Was ist Solana?

Solana (SOL) ist eine Kryptowährung der dritten Generation, deren Schwerpunkt auf der Bereitstellung eines Hochgeschwindigkeitsnetzwerks mit der Kapazität für parallelisierbare Smart Contracts, minimalen Kosten pro Vorgang, ohne Einbußen bei der Sicherheit und mit großer Skalierbarkeit liegt. 

EDas Solana-Netzwerkprojekt ist ein Technologieprojekt Blockchain konzentrierte sich auf die Bereitstellung erweiterter Funktionen für dApps und Hochgeschwindigkeits-Netzwerkverarbeitung für Anwendungen mit hoher Parallelität.

Tatsächlich gilt Solana Network als einer der ernsthaftesten Konkurrenten von Ethereum 2.0, der nächsten Version von Ethereum, mit der Ausnahme, dass Solana zu diesem Zeitpunkt bereits ein echtes, greifbares und perfekt nutzbares Projekt ist und wir weiter unten mehr darüber erfahren werden.

Geschichte und Ursprung von Solana

Der Ursprung von Solana liegt dank der Arbeit von Anatoli Jakowenko, ein Softwareentwickler mit umfangreicher Erfahrung in der Entwicklung von Betriebssystemen bei Qualcomm (Brew OS), verteilten Systemen bei Mesosphere und Komprimierungssystemen bei Dropbox. Jakowenko begann sich für die Leistungsfähigkeit der Blockchain-Technologie und insbesondere für die Konsensprotokolle zu interessieren, mit denen er bereits bei Mesosphere Erfahrungen gesammelt hatte.

Aus diesem anfänglichen Interesse entstand das Whitepaper Proof of History (PoH). 2018 eingeführt, an dem er seit 2017 arbeitete. Proof of History ist ein merkwürdiges Konsensprotokoll, das Zeit nutzt, um ein sicheres Hashing-System für eine Blockchain zu erstellen. Dieses System basiert auf VDFs oder verifizierbaren Verzögerungsfunktionen, einer ganz besonderen Art von Funktion, die diese Art von Konstruktion ermöglicht, bei der die Zeit unweigerlich markiert, dass eine Transaktion in einer bestimmten Reihenfolge ihrer Erstellung, Übertragung und Überprüfung stattgefunden hat. Dieses System ermöglicht den Aufbau sehr sicherer, aber vor allem schneller und sehr effizienter Netzwerke im Hinblick auf den Verbrauch von Rechenressourcen und Energie.

Die Geburt der Idee

Kurz nach der Präsentation dieser Arbeit begann Yakovenko mit Greg Fitzgerald zusammenzuarbeiten, um seine Idee von PoH innerhalb einer Blockchain in die greifbare Realität umzusetzen. Das Projekt hieß ursprünglich Loom, änderte jedoch kurz darauf im März 2018 seinen Namen in Solana, ein Name, der später für die Registrierung des Unternehmens Solana Labs verwendet wurde.

Bis dahin arbeiteten Yakovenko und Fitzgerald weiter an einer frühen Implementierung von PoH auf der Blockchain, doch am 19. Juli 2018 trug ihre Arbeit schließlich Früchte. An diesem Tag wurde eine erste Version von Solana mit 50 Knoten in Betrieb genommen und erreichte eine beneidenswerte Geschwindigkeit: 65.000 Transaktionen pro Sekunde. Es war der Beginn einer neuen Technologie, die alle Elemente hatte, um das Problem der Blockchain-Skalierbarkeit der Vergangenheit anzugehören.

Solanas erste Beta

Yakovenkos Arbeit wurde fortgesetzt, bis im Februar 2020 die erste Beta des Netzwerks gestartet wurde, bekannt als Tour de SOL Testnet, bei der es sich um ein voll funktionsfähiges Testnetz des Solana-Netzwerks handelte. Für März 2020 wurde der Start der Mainnet-Beta angekündigt (eigentlich ein Testnetz mit erweiterten Funktionen), mit grundlegender Unterstützung für Smart Contracts und praktisch allen Netzwerkfunktionen mit Ausnahme des Inflations- und Belohnungssystems für Validatoren.

Diese Entscheidung wurde getroffen, um die ersten Funktionen des Netzwerks unter möglichst produktionsnahen Bedingungen zu testen. Dieses zweite Testnetz ist das Netzwerk, das derzeit funktioniert, und es wird erwartet, dass ein Hard Fork bis Ende 2021 sowohl das Netzwerkinflationssystem aktiviert als auch die restlichen Funktionen des Systems ermöglicht.

