Почему Solana быстрая и дешевая: Архитектура

Почему Solana быстрая и дешевая зависит от того, как сеть упорядочивает, пересылает, выполняет и распространяет транзакции. Proof of History, Sealevel, Gulf Stream, Turbine и связанные компоненты устраняют определенные узкие места, но производительность и комиссии по-прежнему варьируются в зависимости от сетевых условий и дизайна транзакций.

Показатели производительности в этой статье требуют контекста. Широко цитируемая цифра в 65 000 TPS — это теоретический или тестовый бенчмарк, а не гарантированная пропускная способность мейннета. Целевой показатель слота примерно в 400 миллисекунд — это не то же самое, что окончательность транзакции, а комиссии варьируются в зависимости от подписей, использования вычислительных ресурсов, настроек приоритета и сетевых условий.

Эта статья предназначена исключительно для информационных и образовательных целей. Она не является финансовой, инвестиционной или юридической консультацией. Инвестиции в криптовалюты связаны со значительными рисками, включая потенциальную потерю основной суммы. Всегда проводите собственное исследование и консультируйтесь с квалифицированным финансовым консультантом перед принятием инвестиционных решений.

Почему Solana быстрая и дешевая: Краткий ответ

Solana быстрая, потому что обрабатывает транзакции параллельно, а не последовательно, и дешевая, потому что ее высокая пропускная способность предотвращает сетевую перегрузку, которая приводит к росту комиссий на других блокчейнах.

Транзакции в секунду (TPS) измеряют, сколько транзакций может подтвердить блокчейн за одну секунду. Solana теоретически может обрабатывать до 65 000 TPS, согласно технической документации Solana. При обычных условиях мейннета сеть поддерживает примерно 3000–4000 TPS, по данным аналитики сети Solana Beach (по состоянию на 2024 год). Средняя комиссия за транзакцию составляет примерно 0,00025 доллара США (Solana Beach, 2024). Для сравнения, на Ethereum комиссии обычно достигают 5–50 долларов за стандартную транзакцию и могут взлетать выше 100 долларов во время пикового спроса.

Solana использует Proof of Stake (PoS) в качестве своего механизма консенсуса. Она не использует Proof of Work. На Solana нет майнеров, только валидаторы, которые стейкают токены SOL для участия в подтверждении транзакций. Solana — это блокчейн уровня 1 (сеть базового уровня, которая работает независимо, а не построена поверх другой сети). Поверх PoS находится определяющая инновация Solana — Proof of History, криптографические часы, изобретенные основателем Анатолием Яковенко, которые предоставляют валидаторам общую запись времени без необходимости обмениваться информацией друг с другом.

Нижеследующие разделы объясняют восемь архитектурных инноваций, которые приводят к этим результатам, и компромиссы, на которые идет Solana для их достижения.

Что делает Solana быстрой? Восемь архитектурных инноваций

Преимущество Solana в пропускной способности — это не результат одного удачного дизайнерского решения. Оно достигается благодаря восьми взаимосвязанным архитектурным инновациям, каждая из которых устраняет отдельное узкое место, ограничивающее другие блокчейны.

1. Proof of History (PoH) – криптографические часы, которые ставят временные метки каждой транзакции в проверяемой последовательности до того, как валидаторы достигнут консенсуса
2. Tower BFT – алгоритм консенсуса Solana, разработанный для использования временных меток PoH и достижения согласия с гораздо меньшим количеством сообщений от валидаторов
3. Sealevel – параллельная среда выполнения смарт-контрактов, которая одновременно выполняет тысячи транзакций на нескольких процессорных ядрах
4. Gulf Stream – протокол, который пересылает транзакции следующему валидатору до завершения текущего блока, сокращая задержки, связанные с очередями
5. Turbine – протокол распространения блоков, который разбивает данные блоков на мелкие пакеты и распределяет их по сети каскадным ретранслятором
6. Cloudbreak – горизонтально масштабируемая база данных учетных записей, разработанная для одновременного доступа на чтение и запись через несколько потоков
7. Pipelining – оптимизация на аппаратном уровне, которая одновременно назначает каждую стадию обработки транзакции разному блоку, подобно конвейеру
8. Archivers – легковесные узлы хранения, которые снимают нагрузку по хранению исторических данных реестра с валидаторов, поддерживая эффективность сети при масштабировании

Три наиболее значимые инновации для необработанной пропускной способности — это Proof of History, Tower BFT и Sealevel. Нижеследующие разделы подробно объясняют каждую из них, а затем остальные пять.

