Wysoce wydajny blockchain Solany zbudowany jest z wykorzystaniem ośmiu innowacji:" "1." Dowód Historii: Zegar przed konsensusem 2. "Tower BFT: Optymalizowana wersja PBFT w PoH" "3." "Turbine: Protokół propagacji bloków" "4." Gulfstream: Protokół przekazywania transakcji bez Mempool "5." "Sealevel: Pierwszy na świecie równoległy czas uruchomienia inteligentnych kontraktów" 6. Pipelining: Jednostka przetwarzająca transakcje do walidacji "7." Cloudbreak: Baza danych kont o poziomym skalu 8. Archiwisty: Przechowywanie rozproszonych rejestrów Dowód historii: Zegar przed konsensusem Największym wyzwaniem w sieciach rozproszonych jest uzgodnienie czasu i sekwencji, w jakiej zdarzenia miały miejsce, ponieważ węzły w sieci nie mogą ufać znacznikom czasowym wiadomości otrzymanych od innych węzłów. "Solana próbuje to rozwiązać za pomocą Proof of History (PoH), tworząc kryptograficznie zabezpieczone źródło czasu w całej sieci." "Dowód Historii to funkcja opóźnienia weryfikowalnego (VDF) o wysokiej częstotliwości, która wymaga określonej liczby sekwencyjnych kroków do oceny, ale generuje unikalny wynik, który można publicznie zweryfikować." "To oznacza, że węzły mogą stworzyć następny blok bez konieczności wcześniejszej koordynacji z całą siecią, ponieważ mogą ufać znacznikowi czasu i kolejności wiadomości, które otrzymały." "Wynik to redukcja narzutu konsensusu." Wieża BFT: Optymalizowana pod kątem PoH wersja PBFT Na szczycie Proof of History, Solana uruchamia swój mechanizm konsensusu zwany Tower BFT, który jest algorytmem podobnym do PBFT, wykorzystującym zsynchronizowany zegar umożliwiony przez PoH do osiągnięcia konsensusu w transakcjach sieciowych. Na wysokim poziomie, za każdym razem, gdy węzeł w sieci głosuje na określony fork, zobowiązuje się do pewnego okresu czasu, w którym jest zablokowany przed głosowaniem na przeciwny fork. "Ten okres, w którym są zablokowani, rośnie wykładniczo, gdy nadal głosują na ten sam fork, aż osiągną maksymalne zablokowanie przy 32 głosach na ten sam fork." "Węzły w sieci otrzymają nagrody za inflację tylko wtedy, gdy osiągną maksymalny czas blokady głosów; dlatego leży w ich interesie kontynuowanie głosowania na odgałęzienie, za które, ich zdaniem, superwiększość sieci głosuje." Turbine: Protokół propagacji bloków "Solana przesyła bloki (komunikuje bloki między walidatorami) niezależnie od konsensusu, używając oddzielnego, ale połączonego protokołu o nazwie Turbine." Turbine mocno czerpie z BitTorrent i jest zoptymalizowany do strumieniowania. "Podczas przesyłania bloku, jest on dzielony na małe pakiety wraz z kodami erozji, a następnie rozprowadzany w dużym zbiorze losowych uczestników." Gulf Stream: Protokół przesyłania transakcji bez Mempool "W sieci o wysokiej wydajności zarządzanie mempool'em stawia nową klasę problemów związanych z kosztami filtrowania i utrzymania rosnącej liczby niepotwierdzonych transakcji." "Gulf Stream działa poprzez przesuwanie pamięci podręcznej transakcji i przekazywanie na skraj sieci." "Ponieważ każdy walidator zna kolejność nadchodzących liderów (producentów bloków) w architekturze Solana, klienci i walidatorzy przekazują transakcje do oczekiwanego lidera z wyprzedzeniem." "To pozwala walidatorom na wykonywanie transakcji z wyprzedzeniem, skracanie czasów potwierdzeń, szybszą zmianę liderów oraz zmniejszenie obciążenia pamięci walidatorów z powodu niepotwierdzonego zbioru transakcji." "Jednym z następstw wcześniejszego poznania liderów jest zwiększone ryzyko zmowy wśród walidatorów, ponieważ sieć daje im więcej czasu na koordynację." " szybkie czasy bloków Solany mogą ograniczyć możliwości koluzji, ponieważ skracają czas pozwolony na zaplanowanie ataku." Sealevel: Równoległy czas wykonania inteligentnych kontraktów Solana zbudowała