Wie funktioniert das Solana-Netzwerk?

Um zu verstehen, wie das Solana-Netzwerk funktioniert, müssen wir zunächst die Teile untersuchen, aus denen dieses Protokoll besteht. Unter diesen Teilen können wir Folgendes hervorheben:
Proof of History (PoH), Solanas Konsensprotokoll Proof of History (PoH) ist der Eckpfeiler von Solana, da dieses Protokoll die Möglichkeit bietet, Vorgänge mit hoher Geschwindigkeit und mit vollständiger Sicherheit zu verarbeiten. Proof of History ist ein Konsensprotokoll vom Typ Proof of Stake (PoS), dessen Funktionsweise von der Verwendung von Zeit und einer Art Funktion abhängt, die als VDF oder Verifiable Delay Function bekannt ist.

Damit ein PoH-Validator im Netzwerk funktionieren kann, muss er einen bestimmten Einsatz durchführen, der ihm Stimmrecht innerhalb des Netzwerks verleiht. Der Generierungs- und Validierungsprozess nutzt jedoch VDFs als zusätzliches Sicherheitsmittel, das über die einfache Lotterie hinausgeht, die normalerweise in den meisten Fällen zu finden ist PoS-Algorithmen.

In diesem Sinne funktionieren PoH-VDFs auf zwei Arten:

1. Dadurch können Netzwerktransaktionen chronologisch geordnet werden, sodass sie genau in dieser Reihenfolge bearbeitet werden.
2. Es schafft ein kryptografisches System, das untrennbar mit der Zeit verknüpft ist, in der Transaktionen vom Netzwerk durchgeführt, durchgeführt und überprüft werden. Dies ist möglich, weil VDFs die zeitlichen Parameter der TXs nutzen, um eine einzigartige kryptografische Funktion auszuführen, um deren Gültigkeit sicherzustellen.

Diese beiden Punkte ermöglichen, dass VDFs innerhalb von PoH sehr sicher und darüber hinaus sehr schnell in der Ausführung sind. Dies zu verstehen kann etwas komplex sein, aber wir glauben, dass dieses Beispiel Ihnen helfen kann:

PoH-Beispiel

Angenommen, Ana möchte eine Transaktion (TX) an Juan senden, um die Reparatur seines Laptops zu bezahlen. Ana sendet dem TX zu einem bestimmten Zeitpunkt und Datum Daten, die in den Metadaten des besagten TX enthalten sind. Das Solana-Netzwerk nimmt diese TX und beginnt mit der Verarbeitung. Im gesamten Netzwerk gibt es jedoch Hunderte oder sogar Tausende von Vorgängen, von denen jeder einzelne eine bestimmte Zeit und ein bestimmtes Erstellungsdatum hat. Was Solana mit PoH macht, ist, jeden dieser TXs zu nehmen und eine Chronologie zu erstellen und sie so genau wie möglich zu ordnen.

Hier können Unterschiede von 0,1 Sekunden dazu führen, dass Sie viele andere Transaktionen innerhalb des Netzwerks übertreffen oder hinter sich lassen. Dies ist wichtig, da es verhindert, dass Ana doppelte Ausgaben tätigt (Geld verschieben, das sich vorübergehend nicht in ihrem Besitz befindet, oder eine frühere TX durch einen Angriffsvektor wie ändern). Vector76). Wenn das Netzwerk an diesem Punkt die TXs für seinen nächsten Block anordnet, wenden die Validatoren parallel eine Reihe von VDF-Funktionen an, um den Block zu markieren und mit der Generierung des nächsten Blocks zu beginnen.

Dieser andere Punkt ist von entscheidender Bedeutung, da die vorübergehende Generierung des ersten Blocks und seine Markierung für die Herstellung der kryptografischen Beziehung zum zweiten unerlässlich sind. In jedem Fall sind die VDFs dafür verantwortlich, die Zeitstempel der TXs zu überprüfen, einen eindeutigen Hash für diesen Block zusammen mit seinem eigenen Zeitstempel zu erstellen und nicht nur eine Chronologie in den Transaktionen des Blocks, sondern auch eine zeitliche Reihenfolge mit dem zu erstellen eigene Blöcke der Blockchain.

