Механізм згоди блокчейну відповідає за підтвердження валідності транзакцій та їх додавання до блокчейну у точній послідовності. Залежно від обраного механізму згоди, ефективність процесів підтвердження та упорядкування відрізняється, що призводить до різних рівнів пропускної здатності. У світі блокчейнів Solana є високопродуктивним ланцюгом, з блоками часом 400 мс та середньою кількістю транзакцій на секунду (TPS) в середньому між2,000 до 3,000, з теоретичним піком TPS в 65 000 (для порівняння, TPS Ethereum становить приблизно 12).

Ця стаття спрямована на висвітлення декількох архітектур Solana, які відіграють критичну роль у забезпеченні високої продуктивності, а саме її механізму консенсусу з делегованим підтвердженням права власності (DPoS) та механізму підтвердження історії (PoH).

1. Традиційний механізм згоди

Давайте почнемо з розуміння одного з ключових існуючих обмежень блокчейнів: масштабованість.

Кожен вузол у децентралізованій блокчейн мережі має своє внутрішній годинник, за яким він працює. Коли відбувається транзакція, вузли відмічають час транзакції відповідно до цього локального системного годинника.

Внутрішній годинник вузла

Остаточне підтвердження або відхилення транзакцій також буде мітками часу відповідно до цього місцевого блоку системи. З традиційними механізмами згоди, такими якДоказ роботи (PoW)іДоказ власності (PoS), всі вузли будуть спілкуватися між собою, щоб встановити, що час минув.

Для децентралізованого блокчейну з тисячами вузлів по всьому світу неодмінно виникають розбіжності між локальними системними годинниками вузлів, що призводить до різниці в мітках часу транзакцій між вузлами. Це виникає як проблема, коли вузли повинні досягнути згоди стосовно того, які транзакції відбулися, та порядку цих транзакцій у блоку. Це відомо як проблема синхронізації міток часу, і стає більш серйозною та складною, коли мережа підвищує свою децентралізацію, збільшуючи кількість вузлів.

В кінцевому підсумку це створює можливий шлях для зловмисних атак. Розбіжність у часі дозволяє зловмисникам транслювати фальшиві транзакції, які схожі на реальні відмітки часу в спробі захопити мережу. Щоб запобігти цій маніпуляції транзакціями, потрібно витратити багато часу та обчислювальної потужності для перевірки точності відмітки часу. Це може потенційно призвести до затримки у підтвердженні блоку або навіть до відхилення блоку (вузли можуть проголосувати за те, щоб блок був недійсним через різні відмітки часу).

2. Що таке Доказ історії (PoH)

Доказ про походження (PoH) використовується в Solana для підтвердження того, що транзакції розміщені у правильній послідовності, і це може бути легко перевірено валідаторами в мережі.

На відміну від того, що було зазначено в розділі 1, де вузли мають свої індивідуальні годинники, PoH можна розглядати як глобальний блок, який всі вузли використовують для перевірки пройденого часу між двома подіями. З цим універсальним годинником вузли бачать один і той же історичний запис транзакцій, абстрагуючись від будь-яких можливих розбіжностей у порядку транзакцій. Це дозволяє швидко досягати консенсусу та значно скорочує час, необхідний для перевірки транзакції та її додавання до блокчейну.

PoH Ҕце Ґрифічний метод, що ґенерує безперервний хронологічний запис операцій. Давайте трохи краще заглибимося в це.

3. Технічний піринг в PoH

Кожна транзакція обробляється за допомогою SHA-256, криптографічної хеш-функції, відомої своєю здатністю приймати будь-який ввід і виробляти унікальний, непередбачуваний вихід. Коли транзакція хешується, її вихід стає входом для хешування наступної транзакції. Цей процес призводить до вбудованого порядку транзакцій у хешованих видах, утворюючи довгий, безперервний ланцюг.

PoH використовує перевірні функції затримки (VDF), які є ключовими для підтвердження пройденого часу в блокчейні. VDF - це обчислювально інтенсивні функції, які залежать не лише від попереднього хешу, але й враховують пройдений час. Цей механізм дозволяє Solana криптографічно продемонструвати, що реальний час пройшов у генерації послідовних виходів. В результаті існує чіткий, перевіряємий порядок транзакцій, забезпечуючи єдину послідовність подій. Валідатори можуть легко підтвердити, скільки часу минуло, що подальше підвищує довіру до мережі.

Використання PoH у Solana додає міцний рівень безпеки та цілісності. Втручання у будь-яку частину хеш-ланцюжка потребувало б перерахунку всіх наступних хешів, що є великими зусиллями, що захищають мережу від змін.