Proof of History: Криптографические часы Solana

Proof of History (PoH) — это механизм криптографического учета времени, встроенный в протокол Solana, который создает проверяемую, упорядоченную запись о том, когда произошли транзакции. Это не механизм консенсуса. PoH — это часы, которые алгоритм консенсуса Solana, Tower BFT, использует для достижения согласия без необходимости обмена валидаторами сообщениями о времени.

Каждому блокчейну нужны валидаторы, чтобы договориться о порядке транзакций. На большинстве блокчейнов такое согласие требует, чтобы валидаторы обменивались информацией в реальном времени. Эти раунды обмена информацией создают задержку (задержку между моментом отправки транзакции и моментом ее подтверждения), и эта задержка ограничивает пропускную способность. На Ethereum валидаторы обмениваются несколькими сообщениями на блок для установления времени. Это работает, но замедляет процесс.

PoH решает эту проблему, генерируя непрерывную, защищенную от подделки последовательность временных меток до того, как валидаторам потребуется о чем-либо договариваться. Механизм использует хеш-функцию SHA-256: каждый выход становится входом для следующего хеша, создавая цепочку, где каждая запись математически доказывает, что она появилась после предыдущей. Эта цепочка — «доказательство истории». Любой валидатор может независимо проверить последовательность, не спрашивая другого валидатора, сколько времени. Согласно документации Solana Labs, этот дизайн был напрямую вдохновлен предыдущей работой Яковенко над синхронизацией распределенных часов в Qualcomm.

Аналогия: Представьте PoH как нотариуса, который ставит на каждом документе временную печать, защищенную от подделки, в момент его поступления. Когда валидаторы рассматривают запись, им не нужно спорить о том, что произошло первым. Они читают печати. Весь вопрос упорядочивания уже решен до начала встречи.

Это важно для пропускной способности, поскольку устраняет большинство раундов обмена сообщениями между валидаторами, которые требуются другим блокчейнам до подтверждения каждого блока. К тому времени, когда Tower BFT начинает процесс консенсуса, порядок событий уже установлен. Валидаторам нужно только договориться о действительности, а не о последовательности. Такое сокращение накладных расходов на координацию — основной механизм, благодаря которому Solana достигает тысяч TPS, а не десятков.

Proof of History НЕ является механизмом консенсуса Solana. Tower BFT — да. PoH и Tower BFT работают вместе: PoH обеспечивает хронологический порядок, Tower BFT обеспечивает проверку. Смешение этих понятий — самая распространенная ошибка в описаниях архитектуры Solana.

Анатолий Яковенко, бывший инженер распределенных систем в Qualcomm и Dropbox, разработал PoH как ключевую инновацию, описанную в Whitepaper Solana 2017 года. Его опыт в решении проблем синхронизации часов в распределенных системах напрямую повлиял на дизайн.

Tower BFT: Как Solana быстрее достигает консенсуса

Tower BFT — это алгоритм консенсуса Solana, механизм, с помощью которого валидаторы договариваются о том, что блок транзакций действителен и должен быть добавлен в цепочку. Он непосредственно использует данные временных меток PoH для достижения этого соглашения с гораздо меньшим количеством сообщений, чем требуется в традиционных системах.

Byzantine Fault Tolerance (BFT) — это способность системы достигать консенсуса даже при недобросовестном поведении или отключении некоторых участников, что является требованием для любой сети, не требующей доверия. Традиционные BFT-системы требуют, чтобы валидаторы обменивались множеством сообщений для установления как порядка, так и действительности транзакций. Tower BFT обходит большую часть этих накладных расходов, поскольку PoH уже позаботился об упорядочивании.

