Для поиска работы требуются вычислительные мощности, с ростом децентрализации увеличивается время обработки транзакций, во время пиковых значений вырастают комиссия и активы, которые могут застрять в мемпуле. Кажется, идеала нет. Или все-таки есть?

Блокчейн Solana как будто лишен всех этих недостатков. Скорость генерации блоков всего 400 мс, а TPS (количество транзакций в секунду) в первый запуск сети достигло 60 000. Более того, теоретически, при соблюдении ряда условий, Solana может обрабатывать более 700 000 транзакций в секунду.

Для сравнения: на момент подготовки статьи актуальный TPS Bitcoin составлял 3,2, у Ethereum — 12,4, а у Solana — 3900. В общем, это очень-очень быстрый блокчейн. А еще он очень дешевый: комиссия за транзакцию составляет лишь сотые доли цента.

Как такого добились

Solana сразу создавалась как высокопроизводительная, безопасная и масштабируемая сеть (помните трилемму блокчейна?). В ее основе — механизм консенсуса Proof of Stake (PoS) в сочетании с Proof of History (PoH).

PoS позволяет тратить меньше вычислительных ресурсов — валидатором может быть любой узел сети, который владеет монетами. Плюс он обеспечивает безопасность и практически полностью исключает вероятность атаки 51%. Но PoS далеко не нов и сам по себе не позволяет разогнать сеть до таких скоростей. Все дело в предложенном создателем Solana — Анатолием Яковенко — алгоритме синхронизации блокчейна.

Зачем вообще его синхронизировать? Попробуем разобраться на примере Bitcoin.

Здесь блоки представляют собой группы неупорядоченных операций. Когда майнер добывает новый блок, то добавляет к нему локальные время и дату. В результате временные данные нод, находящихся в разных часовых поясах, различаются, что требует проведения дополнительной проверки корректности временных отметок.

Простыми словами: когда у прораба на стройке есть рация, он может одновременно дать команду всем рабочим: когда копать, а когда остановиться. Если рации нет, ему придется подходить к каждому землекопу. В итоге пока он ходит от одного к другому, работники могут накопать лишних ям.

В криптовалюте это приводит к тому, что некоторые майнеры могут одновременно добыть один и тот же блок, второй из которых станет «отвергнутым» (orphan-блок). Это может привести к неприятным последствиям (атаки с двойным расходованием и т. п.). Если увеличить скорость добычи блоков без оглядки на синхронизацию, «отвергнутых» блоков станет больше. Поэтому блокчейнам приходится тратить ресурсы на подтверждение времени добычи.

В Solana есть то, что можно условно назвать «децентрализованными часами»: на всех узлах сети устанавливается одинаковое время, и они выполняют работу по расписанию. Каждое событие имеет достоверный «таймстамп», и их можно выстроить в проверяемую последовательность. В итоге сеть может работать над одновременной проверкой множества блоков без необходимости проверки каждого конкретно.

Еще один способ ускорения — среда исполнения смарт-контрактов Sealevel. Благодаря ей Solana может обрабатывать тысячи транзакций параллельно на всех ядрах, доступных валидатору. Поскольку транзакции в Solana описывают все состояния, которые они будут читать и писать в процессе выполнения, Sealevel может найти все непересекающиеся транзакции в блоке и запланировать время их обработки.

Кроме этого, в Solana есть многоуровневый механизм распространения блоков, который называется Turbine. В p2p-схеме биткойна майнер рассылает новый блок 8–10 пирам, которые в свою очередь рассылают его своим и так далее. Solana делает все более хитро. Когда узел-лидер передает данные, он разбивает блок на пакеты размером до 64 Кбайт и передает каждый пакет другому валидатору.

Каждый валидатор, в свою очередь, ретранслирует пакет группе пиров, которая называются «соседством». Далее каждая группа передает данные соседствам в своих окрестностях, которые находятся «ниже».

В итоге получаем развесистое дерево, информация по ветвям которого распространяется крайне быстро.

Токен

В Solana используется токен SOL стандарта SPL — аналог ERC-20 в Ethereum. Он расходуется на все транзакции и операции со смарт-контрактами. Кроме этого, токен можно стейкать, принимая участие в поддержке безопасности сети и получая часть инфляции в качестве вознаграждения. В данный момент входит в топ-15 монет по капитализации.

Что еще хорошего и где подвох

Благодаря использованию LLVM (если очень просто — фреймворк для создания объекта кода из любого кода) и языка программирования Rust Solana предлагает выбор из лучших решений для создания DeFi-проектов, смарт-контрактов и NFT-решений. Это происходит быстрее и дешевле, а разработчикам проще использовать приложения и протоколы. Собственно, стоимость SOL позволила создать NFT-проект Degenerate Ape Academy, работающий на «солане» и продавший за считанные десятки тысяч NFT обезьян «с самым гладким мозгом».

Однако не все так гладко. В начале 2022 года Solana за какой-то месяц пережила несколько серьезных проблем с производительностью. Они были вызваны рассинхронизацией симптомов с реальным временем, ошибками и обострением ситуации с «высокопроизводительными транзакциями» (около 6 миллионов секунд ). В результате, начав 2022 год на 5-м месте по капитализации, Solana к решающему моменту откатилась на 11-е.

Популярности сети не добавила и хакерская атака в августе, когда злоумышленникам удалось вывести средства с 9 тысяч кошельков. Расследование обнаружило следующую уязвимость: централизованные серверы хранили незашифрованные сид-фразы, отправленные мобильным приложением Slope Wallet. Это делало их видимыми для любого, кто имеет доступ к серверу. Все это привело к тому, что SOL рухнул с почти $200 в начале 2022 года до $9 к его концу.

Плюсом к этому некоторые проблемы порождают достаточно высокие требования к железу валидаторов (CPU — 12 ядер / 24 потока, 128 Гбайт памяти, 2 Тбайт NVMe, скорость Интернета — от 300 Мбит/с до гигабита), что довольно сильно повышает порог входа для «обычных» пользователей, которые даже при соответствии минимальным требованиям вряд ли смогут конкурировать с майнинг-фермами. Это сказывается на скорости роста сети и ее децентрализации.

Итого

Итак, Solana — самый быстрый и самый дешевый по комиссиям блокчейн. Если команде проекта удастся справиться с проблемами стабильности работы системы, блокчейн явно ждет большое будущее. Потенциал есть.