PoH значно зменшує кількість інформації, яку валідаторам потрібно обробляти на кожний блок. Використовуючи захешовані версії останнього стану транзакцій, час підтвердження блоків дуже скорочується. Коли валідатори (або вузли-реплікатори) отримують блок, послідовність PoH надає їм криптографічно надійний порядок транзакцій, які вони можуть довіряти без повторної перевірки. Ця ефективність є важливою для прискорення механізму консенсусу, оскільки мережа може швидко вибрати та перейти до наступного валідатора для підтвердження блоку.

4. Делегований доказ процесу у доказі власності (DPoS)

З кращим розумінням PoH цей розділ пояснює, як PoH використовується в механізмі консенсусу Solana - DPoS.

У DPoS кожен валідатор, який виставляє $SOL, зможе брати участь у мережевому управлінні - голосуванні за достовірність блоків та чи слід їх додати до блокчейну. Власники $SOL (я і ти), які віддають перевагу не прямому залученню до процесу стейкінгу, можуть делегувати свої токени іншим валідаторам, що фактично робить їх делегаторами. Цей процес делегування розподіляє виборчі права делегаторів (пропорційно до кількості $SOL, які вони мають) цим валідаторам. За стейкінг $SOL делегатори отримають частину винагороди за блок.

Система DPoS працює за принципом, що вузли з більшими ставками мають вищу ймовірність бути обраними для перевірки транзакцій та додавання їх до блокчейну. Ця можливість отримувати винагороду за блок стимулює вузли підтримувати високий рівень продуктивності та цілісності.

З урахуванням як DPoS, так і PoH, давайте поєднуємо знання, щоб отримати уявлення про те, як буде виглядати типове підтвердження блоку на Solana.

5. Високорівневий огляд механізму консенсусу Solana

1. Вибір лідера вузла
   Лідерський вузол буде відповідальним за генерацію послідовності PoH (упорядкування транзакцій) та створення блоків.
   Цей процес вибору ґрунтується на ваговій ставці ставки вузла, яка збільшується за рахунок делегування токенів володарями ноду. Роль лідера буде ротуватися серед валідаторів.
2. Відмітка часу транзакцій
   Лідерський вузол отримає транзакції та відмітить їх часом за допомогою PoH, щоб виник порядок транзакцій.
3. Створення блоку
   З послідовності від PoH вузол-лидер переходить до створення блоку
4. Поширення блоку
   Новостворений блок буде відправлений на реплікаторні вузли (інші перевіряючі у мережі децентралізованої)
5. Перевірка валідності транзакції
   Вузли реплікатора перевірять наступні два компоненти:
   Порядок транзакцій: Перевірте, чи транзакції в правильному порядку, використовуючи послідовність PoH. Оскільки це універсальний годинник, для цієї перевірки не потрібно зворотнього зв'язку між вузлами (на відміну від поширених механізмів узгодження, таких як PoW та PoS).
   Перевірка валідності транзакції: перевірте, що транзакції відповідають правилам мережі та є валідними.
6. Фіналізація блоку
   Після перевірки як порядку транзакцій, так і їх валідності, блок буде доданий до блокчейну. Наступний вузол-лидер буде вибраний, і процес почнеться знову.

6. Висновок

Solana працює неустанно над вдосконаленням архітектури свого блокчейну, останні розробки включають QUIC, вагове якості, зважені на відсоток валути та локалізовані ринки комісій. Крім того, екосистема очікує значного покращення ефективності з запуском Вогнетривець. Варто тримати в оці нові випадки використання, які можна побудувати на основі Solana з її унікальною архітектурою - OPOS (Лише можливо на Solana).

Тим часом, перевірте протоколи, побудовані на Solana туті спробуйте спілкуватися з ними!

References

1. Helius | Доказ історії, Доказ участі, Доказ роботи - Пояснено
2. Anatoly | Proof of History: A Clock for Blockchain
3. Gemini | Solana (SOL): Масштабування криптовалюти для мас

Disclaimer：

1. Ця стаття перепринта з [ дзеркало]. Усі авторські права належать оригінальному автору [Cookies Дослідження]. Якщо є зауваження до цього перепублікування, будь ласка, зв'яжіться з Gate.io Learnкоманда, і вони оперативно займуться цим.
2. Відповідальність за відмову: Погляди та думки, висловлені у цій статті, належать виключно автору і не становлять жодної інвестиційної поради.
3. Переклади статті на інші мови виконуються командою Gate Learn. Якщо не зазначено інше, копіювання, поширення або плагіат перекладених статей заборонені.