Поскольку валидаторы используют общую доверенную временную шкалу на базе PoH еще до начала консенсуса, Tower BFT требует меньше раундов взаимодействия для достижения соглашения. Результат: Solana обеспечивает финализацию транзакции примерно за 400–800 миллисекунд, по сравнению с примерно 13 секундами для финализации слота в Ethereum на базе Proof of Stake (документация Solana, 2024).

Простыми словами: Tower BFT похож на голосование комитета, где все уже прочитали один и тот же протокол собрания. Нет споров о том, что произошло, только о том, одобрять это или нет. Для разработчиков: Tower BFT — это оптимизированный вариант алгоритма Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), модифицированный для использования гарантий временного упорядочивания, предоставляемых PoH.

Sealevel: обработка тысяч транзакций одновременно

Sealevel — это среда параллельного выполнения смарт-контрактов Solana, движок, который запускает ончейн-программы. В отличие от EVM (Ethereum Virtual Machine) в Ethereum, которая обрабатывает смарт-контракты по одному, Sealevel идентифицирует транзакции, не затрагивающие одни и те же ончейн-аккаунты, и выполняет их одновременно на нескольких ядрах процессора и потоках видеокарты.

Смарт-контракты — это самовыполняющиеся программы в блокчейне, которые обеспечивают работу протоколов DeFi, минтинг NFT, обмен токенов и большую часть ончейн-активности. Способность запускать тысячи таких программ одновременно — это то, что отличает Sealevel от любой другой крупной среды выполнения блокчейна.

Это хорошо описывает аналогия с банковским кассиром: EVM Ethereum похожа на банк с одним кассиром, обслуживающим клиентов в очереди. Каждый клиент ждет, независимо от того, насколько разные у них транзакции. Sealevel похож на банк с сотнями кассиров, каждый из которых обслуживает отдельного клиента одновременно. Разница в пропускной способности пропорциональна количеству открытых параллельных каналов. Это параллельное выполнение — одна из основных причин, по которой Solana теоретически может обрабатывать до 65 000 TPS, потолок, к которому архитектуры последовательного выполнения не могут приблизиться без значительной инфраструктуры уровня 2.

Применяется одно ограничение: транзакции, затрагивающие один и тот же аккаунт, все равно должны выполняться последовательно, поскольку одна зависит от результата другой. На практике подавляющее большинство транзакций в Solana независимы и выполняются полностью параллельно на многоядерных процессорах и потоках видеокарт.

Пять вспомогательных инноваций: от Gulf Stream до Archivers

Остальные пять инноваций решают отдельные «узкие места» в жизненном цикле транзакции — от того, как транзакции выстраиваются в очередь и перемещаются, до того, как сеть хранит свою историю записей.

Gulf Stream решает проблему мемпула. Большинство блокчейнов удерживают неподтвержденные транзакции в мемпуле — временной зоне ожидания, пока валидаторы не заберут их для обработки. В перегруженных сетях мемпул разрастается, создавая задержки в очереди и нагрузку на память валидаторов. Gulf Stream устраняет традиционный мемпул, пересылая транзакции напрямую валидатору, назначенному для создания следующего блока, еще до завершения текущего блока. Валидаторы могут начать обработку следующей партии, продолжая работу над текущей, что сокращает задержку подтверждения и снижает нагрузку на память каждого валидатора.

Turbine отвечает за распространение блоков. Широковещательная рассылка целого блока тысячам валидаторов одновременно создает проблему пропускной способности канала: чем больше валидаторов в сети, тем сложнее быстро доставить данные всем. Turbine решает эту задачу, разбивая данные блока на маленькие пакеты и распределяя их по сети через каскадную ретрансляцию, подобно тому, как BitTorrent распределяет файлы. Каждый валидатор скачивает лишь небольшой пакет и передает его дальше, вместо того чтобы каждый валидатор скачивал весь блок из одного источника. Это сокращает пропускную способность, необходимую каждому узлу для работы в сети, и позволяет масштабировать распространение блоков вместе с количеством валидаторов, а не ограничиваться им.

