На правах рекламы

Solana — решение проблемы масштабирования с помощью Proof of History

Solana - решение проблемы масштабирования с помощью Proof of History

24 марта в 8:00 (МСК) стартует аукцион Solana на платформе Coinlist. Предварительные заявки можно сделать уже сейчас.

Действует программа гарантии 90%  цены в течение года.

Регистрация по ссылке: https://coinlist.co/solana
Любой вопрос можно задать команде Solana в Telegram: https://t.me/solanarus

Или VK: https://vk.com/solanarus

Solana — решение проблемы масштабирования с помощью Proof of History
Проблема масштабируемости блокчейна —  стара как bitcoin. В течение многих лет Ethereum обещал, что сможет решить эту проблему с помощью шардинга, а EOS достигла масштабируемости, но пожертвовав децентрализацией.

Между тем, другие блокчейны используют side-chain или off-chain вычисления как средство снижения нагрузки на сеть. Хотя эти методы и приводят к улучшениям традиционной линейной структуры блокчейна, повышенная сложность приводит к неизбежным техническим проблемам. Кроме того, зачастую есть необходимость согласовать различные ветки, что ведет к снижению вовлеченности всей сети и ставит под угрозу децентрализацию.

Solana — это новая блокчейн-платформа, которая нацелена на решение проблемы масштабируемости с использованием нескольких уникальных инноваций. В этой статье мы рассмотрим основные.

Цели Solana

При рассмотрении проблемы масштабируемости  Solana ставит перед собой и вопрос времени, на которое ориентируются узлы при достижении консенсуса. Любой реестр, независимо от того, является он централизованным или децентрализованным, нуждается в средствах упорядочения последовательности транзакций. Это частично доказывает, что сделка состоялась.

В традиционной бухгалтерской книге — это время, когда клерк сделает запись. В виртуальном реестре на центральном сервере система может предоставить временную метку для каждой входящей транзакции.

Однако в децентрализованной сети блокчейнов получение временной метки усложняется. Не существует «центральных часов», из которых узлы могут получать информацию о времени, поскольку это создает центральную точку отказа. То есть сеть нуждается в ориентире для достижения консенсуса в срок.

Отметка времени транзакции — не единственный вариант. В Proof of Work блокчейнах, таких как Bitcoin, узлам необходимо знать время, необходимое для майнинга каждого блока, поскольку это калибрует сложность майнинга.

Разные блокчейны имеют разные методы фиксации времени для достижения консенсуса. Например, расчет среднего времени от узлов сети, или от майнеров блоков, предоставляющих временную метку, и сети, подтверждающей, что она не подвергалась значительным манипуляциям. Однако современные методологии достижения консенсуса основаны на большой нагрузке обмена сообщениями по сети, что замедляет время обработки транзакций.

Proof of History 

Учитывая сложность консенсуса в отношении  времени, команда Solana разработала уникальный протокол, в соответствии с которым структура цепочки блоков кодирует ход времени в виде самих данных. Протокол называется «Proof of History». Он использует VDF для установления единой неоспоримой правды о времени, когда произошло конкретное событие.

Verifiable Delay Function (VDF) или функция проверяемой задержки — это функция, для вычисления которой требуется определенный период. Даже если процессор пытается использовать параллельные вычисления, она может быть выполнена только на одном ядре процессора. Функция дает уникальный результат, который может быть быстро и легко проверен участниками сети. В отличие от вычисления VDF, проверка результата может быть выполнена параллельно.

В среде Solana каждый блок содержит хэш результатов VDF своего предшественника. Таким образом, любой участник сети может проверить время, прошедшее между любыми двумя операциями.

Proof of History (PoH) работает до консенсуса. Устраняя нагрузку на сеть, связанную с установлением времени в рамках консенсуса, Solana достигла скорости транзакций более 190 000 в секунду на пиковой нагрузке в тестовой сети.

Последние тесты сети от команды Solana подтверждают, что в среднем они производят 60 000 транзакций в секунду.

