Hiện nay, các blockchain công khai đã cho phép bất kỳ ai có kết nối internet tạo và truy cập thị trường kỹ thuật số. Với công nghệ này, hệ thống tài chính toàn cầu hiện tại có tiềm năng trở nên đổi mới, hiệu quả và dân chủ hóa hơn, nhưng một vấn đề lớn đã cản trở.
Trong lịch sử, các blockchain Layer 1 như Ethereum đã gặp khó khăn trong việc mở rộng quy mô, dẫn đến làm chậm các ứng dụng được xây dựng trên chúng và đôi khi khiến mạng không thể sử dụng được. Với hàng triệu người dùng mới đổ vào, phí tiếp tục tăng lên cũng như thời gian chờ giao dịch. Anatoly Yakovenko và Raj Gokal đã bắt đầu khắc phục những vấn đề về quy mô này vào năm 2017 khi họ thành lập Solana, một nền tảng hợp đồng thông minh.
Solana là gì ?
Solana là một dự án blockchain mã nguồn mở tiên tiến nhằm tận dụng một số công nghệ đột phá để cung cấp khả năng cho thế hệ dApp tiếp theo.
Solana tập trung vào việc cung cấp một nền tảng có khả năng mở rộng cao, an toàn và phi tập trung tối đa, có thể hỗ trợ hàng nghìn nút tiềm năng mà không làm giảm thông lượng – giúp tránh một số thách thức mà các blockchain cạnh tranh phải đối mặt.
Theo Solana công bố, blockchain của Solana có khả năng xử lý hơn 50.000 giao dịch mỗi giây (TPS) ở mức tải cao nhất, điều này sẽ khiến họ được cho là blockchain nhanh nhất hiện đang hoạt động. Nói một cách dễ hiểu, điều này nhanh hơn gần 10.000 lần so với Bitcoin (thông lượng tối đa khoảng 5-7 TPS) và nhanh hơn 3.000 lần so với Ethereum (thông lượng tối đa khoảng 15 TPS).
8 cải tiến chính khiến Solana trở nên khả thi
Nguồn: Solana
Proof of History (PoH)
Proof of History (PoH) có nguồn gốc từ Proof of Stake (PoS). Thay vì tin tưởng vào các timestamp được cung cấp trên một block, nó có thể chứng minh rằng một sự kiện xảy ra tại một thời điểm cụ thể, trước hoặc sau một sự kiện khác.
Trong các mạng lưới phân tán, việc thống nhất về thời gian và trình tự các sự kiện xảy ra là một thách thức, bởi vì các nút trong mạng không thể đơn giản cho rằng nguồn thời gian hoặc dấu thời gian bên ngoài xuất hiện trong một thông báo và là chính xác. Tuy nhiên, với giao thức Proof of History của Solana người dùng có thể tạo hồ sơ lịch sử chứng minh một sự kiện đã xảy ra vào một thời điểm cụ thể.
Proof of History là một Verifiable Delay Function (VDF) (hàm số trễ có thể xác minh) tần số cao. VDF được giải quyết liên tục bởi các Validator theo các bước có trình tự cụ thể để đánh giá và tạo ra một output có thể xác minh duy nhất một cách hiệu quả và công khai. Các VDF chỉ có thể được giải quyết bằng một lõi CPU duy nhất có áp dụng một tập hợp các bước tuần tự cụ thể.
Nguồn: Solana
Nguyên tắc cơ bản của PoH:
- SHA256 lặp nhanh nhất có thể, sao cho mỗi output là input tiếp theo.
- Chu trình, số lần lặp lại và trạng thái đều được ghi lại.
Các dữ liệu ghi lại được mã hóa dưới dạng cấu trúc dữ liệu có thể kiểm chứng.
- Mọi thông báo liên quan đến các chu trình đều đảm bảo sẽ được ghi lại.
