Blockchain-ul altamente performant al Solana este construit folosind cele opt inovații:" "1." Dovada Istoriei: Un ceas înainte de consens "2." "Tower BFT: O versiune optimizată PoH a PBFT" "3." Turbine: Un protocol de propagare a blocurilor "4." Gulfstream: Protocol de transmitere a tranzacțiilor fără mempool "5." Sealevel: Prima platformă de execuție pentru contracte inteligente paralele din lume "6." Pipelining: Unitate de procesare a tranzacțiilor pentru validare 7. Cloudbreak: Bază de date a conturilor scalate orizontal "8." Arhivatori: Stocare în registru distribuit Dovada Istoriei: Un ceas înainte de consens "Cea mai mare provocare în rețelele distribuite este de a ajunge la un acord cu privire la timpul și secvența în care au avut loc evenimentele, deoarece nodurile din rețea nu pot avea încredere în timestamp-ul mesajelor primite de la alte noduri." "Solana încearcă să rezolve acest lucru cu Proof of History (PoH) prin crearea unei surse de timp securizate criptografic în întreaga rețea." "Proba de Istoric este o Funcție de Întârziere Verificabilă (VDF) de înaltă frecvență, care necesită un număr specific de pași secvențiali pentru a fi evaluată, dar produce un rezultat unic care poate fi verificat public." "Asta înseamnă că nodurile pot crea următorul bloc fără a fi nevoie să se coordoneze mai întâi cu întreaga rețea pentru că se pot baza pe timestamp-ul și ordonarea mesajelor pe care le-au primit." Rezultatul este o reducere a suprasarcinii de consens. Tower BFT: O versiune optimizată PoH a PBFT Pe lângă Proof of History, Solana rulează mecanismul său de consens numit Tower BFT, care este un algoritm asemănător cu PBFT ce valorifică ceasul sincronizat activat de PoH pentru a obține consens asupra tranzacțiilor din rețea. "La un nivel înalt, de fiecare dată când un nod din rețea votează pentru un anumit fork, se angajează pentru o anumită perioadă de timp în care sunt blocați de la votarea pe un fork opus." "Această perioadă în care sunt blocați crește exponențial pe măsură ce continuă să voteze pe aceeași bifurcație până când ating o blocare maximă de 32 de voturi pentru aceeași bifurcație." "Nodele de pe rețea vor primi recompense de inflație doar când ating această limită maximă de vot; prin urmare, este în interesul lor să continue să voteze pentru fork-ul pentru care cred că supermajoritatea rețelei votează." Turbine: Un protocol de propagare a blocurilor "Solana transmite blocuri (comunică blocuri între validatori) independent de consens, folosind un protocol separat, dar conectat, numit Turbine." Turbine împrumută masiv de la BitTorrent și este optimizat pentru streaming. "Pe măsură ce un bloc este transmis, acesta este împărțit în pachete mici împreună cu coduri de ștergere, apoi distribuit pe un set mare de colegi aleatori." Fluxul Golf: protocol de transfer al tranzacțiilor fără mempool "Într-o rețea de înaltă performanță, gestionarea mempool-ului prezintă o nouă clasă de probleme când vine vorba de costul filtrării și menținerii unui număr tot mai mare de tranzacții neconfirmate." "Gulf Stream funcționează prin împingerea caching-ului și forwarding-ului tranzacțiilor la marginea rețelei." "Deoarece fiecare validator cunoaște ordinea liderilor viitori (producătorii de blocuri) în arhitectura Solana, clienții și validatorii înaintează tranzacții către liderul așteptat din timp." "Asta permite validatorilor să execute tranzacții înainte de timp, să reducă timpii de confirmare, să schimbe liderii mai repede și să reducă presiunea asupra memoriei asupra validatorilor din piscina de tranzacții neconfirmate." "O consecință a cunoașterii liderilor dinainte este un risc crescut de coluziune a validatorilor, deoarece rețeaua le permite mai mult timp pentru a se coordona." "Timpii rapizi de bloc ai Solana ar putea diminua oportunitatea de coluziune deoarece limitează timpul permis pentru a planifica un atac." Sealevel: Rulare a contractelor inteligente paralele "Solana a construit