Все, что нужно знать о криптовалюте Solana (SOL)
- Что такое Solana?
Solana — это проект, разрабатывающий масштабируемый блокчейн-протокол для создания децентрализованных приложений и смарт-контрактов.
- Кто и когда создал Solana?
- Основатели Solana — экс-сотрудник Qualcomm Анатолий Яковенко, бывший разработчик BREW Грег Фицжеральд и доктор наук в области физики частиц Эрик Уильямс.
- В 2017 году Яковенко опубликовал черновик white paper , в котором представил алгоритм синхронизации блокчейна Proof-of-History ( PoH ).
- Позже Яковенко совместно со своим бывшим коллегой по Qualcomm Грегом Фицжеральдом создал блокчейн на языке программирования Rust, использующий PoH в качестве «внутренних часов».
- В феврале 2018 года Яковенко и Фицжеральд опубликовали официальную версию white paper проекта и запустили первую внутреннюю тестовую сеть.
- В 2018 году Яковенко и Фицжеральд основали компанию, ныне известную как Solana Labs.
- Команда проекта включает бывших программистов Google, Microsoft, Qualcomm, Apple, Intel и Dropbox.
- Основатели проекта назвали его Loom, но впоследствии переименовали в Solana во избежание путаницы с решением второго уровня Loom Network.
- Проект назван именем Солана-Бич — городка в тридцати минутах езды от Сан-Диего, где живет Анатолий Яковенко.
- С апреля 2018 года по июль 2019 года проект привлек
Более $20 млн венчурных инвестиций в ходе нескольких закрытых токенсейлов.
В третьем квартале 2020 года заработала публичная тестовая сеть проекта Tour de SOL.
В марте 2020 года стартовала бета-версия основной сети.
В июне 2020 года проект создал Solana Foundation — организацию, направленную на развитие экосистемы Solana и принятие децентрализованных технологий. Компания Solana Labs передала Solana Foundation 167 миллионов токенов SOL и права на всю интеллектуальную собственность.
Как функционирует Solana?
Solana стремится, чтобы децентрализованная сеть нод соответствовала заданным характеристикам единичной ноды. Для этого взаимодействие нод должно быть оптимизировано. Solana решает эту задачу с помощью восьми ключевых технологий.
Алгоритм синхронизации блокчейна Proof-of-History
Одна из проблем криптовалют — синхронизация узлов. Скорость синхронизации влияет на пропускную способность блокчейна. Чем она быстрее, тем больше транзакций в секунду обрабатывает сеть. Чтобы использовать синхронизацию по времени, нужны часы. В криптовалютах есть свои часы и внутреннее время — timestamp. Оно не точное, потому что нет центральных часов, с которыми можно свериться. Такая синхронизация неидеальна: если ориентироваться на timestamp (временную метку), новый блок может появиться раньше предыдущего.
Протокол Proof-of-History
Proof-of-History является способом оптимизации затрат времени для подтверждения операции при организации порядка транзакций вместе с Proof-of-Stake. Он позволяет создавать хронологическую запись, решая проблему синхронизации. PoH — это высокочастотная Верифицируемая Функция Задержки (VDF), которая производит уникальный выход, который можно публично верифицировать.
Чтобы поддерживать свои часы, валидаторы должны постоянно решать VDF на основе хеш-функции SHA-256. Выбор валидатора запланирован заранее на всю эпоху, которая длится тысячи блоков, за проделанную работу валидатор получает вознаграждение. Proof-of-History обеспечивает непрерывную работу сети благодаря автоматической ротации, без участия валидаторов.
PoH также позволяет Solana оптимизировать время создания блока, его воспроизводство, пропускную способность и хранение данных в реестре.
Временные метки Proof-of-History. Данные: TheTie .
- SHA-256 замыкается максимально быстро, каждый выход служит следующим входом.
- Берутся образцы цепи, количество итераций и состояние записываются.
Записанные образцы представляют прошедшее время, закодированное в виде верифицируемой структуры данных. Также цепь можно использовать для учета событий.
- Сообщение , которое ссылается на любой образец, гарантированно создается после создания образца;
- Сообщения можно встраивать в цепь и хешировать вместе с состоянием, гарантируя, что сообщение создано до очередной вставки.
Такая структура данных гарантирует точное время и последовательность событий. 
Запись сообщений в последовательность Proof-of-History. Данные: TheTie .