- Các dữ liệu input có thể được chèn vào chu trình và được băm cùng với trạng thái, đảm bảo rằng dữ liệu đã được tạo trước lần chèn tiếp theo.
Cấu trúc dữ liệu này được đảm bảo cả về thời gian và thứ tự của các sự kiện.
Dữ liệu có thể được chèn thêm vào chuỗi PoH bằng cách gắn thêm mã hash của dữ liệu với trạng thái được tạo ra kế trước đó. Tất cả những dữ liệu input, state, hash hay count đều được công khai.
Nguồn: Solana
Dữ liệu input vào Proof of History có thể tham chiếu ngược lại chính Proof of History. Tham chiếu ngược có thể được chèn vào như một phần của bức thư đã ký với chữ ký của người dùng, do đó, không thể sửa đổi tham chiếu mà không có khóa riêng của người dùng.
Nguồn: Solana
Xác minh
Mặc dù chu trình đã ghi lại chỉ có thể được tạo trên một lõi CPU duy nhất, nhưng kết quả output có thể được xác minh song song.
Mỗi chu trình được ghi có thể được xác minh từ đầu đến cuối trên các core riêng biệt trong 1/(number of cores) thời gian nó cần để tạo. Vì vậy, một GPU hiện đại với 4000 lõi có thể xác minh 1 chu trình trong 0,25 mili giây.
Xem video sau để hiểu cách hoạt động của Proof of History
Bên cạnh PoH thì Solana còn có các cải tiến khác:
Tower BFT
Tower BFT là cách triển khai tùy chỉnh của Solana về Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT). Tower BFT tận dụng PoH như một đồng hồ trước khi có sự đồng thuận để giảm chi phí và độ trễ thông báo.
Turbine
Turbine là một công nghệ lan truyền khối. Trong hệ thống phân tán, việc tăng số lượng nút sẽ trực tiếp làm tăng lượng thời gian cần thiết để gửi tất cả dữ liệu đến tất cả các nút. Turbine được tạo ra để giải quyết vấn đề đó.
Sealevel
Sealevel là một công cụ xử lý giao dịch song song được thiết kế để mở rộng quy mô theo chiều ngang. Sealevel được sử dụng để tìm tất cả các giao dịch không chồng chéo xảy ra trong một block và chạy chúng song song.
Gulf Stream
Gulf Stream hoạt động bằng cách đẩy bộ nhớ đệm giao dịch và chuyển tiếp đến rìa của mạng. Điều đó cho phép các Validator thực hiện các giao dịch của họ trước thời hạn, giảm thời gian xác nhận và chuyển đổi các leader nhanh hơn. Hơn nữa, nó làm giảm áp lực bộ nhớ lên các Validator.
Cloudbreak
Cloudbreak được thiết kế như một kiến trúc trạng thái được tối ưu hóa để đọc và ghi đồng thời trên cấu hình RAID 0 của ổ SSD. Bằng cách kết hợp Sealevel với Cloudbreak, trình xác thực có thể bắt đầu thực hiện các giao dịch trước khi chúng được mã hóa thành một block, điều này cho phép tối ưu hóa hơn nữa thời gian của block và xác nhận độ trễ.
Archivers
Trên Solana, việc lưu trữ dữ liệu được giảm tải từ các Validator xuống một mạng các nút có tên là Archiver. Các Archiver sẽ lưu trữ các phần nhỏ của trạng thái và sắp xếp theo thời gian, mạng sẽ yêu cầu các Archiver chứng minh rằng họ đang nắm giữ dữ liệu.
Pipeline
Để có thể xác thực nhanh chóng các block giao dịch lớn đồng thời sao chép chúng trên toàn mạng, quá trình xác thực giao dịch trên mạng Solana sử dụng một kỹ thuật phổ biến được gọi là pipelining. Pipeline là đơn vị xử lý giao dịch của Solana để tối ưu hóa xác thực.
Nguồn: Solana
