Solanas højt ydende blockchain er bygget ved hjælp af de otte innovationer:" "1." Proof of History: Et ur før konsensus "2." Tower BFT: En PoH-optimeret version af PBFT 3. Turbine: En blokfordelingsprotokol "4." Gulfstream: Mempool-fri transaktionsvideresendelsesprotokol 5. Sealevel: Verdens første parallelle smart contracts kørselstid 6. Pipeline: Transaktionsbehandlingsenhed til validering "7." Cloudbreak: Vandret skaleret konto database 8. Arkiver: Distribueret hovedbogslagring Bevis på Historie: En klokke før konsensus "Den største udfordring i distribuerede netværk er at blive enige om det tidspunkt og den rækkefølge, hvori begivenheder fandt sted, da noder inden for netværket ikke kan stole på tidsstemplet på beskeder, der modtages fra andre noder." "Solana forsøger at løse dette med Proof of History (PoH) ved at skabe en kryptografisk sikker kilde til tid på tværs af netværket." "Proof of History er en højfrekvent Verifiable Delay Function (VDF), som kræver et specifikt antal sekventielle trin for at evaluere, men producerer et unikt output, der kan verificeres offentligt." "Dette betyder, at noder kan oprette den næste blok uden først at skulle koordinere med hele netværket, fordi de kan stole på tidsstemplet og rækkefølgen af de meddelelser, de har modtaget." Resultatet er en reduktion i konsensusomkostningerne. Tower BFT: En PoH-optimeret version af PBFT "Udover Proof of History kører Solana sin konsensusmekanisme kaldet Tower BFT, som er en PBFT-lignende algoritme, der udnytter det synkroniserede ur, der muliggøres af PoH, for at opnå enighed om netværkstransaktioner." "På et højt niveau, hver gang en node på netværket stemmer om en bestemt fork, forpligter de sig til en bestemt mængde tid, hvor de er låst ude fra at stemme på en modstridende fork." Dette periode, hvor de er låst ude, vokser eksponentielt, efterhånden som de fortsætter med at stemme på den samme fork, indtil de opnår en maksimal låsning på 32 stemmer for den samme fork. "Noderne på netværket vil kun modtage inflationsbelønninger, når de når denne maksimale stemmelås; derfor er det i deres interesse at fortsætte med at stemme på den fork, de mener, at superflertallet af netværket stemmer for." Turbine: Et blokpropageringsprotokol "Solana transmitter blokke (kommunikerer blokke mellem validatorer) uafhængigt af konsensus ved hjælp af en separat, men sammenkoblet protokol kaldet Turbine." Turbine låner stærkt fra BitTorrent og er optimeret til streaming. "Når en blok strømmer, opdeles den i små pakker sammen med sletningskoder og spredes derefter ud over et stort antal tilfældige naboer." Gulf Stream: Mempool-løs transaktionsvideresendelsesprotokol "På et højtydende netværk præsenterer mempool-håndtering en ny klasse af problemer, når det kommer til omkostningerne ved at filtrere og vedligeholde et stigende antal ubekræftede transaktioner." "Gulf Stream fungerer ved at skubbe transaktionscache og videresendelse til kanten af netværket." "Da hver validator kender rækkefølgen af kommende ledere (blokproducenter) i Solana-arkitekturen, sender klienter og validatorer transaktioner til den forventede leder på forhånd." "Dette gør det muligt for validatorer at udføre transaktioner før tiden, reducere bekræftelsestider, skifte ledere hurtigere og reducere hukommelsespres på validatorer fra det ubekræftede transaktionspulje." "En konsekvens af at kende lederne på forhånd er en øget risiko for validator-samarbejde, da netværket giver dem mere tid til at koordinere." "Solanas hurtige bloktider kan mindske muligheden for kollusion, da det begrænser den tid, der er tilladt til at planlægge et angreb." Sealevel: Parallel smarte kontrakter kørsel Solana byggede Sealevel, en hyper-paralleliseret