换决策。这个设计给了 Solana更大的扩展性空间,Solana除 PoH外,还优化了共识机制、区块广播、账本存储等功能。索拉纳的, TBFT的,共识的,索拉纳的共识机制是 TBFT共识(TowerBFT),与 PBFT的共识相似。然而, Solana的 TBFT在活性上优于一致性。Solana的节点可以计算出当前验证者的数量,每个验证者的状态,每个验证者向网络中的任何块提交的超时时间。在数据结构中,节点可以通过投票来达成共识。区块广播 Solana

Turbine,是 Solana的区块广播技术,借鉴了 BitTorrent的理念。在一次传输中,它被分解成许多小包,然后广播到大量随机节点。根据 Solana自己所说的,使用它的扇出机制,如果每个连接都是100毫秒,那么对于4万个节点的网络,复制可以在400毫秒内完成,最大限度地在500毫秒内完成,另外,由于 Solana的协商层不依赖于点到点的信息,所以它可以独立于协商层优化区块网络传输,Gulf Stream,在 Slolana的结构中,每一个验证者都知道未来领导者的次序,而验证者则会提前把交易转送给预期领导者。这样允许验证程序提前执行交易,减少确认时间,降低验证程序的内存压力。还有一些客户端,比如钱包,在引用特定区块散列的交易上签字。客户机选择网络上已被完全确认的区块散列,最差情况下需要32个区块,假设区块需要800毫秒左右的时间,完全确认最多仅需25.6秒,当交易被任意的验证者所确认,验证者就会被转发给未来的领导者。客户可以从验证方订阅交易确认。客户机了解到区块哈希在有限时间内过期或网络确认了交易。这使得客户可以签署能够保证执行或失败的交易。solana的 s

ealevel

sealevel是 Solana用于构建并行事务处理引擎横向扩展的技术方案。大多数的区块链是单线程计算机。Solana尝试在一个分片中支持并行交易的执行。该软件采用了“scatter-gathter”的操作系统驱动技术。事务预先指定在执行时要读或写事务的状态。运行库可以找到一个块中所有的非重叠状态转换函数,并进行并行处理。sealevel本身就是一个用于安排交易的虚拟机,但是它没有在其中执行交易。该软件使用 BerkeleyPacket Filter (BFT,为高性能数据包过滤器设计)的字节码,在硬件上执行事务。利用 LLVM (与 WASM相同的编译器),开发者可以获得一套使用 c/c和 Rust编写高性能智能合约的工具。虽然开发人员可以在 Solana编译器中对 C和 Rust代码进行少量的修改,但 Solana不使用 WASM。开发人员可以从其他 WASM链(ETH2.0

Polkadot

EOS等等)中移植应用程序。对开发人员来说,这是有一定吸引力的。为了确保安全性, Solana的架构在引入资源和脚本作为高级概念的同时,支持在不同模块之间保持严格的状态隔离。在 Solana网络上, Solana的、 Pipelining和 Solana的交易验证过程利用了 Pipelining机制(CPU设计中的常见优化)。Pipelining机制(transactional health cell)在 Solana网络中的内核级数据获取, GPU级签名验证, CPU级存储,内核空间写入。根据 Solana的说法,它的交易处理机可以通过该机制同时处理50