Cloudbreak — это горизонтально масштабируемая база данных аккаунтов Solana, разработанная для одновременного доступа на чтение и запись в нескольких потоках. Это поддерживает модель параллельного выполнения Sealevel: одновременный запуск тысяч транзакций требует, чтобы базовый уровень хранения данных справлялся с параллельным чтением и записью без создания конфликтов данных.

Pipelining — это аппаратная оптимизация, которая распределяет различные этапы обработки транзакций (получение, проверка подписи, выполнение, подтверждение) между различными аппаратными блоками одновременно, подобно сборочной линии, где каждый участок выполняет один шаг, пока следующий объект движется дальше.

Archivers — это облегченные узлы, предназначенные для хранения истории реестра Solana. Снимая ответственность за хранение данных с валидаторов, сеть сохраняет эффективность по мере роста блокчейна с течением времени и накопления объема исторических данных.

Эти пять инноваций работают вместе с Proof of History, Tower BFT и Sealevel как скоординированная система. Каждая из них устраняет ограничение, которое в противном случае сдерживало бы пропускную способность Solana или приводило бы к росту комиссий за транзакции.

Почему комиссии за транзакции в Solana такие низкие?

Ключевые показатели (по состоянию на 2024 год): Средняя комиссия за транзакцию в Solana: ~$0.00025 Средняя комиссия за газ в Ethereum: $1–$50+ (варьируется в зависимости от спроса в сети) Источник: аналитика Solana Beach, трекер газа Etherscan)

Комиссии за транзакции в Solana низкие, потому что ее архитектура спроектирована для предотвращения перегрузок, а именно перегрузки вызывают рост комиссий в других блокчейнах.

В Ethereum комиссии следуют модели аукциона газа: когда сеть занята, пользователи конкурируют друг с другом за место в блоке (спрос). Во время пикового спроса эта конкуренция поднимает комиссии до $50, $100 или выше за один обмен DeFi. (Ethereum называет свой механизм стоимости «комиссией за газ»; Solana использует термин «комиссия за транзакцию», и разница в цене существенна.) Высокая пропускная способность Solana означает, что у сети гораздо больше мощностей, чем требует типичный спрос, поэтому пользователям не нужно переплачивать за место в блоке.

Solana взимает базовую комиссию в размере 5 000 лампортов за подпись. Лампорт — это самая маленькая единица SOL: один SOL равен одному миллиарду лампортов. При типичных ценах на SOL 5 000 лампортов составляют примерно $0,00025 за транзакцию (Solana Beach, 2024). Пользователи могут добавить опциональную комиссию за приоритет, чтобы их транзакции проходили быстрее в периоды высокой нагрузки, но даже с ней общая стоимость в большинстве условий остается ничтожно малой.

Практический разрыв значителен. Минтинг невзаимозаменяемого токена (NFT) на Solana стоит менее $0,01 комиссии за транзакцию. То же действие на Ethereum может стоить $20–$200 в зависимости от загруженности сети в данный момент (Etherscan, 2024). Обмен токенов на DEX в Solana стоит около $0,00025. Тот же обмен в Ethereum может стоить $5–$50.

Существует одна оговорка: в периоды экстремальной нагрузки на сеть, такие как запуск высокозатратного NFT или событие перегрузки, механизм приоритетных комиссий Solana означает, что расходы могут вырасти. Они остаются значительно ниже комиссий за газ в Ethereum почти во всех условиях, но структура фиксированной комиссии не является абсолютно стабильной во всех сценариях. Это перекликается с компромиссами, обсуждаемыми в следующем разделе.

Solana против Ethereum: Сравнение скорости и стоимости

Solana превосходит Ethereum по всем показателям пропускной способности и стоимости, однако Ethereum предлагает большую децентрализацию и более длительную историю сетевой безопасности. В таблице ниже приведены необработанные данные.

Теоретический показатель TPS представляет собой архитектурный максимум при идеальных условиях. Реальный TPS отражает наблюдаемую производительность в мейннет. Решения уровня 2 для Ethereum (Arbitrum, Optimism, Base) предлагают значительно более высокую пропускную способность и более низкие комиссии, чем уровень 1 Ethereum, но требуют переноса активов в отдельный сетевой уровень. Данные получены из Solana Beach, Etherscan,) и опубликованной документации; актуально на 2024 год.

