Blockchain Solana s vysokým výkonom je postavený pomocou osemnástich inovácií:" "1." Dôkaz histórie: Hodiny pred konsenzom "2." Tower BFT: Optimalizovaná verzia PBFT pre PoH "3." Turbína: Protokol pre propagáciu blokov "4." Gulfstream: Protokol na preposielanie transakcií bez Mempoolu 5. Sealevel: Prvý paralelný smart contracts behový systém na svete "6." "Pipelining: Jednotka spracovania transakcií pre validáciu" "7." Cloudbreak: Horizontálne škálovaná databáza účtov "8." Archivers: Uloženie distribuovaného regist Dôkaz histórie: Hodiny pred konsenzom "Najväčšou výzvou v distribuovaných sieťach je dohodnúť sa na čase a poradí, v akom k udalostiam došlo, keďže uzly v rámci siete nemôžu dôverovať časovej pečiatke na správach prijatých od iných uzlov." "Solana sa snaží tento problém vyriešiť pomocou Proof of History (PoH) vytvorením kryptograficky zabezpečeného zdroja času naprieč sieťou." "Proof of History je vysoko frekvenčná overiteľná oneskorená funkcia (VDF), ktorá si vyžaduje konkrétny počet sekvenčných krokov na vyhodnotenie, ale produkuje jedinečný výstup, ktorý možno verejne overiť." "To znamená, že uzly môžu vytvoriť ďalší blok bez toho, aby sa predtým museli koordinovať s celou sieťou, pretože môžu dôverovať časovej pečiatke a usporiadaniu správ, ktoré dostali." "Výsledkom je zníženie režijných nákladov na konsenzus." Veža BFT: Optimalizovaná verzia PBFT pre PoH "Nad Proof of History, Solana prevádzkuje svoj konsenzuálny mechanizmus nazývaný Tower BFT, ktorý je algoritmom podobným PBFT, ktorý využíva synchronizované hodiny umožnené PoH na dosiahnutie konsenzu o transakciách v sieti." "Na vysokej úrovni, vždy keď uzol v sieti hlasuje za určitý fork, zaväzuje sa na určitý čas, počas ktorého je zablokovaný z hlasovania za proti-fork." "Toto obdobie, počas ktorého sú uzamknutí, exponenciálne rastie, keď pokračujú v hlasovaní o rovnakom fork až kým nedosiahnu maximálne uzamknutie pri 32 hlasoch pre rovnaký fork." "Uzly v sieti budú prijímať inflančné odmeny iba vtedy, keď dosiahnu tento maximálny zámok hlasovania; preto je v ich záujme pokračovať v hlasovaní na forku, o ktorom veria, že na ňom hlasuje supermajorita siete." Turbína: Protokol pre propagáciu blokov "Solana prenáša bloky (komunikuje bloky medzi validátormi) nezávisle na konsenze, pomocou samostatného, ale prepojeného protokolu nazvaného Turbine." "Turbine silne čerpá z BitTorrent a je optimalizovaný pre streaming." "Keď sa blok prenáša, je rozdelený na malé pakety spolu s kódmi na vymazanie a potom sa rozšíri medzi veľkú skupinu náhodných partnerov." Gulf Stream: Protokol na presmerovanie transakcií bez Mempool-u "V sieti s vysokým výkonom predstavuje správa mempoolu novú triedu problémov, pokiaľ ide o náklady na filtrovanie a udržiavanie rastúceho počtu nepotvrdených transakcií." "Gulf Stream funguje tak, že presúva ukladanie a odosielanie transakcií na okraj siete." "Keďže každý validator pozná poradie nadchádzajúcich lídrov (producentov blokov) v architektúre Solana, klienti a validátori posielajú transakcie očakávanému lídrovi vopred." "Toto umožňuje validátorom vykonávať transakcie vopred, znižovať čas potvrdenia, rýchlejšie meniť lídrov a znižovať tlak na pamäť validátorov z neovereného transakčného fondu." "Jedným z dôsledkov poznania lídrov vopred je zvýšené riziko kolúzie validátorov, keďže sieť im poskytuje viac času na koordináciu." "Rýchle blokové časy Solany môžu zmierniť príležitosť na kolúziu, pretože obmedzujú čas potrebný na naplánovanie útoku." Sealevel: