La blockchain de alta performance de Solana está construida utilizando las ocho innovaciones:" "1." Prueba de Historia: Un reloj antes del consenso "2." "Tower BFT: Una versión optimizada de PoH de PBFT" "3." "Turbine: Un protocolo de propagación de bloques" "4." Gulfstream: Protocolo de reenvío de transacciones sin mempool "5." "Sealevel: La primera ejecución de contratos inteligentes paralelos del mundo" "6." Pipelining: Unidad de procesamiento de transacciones para validación "7." Cloudbreak: Base de datos de cuentas escaladas horizontalmente "8." Archivers: Almacenamiento de libro mayor distribuido Prueba de Historia: Un reloj antes del consenso "El mayor desafío en las redes distribuidas es acordar el tiempo y la secuencia en la que ocurrieron los eventos, ya que los nodos dentro de la red no pueden confiar en la marca de tiempo de los mensajes recibidos de otros nodos." "Solana intenta resolver esto con Proof of History (PoH) al crear una fuente de tiempo criptográficamente segura en toda la red." "La Prueba de Historia es una Función de Retraso Verificable (VDF) de alta frecuencia, que requiere un número específico de pasos secuenciales para evaluar, pero produce una salida única que puede ser verificada públicamente." "Esto significa que los nodos pueden crear el siguiente bloque sin tener que coordinarse primero con toda la red porque pueden confiar en la marca de tiempo y el orden de los mensajes que han recibido." "El resultado es una reducción en la sobrecarga de consenso." Tower BFT: Una versión optimizada de PBFT basada en PoH "Encima de Proof of History, Solana ejecuta su mecanismo de consenso llamado Tower BFT, que es un algoritmo similar a PBFT que aprovecha el reloj sincronizado habilitado por PoH para lograr consenso en las transacciones de la red." "A un nivel alto, cada vez que un nodo en la red vota sobre una bifurcación particular, se compromete a un cierto período de tiempo en el que está bloqueado de votar sobre una bifurcación opuesta." "Este período en el que están bloqueados crece exponencialmente a medida que continúan votando por la misma bifurcación hasta que logran un bloqueo máximo de 32 votos por la misma bifurcación." "Los nodos en la red solo recibirán recompensas por inflación cuando alcancen este máximo de bloqueo de votos; por lo tanto, es de su interés seguir votando por el fork que creen que la supermayoría de la red está votando." Turbina: Un protocolo de propagación de bloques "Solana transmite bloques (comunica bloques entre validadores) de manera independiente del consenso, utilizando un protocolo separado pero conectado llamado Turbine." "Turbine se basa fuertemente en BitTorrent y está optimizado para la transmisión." "A medida que se transmite un bloque, se divide en pequeños paquetes junto con códigos de borrado, y luego se distribuye entre un gran conjunto de pares aleatorios." Flujo del Golfo: Protocolo de reenvío de transacciones sin Mempool "En una red de alto rendimiento, la gestión del mempool presenta una nueva clase de problemas en lo que respecta al costo de filtrar y mantener un número creciente de transacciones no confirmadas." "Gulf Stream funciona al empujar el almacenamiento en caché de transacciones y el reenvío hacia el borde de la red." "Dado que cada validador conoce el orden de los próximos líderes (productores de bloques) en la arquitectura de Solana, los clientes y los validadores envían transacciones al líder esperado con antelación." "Esto permite a los validadores ejecutar transacciones con anticipación, reducir los tiempos de confirmación, cambiar de líderes más rápido y reducir la presión de memoria sobre los validadores del grupo de transacciones no confirmadas." "Una consecuencia de conocer a los líderes de antemano es un mayor riesgo de colusión de validadores, ya que la red les permite más tiempo para coordinarse." "Los rápidos tiempos de bloque de Solana podrían mitigar la oportunidad de colusión porque limitan el tiempo permitido para planear un ataque." Sealevel: Tiempo de ejecución de contratos inteligentes en paralelo "Solana construyó Sealevel, un motor de procesamiento de