Sealevel, silnik przetwarzania transakcji o hiper równoległej architekturze, zaprojektowany do skalowania poziomego na GPU i SSD. "Większość innych blockchainów to komputery jednowątkowe." "W przeciwieństwie do tego, Solana może wspierać równoległe wykonywanie transakcji (oprócz weryfikacji podpisów) w pojedynczym shardzie." Rozwiązanie tego problemu w dużej mierze opiera się na technice sterownika systemu operacyjnego zwanej scatter-gather. "Transakcje określają z góry, jaki stan będą odczytywać i zapisywać podczas wykonywania." Sealevel jest w stanie znaleźć niepokrywające się transakcje występujące w bloku i wykonać je równolegle (nazywane równoległym wykonaniem), optymalizując sposób, w jaki odczyty i zapisy do stanu są planowane w macierzy RAID 0 SSD. Sealevel to VM, która harmonogramuje transakcje, ale faktycznie nie wykonuje transakcji w VM. Zamiast tego, Sealevel przekazuje transakcje do wykonania na sprzęcie natywnie przy użyciu kodu bajtowego zwanego Berkeley Packet Filter (BPF). Pipeline: Jednostka przetwarzania transakcji dla optymalizacji walidacji Proces walidacji transakcji w sieci Solana w dużym stopniu wykorzystuje optymalizację powszechną w projektowaniu CPU, zwaną pipelining. "Pipelining to odpowiedni proces, gdy istnieje strumień danych wejściowych, które muszą być przetwarzane przez sekwencję kroków, a różne sprzęty są odpowiedzialne za każdy krok." "Na sieci Solana mechanizm potoku, jednostka przetwarzania transakcji (TPU), postępuje przez pobieranie danych na poziomie jądra, weryfikację podpisu na poziomie GPU, bankowość na poziomie CPU i zapis w przestrzeni jądra." "Do momentu, w którym TPU zaczyna wysyłać bloki do walidatorów, już pobrał następny zestaw pakietów, zweryfikował ich podpisy i rozpoczął kredytowanie tokenów." "Paralelizacja GPU w tym czterostopniowym procesie pozwala na działanie Solana TPU z wysoką wydajnością." Cloudbreak: Baza danych kont w skali poziomej "Metody skalowania obliczeń przy użyciu tych innych innowacji mogą prowadzić do wąskich gardeł pamięci." "Pamięć jest używana do śledzenia kont i może mieć problemy z utrzymaniem wydajności z powodu braku rozmiaru pamięci i ograniczonych prędkości dostępu." "Cloudbreak został zaprojektowany w celu optymalizacji jednoczesnych operacji odczytu i zapisu rozłożonych na konfiguracji RAID 0 dysków SSD." "Każdy dodatkowy dysk zwiększa dostępną pojemność pamięci dla programów działających na łańcuchu, jednocześnie zwiększając liczbę równoległych odczytów i zapisów, które programy mogą wykonać podczas działania." "To idzie w parze z projektem transakcji Solany, umożliwiając wstępne pobieranie kont z dysku i przygotowywanie środowiska wykonawczego, a także pozwalając węzłom w sieci na rozpoczęcie wykonywania transakcji zanim zostaną one zakodowane w bloku." "Całość ma na celu pomóc w skróceniu czasu bloków i opóźnienia potwierdzenia w sieci." Archivers: Rozproszona pamięć danych "Przechowywanie i utrzymywanie danych w wysokowydajnej sieci prawdopodobnie stanie się głównym wektorem centralizacji." "Jeśli koszty przechowywania są bardzo wysokie, tylko dobrze finansowane podmioty będą mogły działać jako walidatory i uczestniczyć w konsensusie." "Na Solanie przechowywanie danych jest przenoszone z walidatorów do sieci węzłów zwanych Archiverami." Archiverzy nie uczestniczą w konsensusie. Historia państwa jest podzielona na wiele fragmentów i kodów erasure. "Archiverzy przechowują małe części stanu." "Co jakiś czas sieć poprosi Archiwizatorów o udowodnienie, że przechowują dane, które powinni." "Solana wykorzystuje dowody replikacji (PoRep), które są szeroko zapożyczone z Filecoin." Archiverzy nie są obecnie zaimplementowani i znajdują się na długoterminowej liście działań. "Będą wdrażane na podstawie wymagań danych sieci.