Разрыв в необработанных цифрах на практике превращается в конкретную разницу. Действие, которое стоит 20–50 долларов и занимает несколько минут в мейннет Ethereum, на Solana стоит доли цента и завершается менее чем за секунду. Отправка USDC на Solana стоит примерно 0,00025 доллара США. На уровне 1 Ethereum тот же перевод стоит примерно 2–15 долларов. На уровне 2 Ethereum через Arbitrum стоимость падает примерно до 0,01–0,10 доллара, но сначала требуется перенос активов в отдельный сетевой уровень (Etherscan, 2024).

Ethereum отреагировала на ограничения пропускной способности развитием экосистемы уровня 2. Такие сети, как Arbitrum и Optimism (наряду с Base), обрабатывают транзакции быстрее и дешевле, выполняя расчет на безопасном базовом уровне Ethereum. Позиция Solana заключается в том, что она достигает сопоставимой или лучшей производительности нативно, на уровне 1, не требуя от пользователей управления сложностями мостов или изучения отдельного набора протоколов. Ответные сильные стороны Ethereum — это более крупное сообщество разработчиков, более длительный опыт работы и более высокая степень децентрализации по количеству валидаторов; все эти свойства рассматриваются в разделе компромиссов.

Среди других высокопроизводительных блокчейнов уровня 1 Avalanche также предлагает завершение транзакций менее чем за секунду и низкие комиссии, хотя наблюдаемый объем транзакций и теоретическая пропускная способность Solana остаются выше. Такие решения, как Polygon, снижают комиссии за счет обработки транзакций вне основной цепочки Ethereum (подход уровня 2); Solana достигает сопоставимых или более низких комиссий нативно на уровне 1 без дополнительного архитектурного уровня.

Практическое применение: что делают возможным скорость и низкие комиссии Solana

Показатели производительности Solana важнее всего тогда, когда они превращаются в нечто, что реальный пользователь может сделать или позволить себе, что было бы экономически невыполнимо в более медленной и дорогой сети. Четыре сценария использования, приведенные ниже, зависят от комиссий за транзакции менее цента или времени подтверждения менее секунды.

Трейдинг в DeFi. Децентрализованные финансы (DeFi) относятся к финансовым услугам, предоставляемым через смарт-контракты в блокчейне без традиционных посредников. Обмен токенов, кредитование, доходное фермерство и предоставление ликвидности — все это требует частых небольших транзакций. На Uniswap в Ethereum обмен токенов стоит 5–50 долларов в зависимости от нагрузки на сеть, что делает торговлю с малыми позициями экономически нецелесообразной. На DEX Solana, таком как Jupiter, тот же обмен стоит примерно 0,00025 доллара, что делает DeFi доступным для участников с небольшими счетами. Экосистема DeFi Solana также включает Raydium, Marinade Finance и другие проекты.

Чеканка и торговля NFT. Невзаимозаменяемый токен (NFT) — это уникальный цифровой актив, верифицированный в блокчейне. Чеканка NFT на Ethereum может стоить 50–200 долларов за единицу в периоды высокой нагрузки, что фактически отсекает отдельных авторов, которые не могут покрыть такие накладные расходы на каждое изделие. На Solana через Magic Eden чеканка стоит долю цента за транзакцию. Эта разница в стоимости сделала Solana предпочтительной платформой для многих коллекций NFT, где затраты на чеканку каждой единицы должны оставаться близкими к нулю.

Платежи. Solana Pay позволяет мерчантам принимать SOL или USDC с почти мгновенным расчетом и комиссией за транзакцию менее 0,001 доллара. При таком уровне затрат Solana становится жизнеспособной для повседневных микроплатежей, таких как чаевые, небольшие покупки и игровые предметы, где даже стандартные комиссии за обработку карт представляли бы собой значительные накладные расходы. Этот сценарий использования требует как низкой комиссии, так и подтверждения менее чем за секунду; одного из этих свойств недостаточно.