transaktionsbehandlingsmotor designet til at skalere vandret på tværs af GPU'er og SSD'er. "De fleste andre blockchains er enkelttrådede computere." "I modsætning hertil kan Solana understøtte parallel udførelse af transaktioner (udover signaturverifikation) i en enkelt shard." "Løsningen på dette problem låner stærkt fra en driverteknik til operativsystemer kaldet scatter-gather." "Transaktioner specificerer på forhånd, hvilken tilstand de vil læse og skrive, mens de udfører." Sealevel er i stand til at finde de ikke-overlappende transaktioner, der forekommer i en blok, og udføre dem parallelt (kaldet parallel udførelse), mens den optimerer, hvordan læsninger og skrivninger til tilstanden planlægges på tværs af et array af RAID 0 SSD'er. Sealevel er en VM, der planlægger transaktioner, men den udfører faktisk ikke transaktioner i VM'en. I stedet overdrager Sealevel transaktioner til at blive udført på hardware direkte ved hjælp af bytekode kaldet Berkeley Packet Filter (BPF). Pipeline: En transaktionsbehandlingsenhed til valideringsoptimering "Processen med validering af transaktioner på Solana-netværket gør omfattende brug af en optimering, der er almindelig i CPU-design, kaldet pipelining." "Pipelining er en passende proces, når der er en strøm af inddata, der skal behandles af en sekvens af trin, og der er forskelligt hardware ansvarlig for hvert trin." "På Solana-netværket skrider pipeline-mekanismen, Transaction Processing Unit (TPU), frem gennem Data Fetching på kernel-niveau, Signature Verification på GPU-niveau, Banking på CPU-niveau og Writing i kernel-rummet." "Når TPU'en begynder at sende blokke til validatorerne, har den allerede hentet det næste sæt pakker, verificeret deres signaturer og begyndt at kreditere tokens." "GPU paralleliseringen i denne firetrins pipeline giver Solana TPU mulighed for at fungere med høj ytelse." Cloudbreak: Vandret-skaleret kontodb Metoder til at skalere beregning ved hjælp af disse andre innovationer kan medføre hukommelsesflaskehalse. "RAM bruges til at holde styr på konti og kan have svært ved at opretholde ydeevnen på grund af mangel på hukommelsestørrelse og begrænsede adgangshastigheder." "Cloudbreak blev designet til at optimere for samtidige læsninger og skrivninger fordelt over en RAID 0-konfiguration af SSD'er." "Hver yderligere disk tilføjer lagerkapacitet, der er tilgængelig for on-chain programmer, samtidig med at det øger antallet af samtidige læsninger og skrivninger, som programmer kan udføre under udførelsen." Dette går hånd i hånd med Solanas transaktionsdesign, hvilket muliggør forudindlæsning af konti fra disk og forberedelse af runtime til udførelse, og gør det også muligt for noderne på netværket at begynde at udføre transaktioner, før de er kodet ind i en blok. "Alt dette har til formål at hjælpe med at reducere bloktider og bekræftelseslatens på netværket." Arkiver: Distribueret ledger-opbevaring "Opbevaring og vedligeholdelse af data på et højtydende netværk vil sandsynligvis blive en primær centraliseringsvektor." "Hvis opbevaringsomkostningerne er meget høje, vil kun godt finansierede enheder være i stand til at fungere som validatorer og deltage i konsensus." "På Solana er datalagring overført fra validatorer til et netværk af noder kaldet Archivers." Archiver deltager ikke i konsensus. "Statens historie er opdelt i mange stykker og viskekoder." "Arkiver gemmer små dele af tilstanden." "Af og til vil netværket bede Arkiverne om at bevise, at de opbevarer de data, de skal." "Solana bruger Proofs of Replication (PoRep), som er lånt tungt fra Filecoin." "Arkiver er i øjeblikket ikke implementeret og er på den langsigtede køreplan." "De vil blive rullet ud baseret på netværksdata krav.