Tower BFT
Tower BFT — это имплементация алгоритма Practical Byzantine Fault Tolerance ( PBFT ). Для достижения консенсуса Tower BFT использует PoH в качестве часов, которые позволяют уменьшить затраты вычислительных ресурсов и задержку.
Turbine
Протокол передачи транзакций Turbine решает трилемму масштабируемости блокчейна по аналогии с BitTorrent. У большинства блокчейнов фиксированная пропускная способность ноды. Увеличение числа нод приводит к росту времени передачи данных в каждую из них. Turbine решает эту проблему, передавая данные с помощью протокола UDP . Для передачи каждого пакета пользовательских данных используется произвольно выбранный путь.
Создатель блока (лидер) разделяет блок на пакеты меньшего размера (не больше 64 KB). Например, для блока в 128 MB лидер создает 2000 пакетов по 64 KB, а затем посылает их разным валидаторам. Те пересылают пакеты новой группе ближайших к ним валидаторов (в Solana они именуются neighborhood — окружение ). Это позволяет каждому окружению, которое включает 200 нод, посредством сети третьего уровня, начиная с нового лидера, приблизительно за 200 миллисекунд увеличить количество участников до 40 000 валидаторов.
Gulf Stream
Gulf Stream — протокол передачи транзакций без использования мемпула, благодаря заблаговременному определению валидаторов. Каждый валидатор Solana знает порядок смены будущих лидеров, поэтому может направлять транзакции ожидаемому лидеру заранее. Это позволяет заблаговременно выполнять транзакции и тем самым сокращать время подтверждения, быстрее менять лидеров и уменьшать давление памяти на валидаторов из пула неподтвержденных транзакций.
Sealevel
Виртуальная машина Sealevel параллельно обрабатывает транзакции, которые горизонтально масштабируются на графических процессорах и твердотельных накопителях. Большинство других блокчейнов — однопотоковые. Solana поддерживает параллельное выполнение транзакций и верификацию подписи в едином шарде . Это возможно благодаря технике драйвера операционной системы разбросай-собери (scatter-gather).
Транзакции заранее сообщают, какое состояние они будут читать и писать в процессе выполнения. Sealevel находит не перекрывающие друг друга транзакции в блоке и планирует их выполнение. Процесс выполнения осуществляет аппаратное оборудование с помощью нативного байт-кода Berkeley Packet Filter (BPF).
Pipeline
Pipeline — это средство обработки транзакций (Transaction Processing Unit, TPU), используемое для оптимизации процесса валидации. В процессе валидации транзакций в блокчейне Solana используется конвейерный метод оптимизации (pipelining). Он эффективен в рамках модели с потоком последовательно обрабатываемых входящих данных. За операции на каждой стадии отвечает определенное аппаратное оборудование.
- Сбор данных на уровне ядра
- Верификация данных — на уровне GPU
- Банкинг — на уровне процессора
- Запись — на уровне ядра
Когда Pipeline высылает блоки валидаторам, он получает доступ к очередному набору пакетов, верифицирует их подписи и приступает к начислению токенов. Параллельный принцип обработки данных на уровне GPU позволяет устройству обработки транзакций Solana TPU работать с высокой производительностью.
Cloudbreak
Cloudbreak — это горизонтально масштабируемая база данных аккаунтов. Она позволяет оптимизировать параллельное чтение и запись в твердотельные накопители. Каждый дополнительный диск увеличивает емкость памяти, доступной программам ончейн, а также увеличивает объем параллельного чтения и записи.
Это позволяет предварительно отбирать аккаунты с диска и подготовить среду для выполнения транзакций. Ноды могут начинать выполнять транзакции до того, как они закодированы в блок. Благодаря этому уменьшается время добычи блока и задержки выполнения.
Archivers
Archivers — это хранилище распределенного реестра. Хранение данных в высокопроизводительной сети требует централизации. Если стоимость хранения данных высока, только обладающие значительными ресурсами пользователи могут действовать в качестве валидаторов и участвовать в процессе достижения консенсуса. В Solana хранением данных занимаются не валидаторы, а сеть нод, именуемых архиваторами.
- Архиваторы не участвуют в процессе достижения консенсуса.
- История состояния разделяется на множество фрагментов и помехоустойчивых кодов.
- Архиваторы хранят части состояния.
Solana использует технологию Proofs of Replication (PoRep), заимствованную у Filecoin . Пока архиваторы не имплементированы, однако предусмотрены долгосрочной дорожной картой проекта.