Блокчейн-игры и приложения Web3. Блокчейн-игры требуют частых микротранзакций: покупка предметов, распределение наград и активность во внутриигровой экономике. При стоимости 0,00025 доллара за транзакцию игра может выполнять сотни ончейн-транзакций за одну сессию игрока, не создавая значительных затрат ни для игрока, ни для разработчика. На уровне 1 Ethereum та же игра была бы экономически невыполнимой для всех взаимодействий, кроме самых дорогостоящих.

Начало работы с любым из этих сценариев обычно начинается с кошелька, совместимого с Solana. Phantom — широко используемый вариант для доступа к экосистеме DeFi и NFT Solana.

Все эти сценарии использования зависят от того, остается ли сеть Solana работоспособной и производительной. Компромиссы, которые делают эту производительность возможной, рассматриваются в следующем разделе.

Компромиссы: чем жертвует Solana, чтобы быть быстрой и дешевой

Каждый высокопроизводительный блокчейн сталкивается с конструктивным противоречием, известным как трилемма блокчейна — концепция, популяризированная сооснователем Ethereum Виталиком Бутериным. Трилемма выделяет три конкурирующих свойства сети: масштабируемость, безопасность и децентрализация. Блокчейн может приоритизировать два из этих трех свойств, но одновременная оптимизация всех трех остается нерешенной инженерной задачей. Solana сделала четкий выбор. Она приоритизирует масштабируемость. Этот выбор влечет за собой три заметных компромисса.

Сбои в сети. В период с 2021 по 2022 год в Solana произошло несколько значительных сбоев в работе сети. В сентябре 2021 года сеть отключилась примерно на 17 часов после того, как поток транзакций в ходе первичного предложения DEX (IDO) перегрузил планировщик транзакций. В январе 2022 года отдельный инцидент вызвал сбой в работе примерно на 7 часов (согласно официальному отчету Solana Foundation о сбоях).)). Первопричина в обоих случаях была одинаковой: боты могли наводнить сеть дешевыми транзакциями, создавая нагрузку больше, чем мог обработать планировщик консенсуса, что приводило к рассинхронизации валидаторов.

Solana Labs устранила наиболее критические уязвимости с помощью обновлений протокола, включая внедрение сетевого протокола QUIC в 2022 году, что существенно повысило устойчивость сети к перегрузкам, вызванным спамом. Стабильность сети значительно улучшилась в 2023 и 2024 годах. Сеть не достигла идеального показателя бесперебойной работы, и ее архитектура, ориентированная на производительность, предполагает определенные компромиссы по сравнению с более консервативными конструкциями блокчейнов. Скорость и надежность — это разные свойства.

Требования к оборудованию валидатора. Для запуска валидатора Solana требуется высокопроизводительное оборудование: 128 ГБ или более оперативной памяти, NVMe SSD корпоративного класса и сетевые соединения с высокой пропускной способностью, согласно документации для валидаторов Solana. Это создает более высокий барьер для участия, чем в большинстве других блокчейнов. Чем выше стоимость эксплуатации валидатора, тем меньше организаций могут или хотят это делать.

Децентрализация. В настоящее время у Solana имеется около 2 000 активных валидаторов, согласно данным Solana Beach (по состоянию на 2024 год). У Ethereum более 900 000 валидаторов. Этот разрыв отражает разные философии дизайна, а не дефект. Более низкие требования к оборудованию в Ethereum позволяют сформировать гораздо более широкий набор валидаторов, что обеспечивает большую устойчивость к цензуре и отказоустойчивость. Большее количество валидаторов обычно означает, что ни одна организация не может легко координировать действия для манипулирования сетью. Solana не является децентрализованной в том смысле, в каком является система с одним сервером, но она значительно менее децентрализована, чем Ethereum, по количеству валидаторов. Это обоснованный компромисс, а не проблема, которую можно игнорировать.

