سولانا چیست؛ نگاهی به سریع‌ترین شبکه بلاک چینی و وایت پیپر سولانا

سولانا پروژه‌ای سرشار از نوآوری است و انتظار می‌رود دنیای بلاک چین را دگرگون کند. این پلتفرم دارای ویژگی‌های نوآورانه‌ای است که برخلاف بلاک چین‌های دیگر می‌تواند تا ۵۰,۰۰۰ تراکنش در ثانیه را پردازش کند. همان طور که می‌دانید، هر پروژه معتبری در دنیای ارزهای دیجیتال دارای یک وایت پیپر است که در آن گزارشی از مشخصات فنی پروژه از سوی توسعه‌دهندگان آن منتشر می‌شود. در این مطلب با ما در بررسی وایت پپیر سولانا و ویژگی‌های رمز ارز SOL همراه باشید.

هر چند وایت پیپر ممکن است تا اندازه‌ای تخصصی باشد، اما مطالعه آن در درک نوآوری‌های هر پروژه به ما کمک می‌کند. وایت پیپر سولانا حرف‌های بسیار تازه‌‌ای برای گفتن دارد، اما توضیحات آن کمی پیچیده است. به همین دلیل ما در این مقاله سعی کرده‌ایم با زبان ساده، شناسنامه سولانا را به طور کامل برای شما شرح دهیم. با پول نو همراه باشید.

سولانا دقیقاً چیست؟

تراکنش‌های غیر متمرکز به لطف فناوری بلاک چین به سادگی امکان‌پذیر هستند. با این حال، فناوری‌ای که ما برای انتقال ارزهای دیجیتال استفاده می‌کنیم یک مشکل اساسی دارد: کندی شبکه. برای مثال، شبکه اتریوم را در نظر بگیرید. این بلاک چین می‌تواند در هر ثانیه حدود ۱۳ تراکنش (TPS ۱۳) را پردازش کند. در مقابل، قدرت پردازش تراکنش‌ها در شرکت ویزا (Visa) ده‌ها هزار تراکنش در ثانیه است. این یک مشکل جدی برای شبکه‌های غیر متمرکز است و سولانا می‌خواهد این مشکل را برای همیشه حل و فصل کند.

سولانا یک بلاک چین قابل برنامه‌ریزی است که تلاش می‌کند تراکنش‌های پرسرعت را بدون از دست دادن ویژگی اصلی بلاک چین، یعنی غیر متمرکز بودن انجام دهد. این شبکه از مکانیسم جدیدی به نام گواه اثبات تاریخچه (PoH) استفاده می‌کند. شبکه نرم‌افزاری متن‌باز سولانا، رایانه‌های غیرمتمرکز را در سراسر جهان در یک پلتفرم ابری کاملاً یکپارچه، متعلق به کاربر و با عملیات ابری هماهنگ می‌کند. سولانا از تراکنش‌های پرسرعت و کم هزینه در یک بلاک چین تک لایه پشتیبانی می‌کند و نیاز به راه حل‌های مقیاس‌پذیری را، که شبکه‌های دیگر معمولاً به آن نیاز دارند، کاهش می‌دهد.

رمز ارز SOL توکن اصلی شبکه Solana است و نشان‌دهنده بخشی از مالکیت در این اکوسیستم است. توکن SOL برای تقویت اپلیکیشن‌‌های غیرمتمرکز (dApps)، پرداخت‌ها، کارمزد‌های بلاک چین، تأمین امنیت شبکه از طریق استیکینگ و تسهیل حاکمیت شبکه استفاده می‌شود.