Источник: https://github.com/solana-labs/solana/releases/tag/v1.0.0

Это правда, что шардинг позволяет параллельную обработку транзакций. Тем не менее, в публичном блокчейне, где узлы друг другу не доверяют, существует необходимость в межсетевом взаимодействии. Эта задача ограничивает преимущества шардинга. По сути, это создает новую проблему масштабируемости при попытке преодолеть старую проблему, поскольку чем больше существует фрагментов сети, тем более проблемной становится связь между фрагментами. Шардинг также увеличивает риски безопасности, потому что у злоумышленника больше шансов захватить один фрагмент, чем сразу всю сеть блокчейнов.

Solana использует PoH наряду с другими инновациями, описанными ниже, для достижения этой превосходной пропускной способности.

Алгоритм консенсуса Tower Byzantine Fault Tolerance

Часть консенсуса Solana состоит из Tower Byzantine Fault Tolerance (TBFT), которая является вариантом PBFT. Поскольку в реестре Solana есть надежные часы, благодаря протоколу PoH, тайм-ауты PBFT кодируются в самом реестре.

Элемент Tower BFT работает в связке с Proof of Stake (PoS).

Основная цель Tower BFT — гарантировать, чтобы все участники действовали в интересах благополучия сети. Участники делают ставки токенами, чтобы проголосовать за достоверность хеша PoH, который можно сравнить с блоком в других блокчейнах. Хэш-время (время создания блока) составляет 400 миллисекунд. Каждое последующее голосование удваивает количество времени, на которое сеть должна будет остановиться, прежде чем она сможет откатить этот конкретный голос. Следовательно, чем больше времени (хешей) проходит после голосования, тем ниже вероятность того, что голос будет откатан.

Когда Валидатор голосует за блок, он не может параллельно голосовать за другой форк. Он должен ждать следующего блока, чтобы VDF PoH проверила, что время действительно прошло. Если какой-либо Валидатор голосует за непринятое сетью разветвление, часть его ставки «сокращается» в качестве штрафа. После того, как две трети валидаторов проголосовали по какому-либо хэшу PoH, этот хэш PoH канонизируется и не может быть отменен.

Proof of Stake

Теоретически любой может принять участие в Proof of Stake Solana и стать Валидатором. Однако, как и любой блокчейн, для запуска полного узла требуется оборудование. Сеть Solana допускает появление игроков, которые могут делегировать токены Валидатору, чтобы участвовать в производстве блоков и получать проценты от его вознаграждений за блок.

PoS работает по циклическому расписанию лидеров, где Валидатор определяется в соответствии с их долей во всем пуле ставок. Таким образом, чем больше участников делегируют  свою ставку определенному валидатору, тем больше блоков он будет создавать. Валидаторы и делегирующие участники получают свои вознаграждения от комбинации комиссионных за транзакции и инфляцию.

Алгоритм консенсуса  Solana

Итак, Proof of History — это «часы» сети, позволяющие валидаторам согласовывать время с помощью VDF. Tower BFT — это «сторожевая башня» сети, обеспечивающая Валидаторам гарантию того, что существует механизм наказания любого, кто пытается обмануть часы PoH. Наконец, PoS определяет общие правила участия валидаторов в Tower BFT.

8 инноваций

Solana PoH и TBFT — это лишь две технологии из набора, который Solana называет «8 инновациями». Три других наиболее значимых, помимо двух уже объясненных, называются Turbine, Sealevel and Archivers.

Turbine

Турбина использует практически ту же методику, что и Bittorrent. Одной из проблем достижения масштабируемости в распределенных системах является время, необходимое для распространения всех данных блокчейна на все узлы. Ограничения пропускной способности создают узкое место, замедляя обработку.

Как и в случае с Bittorrent, решение Turbine заключается в разделении данных на более мелкие пакеты. Когда вы скачиваете файл с нескольких пиров через торренты, вы загружаете разные пакеты данных от отдельных пользователей. Turbine делает то же самое для сети Solana и обеспечивает гораздо большую масштабируемость среди узлов.