Ни Solana, ни Ethereum не решили трилемму. Они сделали разные ставки. Solana делает ставку на производительность на базовом уровне. Ethereum делает ставку на децентрализацию на базовом уровне, делегируя производительность сетям уровня 2. Для пользователей, которым нужна максимальная пропускная способность и минимальная стоимость и которые могут принять некоторые компромиссы в надежности и децентрализации, архитектура Solana является убедительной. Для пользователей, которым превыше всего требуется максимальная децентрализация и устойчивость к цензуре, базовый уровень Ethereum остается эталоном.

Ресурсы по архитектуре Solana

Для более глубокого понимания архитектуры ознакомьтесь с параллельной обработкой Solana Sealevel и протоколом Solana Gulf Stream без мемпула. Читатели, которым нужна рыночная информация, могут использовать страницу цены SOL;), а те, кто самостоятельно решил торговать, могут получить доступ к спотовому рынку SOL/USDT.). Скорость сети не устраняет рыночный риск, риск исполнения или риск хранения.

FAQ: Почему Solana работает быстро и дешево

Следующие вопросы касаются распространенных заблуждений относительно скорости и комиссий Solana, а также ее послужного списка надежности.

Какова скорость транзакций Solana в TPS?

Теоретический максимум Solana составляет примерно 65 000 TPS, согласно технической документации Solana. В обычных условиях мейннета сеть поддерживает примерно 3000–4000 TPS, по данным аналитики Solana Beach (по состоянию на 2024 год). Разница между этими двумя цифрами существует, потому что теоретические TPS отражают идеальные условия без накладных расходов сети, в то время как реальные TPS отражают фактическую производительность валидаторов, транзакции голосования и нагрузку на сеть. Любой источник, указывающий только 65 000 TPS без оговорки о реальных условиях, преувеличивает наблюдаемую производительность.

Solana использует Proof of Stake (PoS) в качестве своего механизма консенсуса, а не Proof of Work. Bitcoin использует Proof of Work, который требует энергоемких вычислений и ограничивает пропускную способность примерно до 7 TPS. Дизайн PoS Solana заменяет эти вычисления экономическим стейком: валидаторы блокируют токены SOL в качестве залога, чтобы получить право подтверждать транзакции. Поверх PoS находится Proof of History (PoH) — криптографические часы, которые отслеживают время событий до начала консенсуса. В Solana нет майнеров, только валидаторы.

Высокая пропускная способность Solana (обеспечиваемая Proof of History и параллельной обработкой Sealevel) означает, что сеть редко бывает перегружена при обычной нагрузке. Низкая перегрузка означает, что пользователям не нужно переплачивать за место в блоке, поддерживая базовую комиссию за транзакцию примерно на уровне $0,00025 за транзакцию (Solana Beach, 2024). Структура комиссий разработана так, чтобы оставаться стабильной, пока пропускная способность превышает обычный спрос.

Скорость и надежность — это разные свойства. Прошлые сбои Solana были вызваны в основном наводнениями транзакций, вызванными ботами, которые перегружали планировщик консенсуса, а не из-за недостатка архитектуры, обеспечивающей скорость. Ориентированный на производительность дизайн, обеспечивающий высокую пропускную способность, также создал раннюю уязвимость к определенным шаблонам спама. Обновления протокола, включая внедрение QUIC в 2022 году, значительно повысили стабильность. Сеть не имеет идеального рекорда безотказной работы.

Tower BFT — это алгоритм консенсуса Solana, механизм, с помощью которого валидаторы соглашаются с тем, что блок транзакций действителен. Это оптимизированный вариант Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), который опирается на временные метки PoH для уменьшения количества сообщений валидаторов, необходимых для каждого блока. Поскольку валидаторы уже имеют общую доверенную временную шкалу от PoH, Tower BFT быстрее достигает согласия, чем традиционные системы консенсуса. Именно поэтому Solana достигает окончательности транзакций примерно за 400–800 миллисекунд.

Sealevel — это среда выполнения параллельных смарт-контрактов Solana. В отличие от EVM Ethereum, который обрабатывает смарт-контракты по одному, Sealevel определяет транзакции, затрагивающие разные ончейн-аккаунты, и выполняет их одновременно на нескольких ядрах процессора и потоках GPU. Это параллельное выполнение является одной из основных причин, по которой Solana теоретически может поддерживать до 65 000 TPS, — потолок пропускной способности, которого последовательные архитектуры выполнения не могут достичь без значительной инфраструктуры уровня 2.