استیکینگ ارز دیجیتال چیست؟ + آشنایی با بهترین رمز ارزها برای استیک در ۲۰۲۲

هدف سولانا حذف پیچیدگی‌های راه‌حل‌های لایه ۲ اتریوم از طریق بهینه‌سازی سرعت، کارمزد و تمرکز زدایی است. اگر بخواهیم این ویژگی‌ها را در شبکه سولانا به صورت کمی بررسی کنیم، باید به این اعداد اشاره کنیم:

• سرعت: زمان ایجاد بلاک‌ها در سولانا ۴۰۰ میلی ثانیه است
• هزینه: ۰.۰۰۰۰۰۰۵ واحد SOL کارمزد هر تراکنش در این شبکه است
• تمرکز زدایی: ۲۲۴۲ گره جهانی

سولانا از تولد تا انتشار وایت پیپر

آناتولی یاکوونکو (Anatoly Yakovenko)، یکی از دست‌اندرکاران سابق شرکت کوالکام و دراپ باکس، این پلتفرم را در سال ۲۰۱۷ بنیان گذاری کرد. او که یک مهندس نرم‌افزار با تجربه در زمینه الگوریتم‌های فشرده‌سازی و سیستم‌های توزیع شده است، به همراه اریک ویلیامز (Eric Williams)، مدیر ارشد فناوری سولانا و گرگ فیتزجرالد (Greg Fitzgerald)، شبکه سولانا را با هدف حل مشکلات بلاک چین‌های نسل اول مانند بیت کوین و اتریوم توسعه داده است.

وایت پیپر سولانا اولین مرجع مکتوب مکانیزم گواه اثبات تاریخچه (PoH) است که به عنوان روشی جدید برای اندازه‌گیری زمان برای سیستم‌های توزیع شده در بلاک چین توصیف شده است.

تیم سولانا، شبکه آزمایشی این پلتفرم را در فوریه ۲۰۱۸ منتشر کرد. شرکت سازنده این پلتفرم، Solana Labs، در ابتدا Loom نام داشت. بعدها، این نام برای اینکه با اسم شرکت Loom Network اشتباه نشود، تغییر کرد.

نوآوری‌های وایت پیپر سولانا

برخلاف بیت کوین که عمدتاً یک دفتر کل بزرگ و تغییرناپذیر است، سولانا از قراردادهای هوشمند پشتیبانی می‌کند. اتریوم نیز از این ویژگی برای پیاده‌سازی و اجرای اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز (dApps) بهره می‌برد. با این حال، حجم عظیم این قراردادها بر سرعت این شبکه تأثیر منفی گذاشته است.

dApp چیست؟ این شما و این یکی از مهم‌ترین محصولات تکنولوژی بلاک چین!

با توجه به TPS نسبتاً پایین اتریوم و تعداد زیاد قراردادهای هوشمند، این شبکه کند است و کارمزدهای انتقال آن بسیار بالاست. البته با مهاجرت این شبکه روی مکانیزم اثبات سهام، این موارد تا حد قابل قبولی بهبود می‌یابند.

عرضه نهایی اتریوم دو هر چند مشکلات زیادی را از بلاک چین‌ها حل می‌کند، اما نهایتا فضایی برای بلاک چین‌های نسل بعدی هم باقی می‌گذارد تا بتوانند سهمی از بازار dapp را به دست آورند. تاکنون سولانا سریع‌ ترین بلاک چین قابل برنامه‌ریزی است.

سولانا بر اساس یک مدل اجماع اثبات سهام بهینه شده عمل می‌کند که در آن نوآوری‌های پیشرفته به کار گرفته شده است. آنچه که سولانا را به یک بلاک چین بسیار سریع تبدیل می‌کند، ترکیب هشت ویژگی نوآورانه زیر است:

• گواه اثبات تاریخچه (Proof-of-history)
• Tower BFT
• Gulf Stream
• Turbine
• Sealevel
• Pipelining
• Cloudbreak
• Archivers

گواه اثبات تاریخچه (PoH) چیست؟

یکی از سخت‌ترین مشکلات در سیستم‌های توزیع شده توافق بر سر زمان است. در واقع، برخی می‌گویند که اساسی‌ترین ویژگی الگوریتم اثبات کار بیت کوین، این است که به صورت یک ساعت غیرمتمرکز برای سیستم کار می‌کند. در سولانا، Proof of History این راه حل را ارائه می‌دهد.

شبکه‌های غیرمتمرکز این مشکل را با راه حل‌های زمان‌بندی متمرکز و قابل اعتماد حل کرده‌اند. به عنوان مثال، پایگاه داده‌های ابری Spanner گوگل از ساعت‌های اتمی همگام شده بین مراکز داده خود استفاده می‌کند. مهندسان گوگل این ساعت‌ها را با دقت بسیار بالایی همگام کرده و دائماً از آن‌ها مراقبت می‌کنند.