Sealevel, un motor de procesare a tranzacțiilor hiper-paralelizat, proiectat să se scaleze orizontal pe GPU-uri și SSD-uri." Cele mai multe dintre celelalte blockchains sunt computere cu un singur fir de execuție. "În contrast, Solana poate suporta executarea paralelă a tranzacțiilor (în plus față de verificarea semnăturilor) într-un singur shard." "Solutia pentru aceasta problema se bazeaza in mare parte pe o tehnica a driverelor de sistem de operare numita scatter-gather." "Tranzacțiile specifică dinainte ce stare vor citi și scrie în timpul executării." Sealevel este capabil să găsească tranzacțiile neconsecutive care au loc într-un bloc și să le execute în paralel (numit execuție paralelă), optimizând modul în care citirile și scrierile către stare sunt programate pe un array de SSD-uri RAID 0. Sealevel este o VM care programează tranzacții, dar nu execută efectiv tranzacțiile în VM. În schimb, Sealevel încredințează tranzacțiile pentru a fi executate pe hardware în mod nativ folosind bytecode numit Berkeley Packet Filter (BPF). Conductă: O Unitate de Procesare a Tranzacțiilor pentru optimizarea validării "Procesul de validare a tranzacțiilor pe rețeaua Solana folosește extensiv o optimizare comună în designul CPU-urilor numită pipelining." "Pipelining este un proces adecvat atunci când există un flux de date de intrare care trebuie procesat printr-o secvență de pași și există hardware diferit responsabil pentru fiecare pas." "Pe rețeaua Solana, mecanismul pipeline, Unitatea de Procesare a Tranzacțiilor (TPU), progresează prin Obținerea Datelor la nivel kernel, Verificarea Semnăturii la nivel GPU, Bancar la nivel CPU și Scriere la spațiul kernel." "Cu timpul în care TPU-ul începe să trimită blocuri validatorilor, acesta a și obținut deja următorul set de pachete, a verificat semnăturile acestora și a început să acorde token-uri." "Paralelizarea GPU în acest pipeline cu patru etape permite TPU-ului Solana să funcționeze la o performanță ridicată." Cloudbreak: Bază de date a conturilor scalată orizontal Metodele de scalare a calculului utilizând aceste alte inovații ar putea duce la blocaje de memorie. "Memoria este utilizată pentru a urmări conturile și poate avea dificultăți în a menține performanța din cauza lipsei de dimensiune a memoriei și a vitezelor de acces limitate." "Cloudbreak a fost conceput pentru a optimiza citirile și scrierile concurente, distribuite pe o configurație RAID 0 de SSD-uri." "Fiecare disc suplimentar adaugă capacitate de stocare disponibilă pentru programele pe lanț, sporind în același timp numărul de citiri și scrieri concurente pe care programele le pot efectua în timpul execuției." "Asta merge mână în mână cu designul de tranzacții al Solana, permițând preîncărcarea conturilor din disc și pregătirea mediului de execuție, permițând în același timp nodurilor de pe rețea să înceapă executarea tranzacțiilor înainte de a fi codificate într-un bloc." "Toate acestea au scopul de a ajuta la reducerea timpilor de blocare și a latenței de confirmare pe rețea." Arhivatori: Stocarea registrelor distribuite "Stocarea și menținerea datelor pe o rețea de înaltă performanță este probabil să devină un vector principal de centralizare." "Dacă costurile de stocare sunt foarte mari, doar entitățile bine finanțate vor putea acționa ca validatori și participa la consens." "Pe Solana, stocarea datelor este descărcată de la validatori către o rețea de noduri numită Archivers." "Arhivatorii nu participă la consens." "Istoria statului este împărțită în multe părți și coduri de ștergere." "Arhivatorii stochează părți mici ale stării." "Din când în când, rețeaua va cere Arhivatorilor să dovedească că stochează datele pe care ar trebui să le păstreze." "Solana utilizează Dovada Replicării (PoRep), care sunt împrumutate masiv de la Filecoin." "Arhivatorii nu sunt implementați în prezent și sunt pe planul de dezvoltare pe termen lung." "Vor fi implementate pe baza cerințelor de date ale rețelei.