Proof of History (PoH) — это криптографические часы, которые ставят временные метки транзакциям в проверяемой последовательности перед достижением консенсуса валидаторами. Proof of Stake (PoS) — это механизм консенсуса, который определяет, какие валидаторы подтверждают блоки и получают вознаграждение. Solana использует оба механизма вместе: PoH отвечает за порядок времени, PoS — за проверку. Они выполняют разные функции и являются взаимодополняющими, а не конкурирующими разработками. PoH не является заменой PoS и не должен описываться как механизм консенсуса Solana.

Структура комиссий Solana разработана таким образом, чтобы поглощать растущий объем транзакций до того, как перегрузка приведет к росту затрат, поскольку более высокая пропускная способность означает больше пространства между обычным спросом и порогом перегрузки. Во время событий экстремального спроса, таких как крупный запуск NFT или событие стресс-тестирования сети, приоритетные комиссии могут возрасти. Долгосрочная стабильность комиссий зависит от продолжения обновлений протокола, роста числа валидаторов и способности сети расширять пропускную способность быстрее, чем растет спрос. Архитектура способствует стабильности, но она не может быть гарантирована при любых будущих условиях.

Низкие комиссии за транзакции Solana делают ее доступной для пользователей, которые хотят исследовать DeFi или NFT, не рискуя значительными затратами на каждую транзакцию. Стандартный кошелек Solana, такой как Phantom, настраивается за несколько минут, а комиссии за транзакции менее $0,001 означают, что небольшие исследовательские транзакции несут минимальные финансовые издержки. Основным соображением для новичков является история сбоев сети в экосистеме: Solana пережила отключения в 2021 и 2022 годах, и понимание этого контекста помогает установить реалистичные ожидания относительно надежности.

Преимущество Solana в скорости и стоимости: Архитектурно обоснованное, Честно квалифицированное

Преимущества Solana в производительности измеримы и основаны на конкретных архитектурных решениях, а не на маркетинговых лозунгах.

Три инновации обеспечивают основной прирост скорости. Proof of History устраняет накладные расходы по времени валидатора с помощью общих криптографических часов. Tower BFT опирается на эти часы для более быстрого достижения консенсуса. Sealevel обрабатывает тысячи транзакций параллельно, а не последовательно. Вместе они создают сеть, которая поддерживает 3000–4000 TPS при обычной нагрузке и взимает примерно $0,00025 за транзакцию по сравнению с $1–$50+ в мейннете Ethereum.

Эти достижения сопряжены с документированными компромиссами. Solana пережила значительные сбои сети в 2021 и 2022 годах, вызванные уязвимостями к спаму, которые с тех пор были устранены, но не устранены полностью. Требования к оборудованию валидаторов создают более высокий барьер для участия, чем у Ethereum, что приводит к меньшему набору валидаторов. В рамках трилеммы блокчейна Solana пожертвовала некоторой децентрализацией и ранней надежностью ради масштабируемости.

Подходит ли Solana для вашего случая использования, зависит от того, как вы взвешиваете пропускную способность и стоимость по сравнению с децентрализацией и надежностью. Эта статья предоставляет вам конкретные цифры и компромиссы для принятия такого решения.

Метрики производительности и данные о комиссиях отражают условия на 2024 год. Производительность сети меняется с каждым обновлением протокола. Проверяйте актуальные цифры на Solana Beach или Solscan, прежде чем полагаться на конкретные числа при принятии каких-либо решений.

Куда дальше: Как настроить кошелек Solana (руководство Phantom) | Лучшие протоколы DeFi Solana в 2024 году | Solana против Ethereum: Полное сравнение экосистем | Что такое Solana? Полное руководство для начинающих

*Эта статья предназначена только для информационных и образовательных целей и не является финансовой, инвестиционной или юридической консультацией. См. отказ от ответственности вверху этой страницы. *