این مشکل در سیستم‌هایی مانند بلاک چین حتی سخت‌تر است. گره‌ها در شبکه نمی‌توانند به منبع زمانی خارجی یا هر مهر زمانی که در پیام ظاهر می‌شود اعتماد کنند. هر پیام باید به اکثریت گره‌های سیستم فرستاده شود، سپس پس از جمع‌آوری امضای کافی تأیید و منتشر شود. همانطور که می‌توانید تصور کنید، انجام این کارها زمان‌بر بوده و سرعت را کاهش می‌دهد.

در یک سیستم بلاک چین، تراکنش‌ها باید در اسرع وقت پردازش شوند و برای این منظور باید بتوان آن‌ها را در واحدهای کوچک زمان‌بندی کرد. اما بسیاری از بلاک‌چین‌های قابل برنامه‌ریزی، مانند اتریوم، به برنامه‌های خارجی برای تعیین مهر زمانی «میانگین» متکی هستند که سپس از آن برای تأیید اعتبار تراکنش‌ها به ترتیبی که دریافت می‌کنند، استفاده می‌کنند.

مراجعه به منبع متمرکز، هدف یک سیستم غیرمتمرکز را نادیده می‌گیرد. سولانا این مشکل را با استفاده از گواه اثبات تاریخچه حل می‌کند، که به این «مهر زمانی» اجازه می‌دهد تا در خودِ بلاک چین ساخته شوند. این کار از طریق یک تابع تاخیر قابل تأیید (VDF) انجام می‌شود. در سولانا با مکانیزم Proof of History می‌توانید یک رکورد تاریخی ایجاد کنید که ثابت کند یک رویداد در یک لحظه خاص از زمان رخ داده است.

تولیدکنندگان بلوک این کار را تقریباً به صورت آنی و در محل با یک تابع هش SHA256 انجام می‌دهند. با استفاده از این هش برای پیگیری زمان، می‌توان به راحتی فهمید که رویدادها چه زمانی رخ داده‌اند.

چرا اثبات تاریخچه (PoH) مهم است؟

مسلماً اگر زمان دقیق را بدانید، می‌توانید اطلاعات را خیلی سریع‌تر تأیید کنید. برای اینکه مفهوم PoH را بهتر درک کنید، بلاکچین را مانند یک شهربازی در نظر بگیرید. در این شهربازی برای تهیه بلیط باید در صف یکی از دروازه‌های ورودی متعدد منتظر بمانید. دریافت بلیط ورود به پارک معادل پردازش تراکنش شما و گنجاندن آن در بلوک بعدی اضافه شده به زنجیره است. از نظر شهربازی، این یک اولویت است که همه دروازه‌های ورودی از نظر اینکه چه کسی و چه زمانی پذیرش می‌شود، اتفاق نظر داشته باشند.

برای انجام این کار، شهربازی‌های محبوبی مانند اتریوم از اپراتورهای دروازه‌های ورودی می‌خواهند تا از طریق پیام در مورد اینکه چه افرادی قرار است بخشی از گروه بعدی باشند، با یکدیگر ارتباط داشته و به توافق برسند. اگر یک روز پارک شلوغ باشد، حتماً می‌توانید تصور کنید که این فرآیند چقدر سخت و زمان‌بر است. در نتیجه، صف‌ها طولانی می‌شوند و قیمت بلیط‌ها افزایش می‌یابد.

برای جلوگیری از این امر، سولانا به سراغ اپراتورهای دروازه‌های ورودی رفته و به همه آن‌ها یک چاپگر ویژه داده است. این چاپگر زمان تحویل گرفتن بلیط مشتریان را ثبت کرده، آن را به یک رشته ایمن از کاراکترها تبدیل می‌کند و روی بلیط چاپ می‌کند. این کار اغلب به عنوان یک مهر زمانی رمزنگاری توصیف می‌شود. هر بلیطی که از طریق چاپگر اجرا می‌شود یک مهر زمانی دریافت می‌کند که به بلیطی اشاره دارد که قبل از آن مهر زده شده است. این کار امنیت را تقویت کرده و اطمینان سفارش را بهبود می‌بخشد. اگر شما یکی از این بلیط‌ها را روی زمین پیدا کنید، در اصل تاریخچه هر مهمانی را در اختیار خواهید داشت که تا زمان چاپ آن بلیط وارد پارک شده است. این موضوع برای اولویت اصلی پارک – ردیابی اینکه چه کسی و چه زمانی پذیرش شده است- بسیار مهم است.