Sealevel

Sealevel представляет решение для параллельной обработки смарт-контрактов. В виртуальной машине Ethereum время выполнения на основе веб-сборки означает, что только один контракт за раз изменяет состояние блокчейна. Это связано с тем, что EVM читает каждую транзакцию, чтобы определить, перекрывается ли она с какой-либо предыдущей транзакцией.

И наоборот, среда выполнения Solana может обрабатывать десятки тысяч контрактов параллельно, используя столько ядер, сколько доступно Валидаторам. Транзакции указывают заранее, в каком состоянии они будут read and write во время выполнения. Среда выполнения находит все непересекающиеся функции перехода состояний в блоке и выполняет их параллельно.

Архиваторы

Solana планируют, что их блокчейн будет генерировать четыре петабайта данных каждый год. Это означает, что операторам узлов будет необходимо иметь значительную вычислительную мощность, что будет препятствовать доступу небольших операторов.

Для того, чтобы избежать централизации среди небольшой группы операторов больших узлов, Solana использует архиваторов. Архиваторы — это узлы, которые заинтересованы в хранении части данных блокчейна. Через регулярные промежутки времени архиваторам будет предложено доказать, что они хранят данные, и показать доказательство репликации. По оценкам, 3% инфляции нативного токена сети — SOL, будут направлены на поддержку архиваторов.

Для сравнения, в сети bitcoin узлы, хранящие весь реестр, не получают никакой дополнительной компенсации. Отсутствие компенсации может стать проблемой в будущем, если вес реестра станет слишком тяжелым для узлов, чтобы продолжить работу в сети.

Дорожная карта и команда проекта

Solana были основаны в 2017 году, а летом 2018 года уже была запущена альфа-версия тестовой сети. В 2019 году компания успешно привлекла венчурное финансирование на сумму $20 млн под руководством Multicoin Capital. В настоящее время команда успешно запустила бета-версию основной сети.

Сейчас идет первичное размещение токенов SOL. Предварительные заявки можно подать до 23 марта. Уже 24 марта в 8:00 (мск) начнется непосредственно сам аукцион.

Аукцион проходит по голландской схеме и команда особенно подчеркнула заинтересованность в том, чтобы все участники не стали жертвами спекуляций. Для этого  Solana анонсировала уникальную программу гарантии 90% цены на следующий год, которая должна защитить всех ранних инвесторов от волатильности рынка. Solana гарантирует, что в любое время в течение года компания выкупит ваши токены за 90% от цены закрытия аукциона. При этом не важно, по какой цене и где токены были куплены — на аукционе, на бирже или у третьих лиц. Главное, зарегистрироваться на программу. Регистрация откроется после завершения аукциона и продлится 3 месяца.

Компания также проводит «Tour de SOL», где сообщество валидаторов может зарабатывать токены в обмен на проведение валидации сети и выявление ошибок.

Команда Solana обладает обширным опытом разработки и программирования. Основатель и генеральный директор Анатолий Яковенко ранее возглавлял разработку операционных систем в Qualcomm, распределенных систем в Mesosphere и систем компрессии в Dropbox. Технический директор Грег Фицджеральд также работал в Qualcomm и исследовал все возможности встраиваемых систем.

Источник: https://solana.com/team

Команда в Solana выбрала для реализации своей платформы подход, ориентированный на пропускную способность, при этом сохраняя безопасность и децентрализацию. Другие проекты напротив, обычно создают ажиотаж для привлечения финансирования, а затем исчезают на годы, развивая основную сеть. За 3 года команде Solana удалось построить глубокую техническую архитектуру, лежащую в основе платформы.

По мере того как Solana приближается к запуску основной сети, к платформе могут присоединиться другие проекты. Учитывая, что Ethereum и EOS все еще борются с проблемами масштабируемости и децентрализации, у Solana есть возможность заявить о себе как о быстрой и безопасной альтернативе.