Das heißt, der TX und die Blöcke sind zeitlich so organisiert, dass die zeitlichen Unterschiede zwischen ihnen 1 Sekunde nicht überschreiten, sodass die Solana-Blockchain als eine Zeitleiste gelesen werden kann, die Sekunde für Sekunde fortgesetzt wird, aufgezeichnet wird und unveränderlich ist. Bei all dem wird Anas TX validiert und Juan erhält sein Geld, und obwohl diese Erklärung ausführlich ist, hat die Ausführung dieses gesamten Prozesses innerhalb von Solana im Durchschnitt kaum eine Sekunde gedauert.

Das vorherige Beispiel verrät uns bereits viel über PoH und seine Geschwindigkeit: Die Blockproduktionszeit des Solana-Netzwerks ist mit nur 400 Millisekunden bei weitem eine der schnellsten, die es gibt. Das bedeutet, dass Solana in der Lage ist, zwei Blöcke pro Sekunde zu erzeugen, wobei etwas Zeit für die Zusammenstellung eines dritten Blocks bleibt. So gesehen erscheint Solana für Blockchain-Anhänger wie Science-Fiction, aber nein, es ist etwas so Reales, dass wir es einfach spüren können, während wir das Netzwerk nutzen.

Ein schnelles, effizientes und zeitlich genaues P2P-Netzwerk

Allerdings führt die sehr hohe Geschwindigkeit von Proof of History und seinen VDFs zu zwei Problemen:

1. Die optimale Übertragung von Informationen über das Netzwerk (TX und Blöcke) bereitet echte Kopfschmerzen.
2. Die zeitliche Genauigkeit kann zu Diskrepanzen zwischen verschiedenen Knoten führen.

Das erste Problem ist etwas, mit dem viele Blockchain-Projekte seit langem zu kämpfen haben. Es handelt sich um das bekannte Bandbreitenproblem und es ist leicht zu verstehen, denn je größer das Netzwerk, desto mehr Informationen müssen durch das Netzwerk transportiert werden, da sich alle Knoten synchronisieren müssen. Wenn wir eine hohe Anzahl an Transaktionseinreichungen haben, vervielfachen sich die Blöcke und enthalten mehr Informationen. Eine unhaltbare Situation mit der Gefahr einer Netzwerkunterbrechung, insbesondere an Orten mit begrenzter Bandbreite. Daher werden Ideen wie die Vergrößerung der Bitcoin-Blöcke nicht gut aufgenommen, und Dinge wie das, was BCH und BSV getan haben, werden von vielen als Bedrohung für die Zentralisierung oder als völliger Wahnsinn angesehen.

Das zweite Problem ist etwas, um das sogar Satoshi Nakamoto schummeln musste, denn obwohl Bitcoin ein ziemlich genaues Zeitsystem verwendet, haben seine Knoten nicht wirklich die gleiche Synchronisation. Es gibt kleine Abweichungen, Deltas, die innerhalb von 10 Minuten nach der Validierung von Bitcoin-Knoten als nicht wahrnehmbar angesehen werden können. Dies ist jedoch in Solana undenkbar, da die Validierungszeit von 400 ms es undurchführbar macht.

Welche Lösung wendet Solana also für beide Probleme an?

Turbine, die Übermittlung von Informationen durch Solana Network

Turbine ist der Name, unter dem das Datenverbreitungssystem von Solana Network bekannt ist. Dieses Protokoll ist eine Ableitung des Gossip-Protokolls und seine Aufgabe besteht darin, Informationen an die Knoten zu liefern, die Teil des Netzwerks sind. Die Funktionsweise von Turbine ist recht einfach, da es die Informationen aus den Blöcken zerlegt, sodass sie viel schneller an alle Knoten gesendet werden können.

Das heißt, Turbine stellt sicher, dass zuerst die Metadaten des Blocks und dann seine internen Informationen gesendet werden. Dies beschleunigt die Übertragung, da zur Überprüfung alles Wichtige in den Metadaten enthalten ist. Auf diese Weise gelingt es Turbine, Netzwerkinformationen optimal an alle Knoten zu bringen. Etwas Ähnliches wie das Bitcoin-Netzwerk derzeit mit seinen kompakten Blöcken.