با انجام این بررسی اولیه، اپراتورهای دروازه ورودی سولانا می‌توانند ابتدا گروهی را به پارک راه دهند و بعد از آن بر سر سفارش توافق کنند. اپراتورها به سرعت بلیط‌های جمع‌آوری شده را بر اساس مهر زمانی مرتب کرده و به کار خود ادامه می‌دهند.

شبکه می‌تواند بدون اینکه هیچ‌یک از اعتبار سنج‌ها با یکدیگر صحبت کنند، تصمیم به چرخش اعتبارسنج‌ها بگیرد. این یک تغییر ظریف اما عمیق است. هیچ بلاک چین دیگری مکانیسم مشابهی ندارد. در دیگر بلاک چین‌ها، اعتبار سنج‌ها باید برای تصمیم‌گیری با هم ارتباط برقرار کنند و همین موضوع زمان تأیید بلوک را افزایش می‌دهد.

الگوریتم PoH علیرغم نامش، یک مکانیسم اجماع نیست، بلکه یک ساعت رمزنگاری است که به گره‌ها امکان می‌دهد تا در مورد ترتیب زمانی رویدادهای زنجیره، بدون نیاز به صحبت با یکدیگر به توافق برسند، زیرا هر گره ساعت مخصوص به خودش را دارد.

PoH با ذخیره سوابق تاریخی تراکنش‌ها به سیستم اجازه می‌دهد تا ترتیب رویدادها را راحت‌تر پیگیری کند. با استفاده از این مکانیزم، شبکه سولانا می‌تواند تراکنش‌های بیشتری را انجام دهد و پلتفرم را مقیاس‌پذیر و کارآمدتر کند.

Tower BFT: نسخه بهینه شده PoH

Solana یک تحمل خطای عملی بیزانسی (pBFT) را اجرا می‌کند که برای PoH بهینه شده است. Tower BFT الگوریتمی است که از PoH به‌عنوان ساعت رمزنگاری استفاده می‌کند تا بدون نیاز به ارسال سیلی از ارتباطات بین گره‌ها به اجماع برسد. این الگوریتم به بهبود چشمگیر سرعت تراکنش کمک می‌کند.

Turbine: پروتکل انتشار بلوک

یکی دیگر از اجزای این بلاکچین پرسرعت، پروتکل توربین است که داده‌هایی را که نیاز به انتقال بین گره‌ها به صورت بسته‌های داده‌ای کوچکتر دارند، بسته‌بندی می‌کند. انتقال داده‌ها به صورت بسته‌های کوچکتر به مشکل پهنای باند کمک می‌کند و سرعت پردازش شبکه را افزایش می‌دهد.

Sealevel: قراردادهای هوشمند همزمان

زمان اجرای کارآمد Solana نیز به کمک موتور Sealevel انجام می‌شود که امکان پردازش تراکنش‌ها را به صورت موازی فراهم می‌کند. مکانیسم Sealevel یک پیشرفت اساسی در صنعت بلاک چین است، زیرا سولانا اولین شبکه‌ای است که قادر به انجام پردازش موازی برای دستورالعمل‌های مشابه اما با ورودی‌های متفاوت است.

این سیستم موازی‌سازی تراکنش‌ها، قراردادهای هوشمند را قادر می‌سازد تا با استفاده از GPUها و SSDهای موجود به طور همزمان اجرا شوند.

Gulf Stream: راه حل مدیریت mempool سولانا

ویژگی Gulf Stream یک سیستم حافظه است که اغلب به آن mempool می‌گویند. این ویژگی کمک می‌کند تا تراکنش‌ها قبل از نهایی شدن تراکنش‌های قبلی به اعتبار سنج‌ها ارسال شوند. این کار به حداکثر رساندن سرعت تراکنش کمک می‌کند.