Paralelné smart kontrakty spúšťajú čas "Solana vytvorila Sealevel, hyperparalelizovaný motor na spracovanie transakcií navrhnutý na horizontálne škálovanie cez GPU a SSD." "Väčšina ostatných blockchainov sú jednoprvkové počítače." "Na rozdiel od toho, Solana môže podporovať paralelné vykonávanie transakcií (okrem overovania podpisov) v jednom shard." Riešenie tohto problému sa silne inšpiruje technikou ovládača operačného systému nazývanou scatter-gather. "Transakcie vopred špecifikujú, aký stav budú čítať a zapisovať počas vykonávania." Sealevel dokáže nájsť neprekrývajúce sa transakcie, ktoré sa vyskytujú v bloku, a vykonať ich paralelne (nazývané paralelné vykonávanie) pri optimalizácii, ako sú čítania a zápisy do stavu plánované naprieč radom RAID 0 SSD. Sealevel je VM, ktorý plánuje transakcie, ale skutočne nevykonáva transakcie v VM. "Namiesto toho Sealevel deleguje transakcie na vykonávanie na hardvéri nátivne pomocou bytecode nazývaného Berkeley Packet Filter (BPF)." Pipeline: Jednotka spracovania transakcií na optimalizáciu validácie "Proces overovania transakcií na sieti Solana rozsiahle využíva optimalizáciu bežnú v dizajne CPU nazývanú pipelining." "Pipelining je vhodný proces, keď existuje prúd vstupných dát, ktoré je potrebné spracovať sekvenciou krokov a za každý krok zodpovedá rôzny hardvér." "Na sieti Solana mechanizmus pipeline, jednotka na spracovanie transakcií (TPU), postupuje prostredníctvom získavania dát na úrovni jadra, overovania podpisu na úrovni GPU, bankovníctva na úrovni CPU a zápisu v priestore jadra." "Keď TPU začne posielať bloky validátorom, už si stiahlo nasledujúcu sadu paketov, overilo ich podpisy a začalo pripisovať tokeny." "Paralelizácia GPU v tomto štvorstupňovom pipeline umožňuje Solana TPU fungovať s vysokým výkonom." Cloudbreak: Horizontálne škálovaná databáza účtov "Metódy na škálovanie výpočtov pomocou týchto iných inovácií by mohli viesť k obmedzeniam pamäte." "Pamäť sa používa na sledovanie účtov a môže mať ťažkosti s udržiavaním výkonu kvôli nedostatočnej veľkosti pamäte a obmedzeným rýchlostiam prístupu." "Cloudbreak bol navrhnutý tak, aby optimalizoval súbežné čítania a zápisy rozložené cez konfiguráciu RAID 0 SSD diskov." "Každý ďalší disk pridáva úložnú kapacitu dostupnú pre on-chain programy a zároveň zvyšuje počet súčasných čítaní a zapisovaní, ktoré môžu programy vykonávať počas vykonávania." "Toto ide ruka v ruke s návrhom transakcií Solany, ktorý umožňuje prednačítanie účtov z disku a prípravu runtime na vykonávanie, pričom tiež umožňuje uzlom v sieti začať vykonávať transakcie skôr, než sú zakódované do bloku." "Všetko toto má za cieľ pomôcť znížiť časy blokovania a latenciu potvrdení v sieti." Archívory: Úložisko distribuovanej knihy "Ukladanie a správa údajov na vysoko výkonej sieti sa pravdepodobne stane hlavným vektorom centralizácie." "Ak sú náklady na úložisko veľmi vysoké, len dobre financované subjekty budú môcť pôsobiť ako validátory a zúčastniť sa na konsenze." "Na Solane je ukladanie dát presunuté z validátorov na sieť uzlov nazývaných Archivers." Archívory sa nezúčastňujú na konsenze. "História štátu je rozdelená na mnoho častí a kódov na vymazanie." "Archívy ukladajú malé časti stavu." "Občas sa sieť opýta archivárov, aby dokázali, že ukladajú údaje, ktoré majú." "Solana využíva dôkazy o replikácii (PoRep), ktoré sú silno prevzaté z Filecoin." "Archiveri momentálne nie sú implementovaní a sú na dlhodobom pláne." "Budú zavedené na základe požiadaviek údajov v sieti.