Восемь ключевых технологий Solana. Данные:
- Механизм консенсуса на основе Proof-of-Stake — Tower BFT
- Использование Proof-of-History в качестве часов
- Уменьшение потери пропускной способности и задержки передачи данных
- Голосование ограничено фиксированным периодом хешей — слотом
- Продолжительность слота — приблизительно 400 миллисекунд
- Создание потенциальной точки перезапуска каждые 400 миллисекунд
- Удвоение интервала времени перед заблокированием голосования при каждом последующем голосовании
- Дополнительное голосование затрудняет отмену транзакций, выполняемых в определенном слоте
Какой механизм консенсуса использует Solana? Tower BFT — механизм консенсуса на основе Proof-of-Stake — использует Proof-of-History в качестве часов, уменьшая потерю пропускной способности и задержку передачи данных. Когда валидатор голосует за определенный форк, голосование ограничено фиксированным периодом хешей — слотом. Продолжительность слота — приблизительно 400 миллисекунд. Каждые 400 миллисекунд создается потенциальная точка перезапуска. Каждое последующее голосование удваивает интервал времени, которое должно пройти перед тем, как сеть сможет заблокировать это голосование. Дополнительное голосование затрудняет отмену транзакций, выполняемых в определенном слоте.
- Роль токена SOL в экосистеме Solana
- SOL — это нативный utility-токен блокчейна Solana, использующий стандарт SPL — аналогичный ERC-20 в Ethereum.
- Лэмпорт — доля токена SOL, названная в честь Лесли Лэмпорта, ученого в области информатики.
- Голосование и финализация в блокчейне Solana
- Блоки с несколькими голосами в блокчейне Solana имеют большие шансы оставаться частью сети.
- У каждого валидатора есть таймаут голосования, который увеличивается по мере добавления блоков в реестр.
- Финализация наступает после того, как две трети валидаторов проголосуют за определенную последовательность событий, после чего транзакции становятся невозможными к обратной отмене.
- Участие держателей токенов в экосистеме Solana
- Держатели токенов могут участвовать в производстве блоков в качестве стейкеров и валидаторов, а также делегировать токены доверенным валидаторам.
- Право выбирать лидера-валидатора зависит от количества токенов в стейке.
- Минимальный размер стейкируемых токенов не предусмотрен.
Лэмпорт — единица измерения времени в блокчейне Solana, основанном на теории распределенных систем. Один лэмпорт равен 0,0000000000582 SOL.
Варианты использования SOL:
- Стейкинг
- Комиссии за транзакции;
- Управление.
Дефляционная модель Solana предусматривает сжигание токенов SOL.
Хранение токенов SOL:
- sollet.io — разработано Serum Academy;
- Trust Wallet — для мобильных устройств;
- Другие кошельки , поддерживающие стандарт SPL.
Некоторые кошельки поддерживают стейкирование токенов, например, SolFlare .
Развитие Solana
В августе 2020 года на блокчейне Solana запустила децентрализованная биржа Serum . Serum использует Optimistic Rollup, решение второго уровня для Ethereum . С его помощью внедрят кроссчейн-свопы и токенизацию.
В октябре 2020 года проект Solana представил кроссчейн-решение Wormhole, соединяющее токены сетей Ethereum и Solana.
В мае 2021 года Solana Foundation запустила пять фондов .
Solana Labs привлекла инвестиции на развитие блокчейн-приложений в разных странах мира. В мае 2021 года были привлечены $50 млн от Huobi, Gate.io и других инвесторов, а в том же месяце проект получил $60 млн от Hacken, Gate.io, Coin DCX и BRZ. Средства будут направлены на развитие экосистемы в разных странах, в том числе в Украине, Индии, Бразилии и России, а также на поддержку разработки блокчейн-приложений в сфере DeFi, NFT и кибербезопасности. В июне 2021 года Solana Labs привлекла $314 млн от венчурных фирм Andreessen Horowitz (a16z) и Polychain Capital, а также других инвесторов. Привлеченные средства будут использованы для создания венчурного подразделения и запуска студии для развития проектов на базе Solana.
- В мае 2021 года Solana Labs привлекла $50 млн для развития приложений в Китае.
- В мае 2021 года проект привлек $60 млн для развития экосистемы в Украине, Индии, Бразилии и России.
- В июне 2021 года Solana Labs привлекла $314 млн от венчурных фирм для создания венчурного подразделения и запуска студии для развития проектов на базе Solana.