در واقع، گلف استریم راه حل سولانا برای کاهش حجم معاملات تأیید نشده است. این سیستم جذب و ارسال تراکنش‌ها را به انتها (لبه) شبکه می‌راند. این کار به اعتبارسنج‌ها اجازه می‌دهد زمان‌های تأیید را کاهش داده، تراکنش‌ها را زودتر از موعد انجام دهند و بار حافظه ناشی از مخزن تراکنش‌های تأیید نشده را کاهش دهند. گلف استریم است که سولانا را قادر می‌سازد تا به ۵۰,۰۰۰ تراکنش در ثانیه برسد.

Pipelining: واحد پردازش تراکنش برای دستیابی به کارایی یک گره

فرآیند Pipelining یا مسیرسازی یک روش بهینه برای پردازش جریان داده‌های ورودی است که باید در مراحل متوالی پردازش شوند. مسیرسازی فرآیند مناسبی است که جریانی از داده‌های ورودی وجود داشته باشد که باید طی مراحلی پردازش شوند و سخت‌افزارهای مختلفی مسئول هر کدام باشند.

مدیر ارشد فناوری سولانا فرآیند Pipelining را با روشی که ما ماشین لباسشویی انجام می‌دهیم مقایسه کرده است. لباس‌ها مراحل شستشو، خشک شدن و تا شدن را می‌گذرانند و هر یک از این مراحل باید به ترتیب انجام شوند اما توسط واحدهای مختلف. فرآیند Pipelining نیز تراکنش‌ها را قادر می‌سازد تا به سرعت اعتبارسنجی شوند و در تمام گره‌های شبکه تکرار شوند.

Cloudbreak: معماری حالت افقی سولانا

صرفاً مقیاس‌بندی محاسبات کافی نیست. حافظه‌ای که برای ردیابی حساب‌ها استفاده می‌شود از نظر اندازه و سرعت دسترسی گاهی دچار مشکل می‌شود.

سولانا برای این منظور، Cloudbreak را طراحی کرده است. این پروژه از فایل‌های نقشه‌برداری حافظه و عملیات متوالی برای کمک به مقیاس‌پذیری شبکه استفاده می‌کند. Cloudbreak ساختار داده‌ای است که امکان نوشتن متوالی و خواندن همزمان را فراهم می‌کند.

Archivers: انبار ذخیره دفتر توزیع شده Solana

از دیگر بخش‌های وایت پیپر سولانا، آرشیوکنندگان شبکه هستند. یک شبکه بلاک چین با سرعت GBPS ۱، چیزی در حدود ۴ پتابایت داده در سال برای دفتر کل تولید می‌کند. ذخیره این حجم از داده‌ها بسیار مهم بوده و می‌تواند هدف اجرای بلاک چین در این فرآیند را با مشکل مواجه کند.

در Solana، داده‌ها برای ذخیره از اعتبارسنج‌ها به شبکه‌ای از گره‌ها به نام Archivers (آرشیوکنندگان) منتقل می‌شوند. آرشیوکنندگان در اجماع شرکت نمی‌کنند اما هر چند وقت یک‌بار، شبکه از آرشیو‌کنندگان می‌خواهد تا ثابت کنند که داده‌ها را ذخیره کرده‌اند یا خیر. سولانا برای این منظور از Proofs of Replication (PoRep) استفاده می‌کند که تا حد زیادی از پروژه فایل کوین تقلید شده است.

آرشیوکنندگان (Archivers) برای ذخیره داده‌ها، آن‌ها را از اعتبارسنج‌های اجماع دانلود می‌کنند. آن‌ها به شبکه می‌گویند که چه مقدار فضا برای ذخیره‌سازی در دسترس دارند. شبکه بر اساس کل فضای ذخیره‌سازی موجود آرشیوکنندگان، دفتر کل را به قطعات مناسب تقسیم می‌کند. Archivers به ازای تلاش‌ برای ذخیره‌سازی پاداش دریافت می‌کنند.