transacciones hiperparalelizado diseñado para escalar horizontalmente a través de GPUs y SSDs." "La mayoría de las otras cadenas de bloques son computadoras de un solo hilo." "En contraste, Solana puede soportar la ejecución de transacciones en paralelo (además de la verificación de firmas) en una sola fragmento." "La solución a este problema se basa en gran medida en una técnica de controlador de sistema operativo llamada scatter-gather." "Las transacciones especifican de antemano qué estado leerán y escribirán durante la ejecución." Sealevel puede encontrar las transacciones no superpuestas que ocurren en un bloque y ejecutarlas en paralelo (llamada ejecución paralela) mientras optimiza cómo se programan las lecturas y escrituras en el estado a través de una matriz de SSD RAID 0. Sealevel es una VM que programa transacciones, pero en realidad no ejecuta transacciones en la VM. "En su lugar, Sealevel delega transacciones para que se ejecuten en hardware nativo utilizando un bytecode llamado Berkeley Packet Filter (BPF)." Canal: Una Unidad de Procesamiento de Transacciones para la optimización de la validación "El proceso de validación de transacciones en la red de Solana hace un uso extensivo de una optimización común en el diseño de CPU llamada pipelining." El piping es un proceso adecuado cuando hay un flujo de datos de entrada que necesita ser procesado por una secuencia de pasos y hay diferente hardware responsable de cada paso. "En la red de Solana, el mecanismo de canalización, la Unidad de Procesamiento de Transacciones (TPU), avanza a través de la Recuperación de Datos a nivel de núcleo, Verificación de Firmas a nivel de GPU, Banca a nivel de CPU, y Escritura en el espacio del núcleo." "Cuando el TPU comienza a enviar bloques a los validadores, ya ha obtenido el siguiente conjunto de paquetes, verificado sus firmas y comenzado a acreditar tokens." "La paralelización de GPU en este pipeline de cuatro etapas permite que el TPU de Solana opere a alto rendimiento." Cloudbreak: Base de datos de cuentas escaladas horizontalmente "Los métodos para escalar la computación utilizando estas otras innovaciones podrían resultar en cuellos de botella de memoria." "La memoria se utiliza para llevar un registro de las cuentas y puede tener dificultades para mantener el rendimiento debido a un tamaño de memoria insuficiente y velocidades de acceso limitadas." "Cloudbreak fue diseñado para optimizar las lecturas y escrituras concurrentes distribuidas a través de una configuración RAID 0 de SSDs." "Cada disco adicional agrega capacidad de almacenamiento disponible para los programas en cadena, mientras que también aumenta el número de lecturas y escrituras concurrentes que los programas pueden realizar al ejecutarse." "Esto va de la mano con el diseño de transacciones de Solana, permitiendo la pre-carga de cuentas desde el disco y preparando el entorno de ejecución, lo que también permite a los nodos en la red comenzar a ejecutar transacciones antes de que sean codificadas en un bloque." "Todo esto tiene como objetivo ayudar a reducir los tiempos de bloque y la latencia de confirmación en la red." Archiveros: Almacenamiento de libro mayor distribuido "Almacenar y mantener datos en una red de alto rendimiento probablemente se convertirá en un vector de centralización principal." "Si los costos de almacenamiento son muy altos, solo las entidades bien financiadas podrán actuar como validadores y participar en el consenso." "En Solana, el almacenamiento de datos se delega de los validadores a una red de nodos llamada Archivers." "Los archiveros no participan en el consenso." "La historia del estado está fragmentada en muchos elementos y códigos de borrado." "Los archiveros almacenan pequeñas partes del estado." "De vez en cuando, la red pedirá a los Archivers que prueben que están almacenando los datos que se supone que deben." "Solana aprovecha las Pruebas de Replicación (PoRep), que son tomadas en gran medida de Filecoin." "Los archiveros no están implementados actualmente y están en la hoja de ruta a largo plazo." "Se implementarán según las demandas de datos de la red.