GulfStream, ein Cache für Transaktionen

GulfStream ist der Name des Protokolls, das für die Speicherung und Priorisierung von Transaktionen im Solana-Netzwerk verantwortlich ist. Grundsätzlich handelt es sich bei GulfStream um einen fortschrittlichen Mempool, der für die Übertragung von Transaktionen an Validatoren verantwortlich ist, um deren Bestellung und Überprüfung zu erleichtern.

Solana ist ein Netzwerk mit Parallelbetrieb. Das heißt, seine Validatoren sind in der Lage, einen Block zu validieren und gleichzeitig den Weg für den nächsten zu ebnen. Um dies zu erreichen, orchestriert GulfStream die Transaktionsbereitstellung so, dass dieser Parallelbetrieb aufrechterhalten wird. Gleichzeitig wird die notwendige Zeitlichkeit gewahrt, um die Chronologie der Systemvalidierung aufrechtzuerhalten. Kurz gesagt, GulfStream ist ein deterministisches Blockspeicher-, Ordnungs- und Parallelisierungsprotokoll, auf das ein Großteil des Transaktionsvalidierungsprozesses entfällt.

Darüber hinaus stellt GulfStream sicher, dass die Validatoren eines Blocks ihre Uhren synchronisieren, um die Zeitlichkeit des Netzwerks aufrechtzuerhalten. Und wenn dieser Block erstellt wird, synchronisiert er das nächste Validierungsquorum mit der Zeit des vorherigen und aktuellen Blocks und sorgt so jederzeit für die zeitliche Synchronisierung des Netzwerks.

Smart Contracts und dApps, das zentrale Ziel des Solana Network

Solana Network ist in der Lage, intelligente Verträge und dApps bereitzustellen. Tatsächlich ist dies sein Hauptziel, da es sich um ein Netzwerk handelt, das für die Ausführung dezentraler Massenanwendungen konzipiert ist. Allerdings folgte Solana in dieser Hinsicht nicht dem Weg, den viele Projekte eingeschlagen haben und dass sie mit Ethereum und kaum etwas anderem kompatibel sind. Stattdessen hat Solana eine völlig neue Infrastruktur geschaffen, um intelligente Verträge mit einzigartigen Funktionen in seinem Netzwerk anzubieten.

Erstens können Solana-Smart-Verträge in zwei beliebten Sprachen geschrieben werden: C-Sprache und Rust. Beide sind bekannte Allzweck-Programmiersprachen. Tatsächlich verfügen sie über umfangreiche Entwicklungsbibliotheken und eine Geschwindigkeit, die viele andere Sprachen kaum erreichen können.

Der Hauptgrund für die Wahl dieser Sprachen ist jedoch ein viel größerer: die Parallelisierung intelligenter Verträge. Wir haben darüber gesprochen, wie Smart Contracts das volle Potenzial der Validator-Hardware für eine schnelle Ausführung ausschöpfen können. All dies dank eines geringeren Rechenaufwands und schließlich einer höheren Effizienz.

Um dies zu erreichen, hat Solana Sealevel entwickelt, eine intelligente Vertragsausführungsschicht, die das parallele Lesen, Ausführen und Schreiben von Anweisungen ermöglicht. Das Ergebnis ist klar: Solana Smart Contracts sind viel schneller als die jedes anderen Netzwerks. Und das alles dank der Parallelisierung dieses Netzwerks. Tatsächlich skaliert dieses System nicht nur im Hinblick auf das Netzwerkwachstum, sondern auch im Hinblick auf die Hardwareleistung. Dies liegt daran, dass die modernsten Geräte diese intelligenten Verträge viel schneller ausführen können.

Solana Network und seine wachsende Community

Derzeit gibt es eine Vielzahl von Projekten, die sich für die Entwicklung von Solana engagieren. Und das ist angesichts der brillanten Technologie, die es gezeigt hat, auch kein Wunder. Tatsächlich erfahren wir auf der Community-Website, dass es bereits mehr als 400 Projekte gibt, die Solana in ihrer Entwicklung nutzen. Einige dieser Projekte sind weithin bekannt, wie zum Beispiel Serum, Exodus, Moonpay, Anchor, Fantom, The Graph oder Band Protocol. Und natürlich haben Plattformen wie Bit2Me ein Auge auf diese Blockchain und ihren Token geworfen.

Und das ist erst der Anfang, Solana setzt seine unaufhaltsame Entwicklung fort und könnte in Zukunft wichtige Verbesserungen einer sicherlich beeindruckenden Technologie bringen.

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