مزایای رقابتی سولانا (SOL) چیست؟

سولانا مسئولیت‌های ثبت زمان و رأی‌گیری در زنجیره‌ها را تقسیم می‌کند. این امر دستیابی به اجماع را بسیار سریع و مقیاس‌پذیر می‌کند.

از آن‌جایی که تراکنش‌ها توسط یک گره به نام Leader تأیید می‌شوند، هیچ رقابتی برای گنجاندن تراکنش‌ها (مانند اتریوم) وجود ندارد. همین امر سبب می‌شود تا کارمزد تراکنش بسیار پایین باشد. در این پروژه کارمزد تراکنش‌ها زیر ۰.۰۱ دلار تضمین شده است. همچنین، هر کسی که یک پردازنده و مقداری سهام داشته باشد می‌تواند به عنوان یک اعتبارسنج در این شبکه فعالیت کند.

برخلاف بلاک چین‌هایی مانند بیت‌ کوین، که همه چیز در آن برای رقابتی نگه داشتن محاسبات طراحی شده‌، سولانا از محاسبات استقبال می‌کند. به عنوان مثال، پردازنده‌های گرافیکی برای نیازهای محاسباتی Solana بسیار کارآمد هستند و هرچه توانایی محاسبات اعتبارسنج سریع‌تر باشد، سیستم سریع‌تر می‌تواند تراکنش‌ها را تأیید کند.

سولانا چندین مزیت رقابتی دارد:

• تیم

سولانا یک تیم فنی قوی دارد که سابقه کار در شرکت‌های مطرحی مثل کوالکام، گوگل، دراپ باکس و اپل را دارند.

• فناوری

برجسته‌ترین ویژگی وایت پیپر سولانا توسعه فناوری‌های جدید است که موجب شده علاوه بر کاهش کارمزد تراکنش‌ها، مقیاس پذیری این شبکه نیز به صورت چشمگیری افزایش پیدا کند.

• جامعه

سولانا دارای یک جامعه قوی و فعال از کاربران، توسعه‌دهندگان، شرکای صنعتی و سرمایه‌گذاران است.

• اکوسیستم

سولانا یک اکوسیستم بزرگ و به سرعت در حال رشد از dAppها ایجاد کرده است، ضمن اینکه موارد استفاده جدید آن نیز در حال ظهور هستند.

وجه تمایز وایت پیپر سولانا

مهم‌ترین چیزی که سولانا را از سایر ارزهای دیجیتال یا اتریوم متمایز می‌کند، مفهوم گواه اثبات تاریخچه است. همچنین هدف طراحی بلندپروازانه سولانا حل سه‌گانه بلاک چین است.

این سه‌گانه مجموعه‌ای از سه چالش مهمی است که توسعه‌دهندگان هنگام ایجاد بلاک چین‌ها با آن مواجه می‌شوند: تمرکززدایی، امنیت و مقیاس‌پذیری. بلاک‌چین به گونه‌ای طراحی شده است که یکی از این جنبه‌ها را به نفع دو جنبه دیگر قربانی می‌کند. سولانا با هش کردن خروجی تراکنش جاری و استفاده از آن به عنوان ورودی تراکنش بعدی، سعی در حل این مشکل دارد.

تفاوت اتریوم و سولانا؛ آیا قاتل اتریوم می‌تواند جایگاه آن را تصاحب کند؟

سخن پایانی

دیدیم که سولانا چگونه در تلاش برای حل مشکلاتی است که سایر بلاک چین‌ها با آن مواجه هستند. در وایت پیپر سولانا توضیح داده شده که چگونه این شبکه می‌تواند مقیاس‌پذیر باشد و در عین حال سرعت تأیید تراکنش‌ها را حفظ کند.

برای توسعه‌دهندگانی که مایل به ساخت اپلیکیشن بر بستر Solana هستند، دانش پایه و به دنبال آن دانش زبان‌های برنامه‌نویسی مانند C++ و Rust مهم است. بخش‌های کلیدی Solana (کلاینت، گره اعتبارسنج و غیره) به زبان Rust نوشته شده‌اند، از این رو بهتر است توسعه‌دهندگان با این زبان آشنا باشند.