000笔交易,Solana的 Cloudbreak,即 Solana的横向扩展内存方案。除扩展计算外,还需要扩展内存,因为用于跟踪帐户的内存很快就成为规模和访问速度的瓶颈。通常的处理方法是保持 RAM中的全局状态。然而,一般的电脑没有足够的内存来储存全局状态。为了优化, Solana为 Cloudbreak设计了状态架构。每增加一块磁盘,链上程序的存储容量就会增加,并增加在执行时可执行的并发读写器的数目。该结构支持预先执行交易。sealevel可以开始预取磁盘上的所有帐户,并为执行操作做好准备,只要验证者观察到了交易。验证人员和区块生产者可以在交易编码进入区块之前就开始进行交易,这有助于进一步优化区块时间。为了减轻验证器的负担, Solana将数据存储从验证器转移到名为 Archiver的节点网络中。该事务的历史记录被拆分成许多片段,并且使用了纠删技术。架构师用于存储状态碎片,但不参与共识。索拉纳从 PoRep (Proof of Replication)的技术中学到了很多关于 Filecoin的知识,这也是源自于 Filecoin的概念。索拉纳优化了如何通过 PoH (Proof of History)创建 RoRep。Archiver节点使用 PoH生成轻量级证明,验证程序可以通过 GPU进行大规模验证。甚至 Archiver节点也可以是轻量级的(比如笔记本)。有了校正代码和冗余, Archiver网络能够保证数据的可用性,Solana试图通过 PoH的创新和多方面的优化,使其不再依赖于片断,而是寻求扩展。比如, Serum能够成功,对索拉纳意味着什么?在此之前, Solana已经得到了 Kin的支持,后者将其网络迁移到 Solana。今天, FTX公司的 Serum也计划在 Solana上进行开发。只要有了一定的用户规模和开发者支持,就会吸引越来越多的社区和开发者的关注。FTX选择 Solana构建它的 DEXSerum。其中的主要原因是:第一,高吞吐量和低延迟。目前它的 tps理论最多可以支持50

000次(节点60)。现在, Solana的 tps也在200-300之间(超过150个节点),而且它可以在1秒之内完成交易。与当今区块链的低吞吐量和高延迟形成鲜明对比。一旦出现抵押资产价格暴跌、吞吐量过低、速度过慢的情况,就会造成用户的巨大损失。这一事实不断地促使开发者和用户去寻找新的选择,其次,低成本。据称,每百万转移支付的交易费只有10美元。现在用户参与 DeFi挖掘的成本与之形成了巨大对比。现在,用户在 DeFi上进行移动挖矿,通常要花几十美元才能完成。除非有非常好的收益支持,这样的高成本是难以持久的。第三,兼容性,不需要担心可组合性。Solana支持 Rust

C

C

Move (Libra)语言,也支持开发者将应用从 WASM链中迁移到 WASM (ETH2.0

Polkadot

EOS等)。这种兼容性可以减少开发者的开发成本。另外,由于 Solana走的并非分片路线,因此不必担心智能合约的跨分片交易等问题,塞拉姆的成功与否,对于索拉纳来说并不比 FTX差。若 Serum成功运行,其他高成本、低吞吐量、低速度的 DeFi项目也将开始认真考虑其更多选择和可能性。因为以太坊生态的丰富性,当然,这并不意味着离开它,而仅仅是在考虑其他选择,Solana,不走分片之路,也不走小径, Solana网络采用了基于 PoH时钟的机制,同时优化了共识机制、数据广播、并行交易处理、用独立节点网络存储状态数据等等, Solana网络的目的就是在保证一定的去中心化和安全性的前提下,实现高吞吐量、低延迟和低成本,从而满足大多数场景的用户需求。索拉纳希望从加密领域中摘取“圣杯”:可扩展性。因此 Solana要走的不是一条小径,而是一条梦幻的大路。但是,这是另一种选择,它走的是一条不能分片扩展的道路,它是加密领域的新物种。比特币和以太坊在加密领域占绝对主导地位,在现有的架构下几乎不可能超越它们。只有全新的建筑才有机会,只有新的物种才能成长,毫无疑问,新架构意味者是高风险的,因为它可能做不到,也可能做不到,但是没有社区的支持;它还意味着高收益,如果能够做到,并且得到开发者和社区的支持,那么它就有机会发展壮大。正因为如此, BlueFieldNote笔记一直专注于不同的区块链范式。索拉纳和霍洛金一直是蓝狐笔记关注的焦点,但是未来他们是否能够成功只有时间能够告诉我们,也欢迎各位留言,讲述他们心中的全新区块链物种。

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