Sorry, you have been blocked
This website is using a security service to protect itself from online attacks. The action you just performed triggered the security solution. There are several actions that could trigger this block including submitting a certain word or phrase, a SQL command or malformed data.
What can I do to resolve this?
You can email the site owner to let them know you were blocked. Please include what you were doing when this page came up and the Cloudflare Ray ID found at the bottom of this page.
Cloudflare Ray ID: 80ecf9502fbab383 • Your IP: Click to reveal 45.84.122.41 • Performance & security by Cloudflare
Proof of History Explained by a Water Clock
A useful analogy for understanding Solana’s network architecture.
Solana is the most performant permissionless blockchain in the world. On current iterations of the Solana Testnet, a network of 200 physically distinct nodes supports a sustained throughput of more than 50,000 transactions per second when running with GPUs. Achieving this requires the implementation of several optimizations and new technologies, and the result is a breakthrough in network capacity that signals a new phase in blockchain development.
There are 8 key innovations that make the Solana network possible:
-
— a clock before consensus; — a PoH-optimized version of PBFT; — a block propagation protocol; — Mempool-less transaction forwarding protocol; — Parallel smart contracts run-time; — a Transaction Processing Unit for validation optimization — Horizontally-Scaled Accounts Database; and — Distributed ledger store
In this post, we’ll discuss Proof of History—a clock before consensus—that provides the core innovation at the center of the Solana network.
What is Proof of History?
To recap, blockchain technology at its simplest, is a trustless, peer to peer, decentralized network of computers (or nodes) that verify transactions along a digital ledger. One of the main issues of the PoW bitcoin algorithm is agreement on time and order of transactions.
A Proof of History (PoH) protocol based blockchain relies on a cryptographic way to create a reliable ordering of transactions/events recorded to the ‘ledger’ to solve the issue of agreement on time, and it allows for almost instant finality of hundreds of thousands of transactions per second.
For those who have already plunged headfirst into the blockchain space, resources like Solana’s website, the whitepaper, and the various conversations on Solana’s Telegram have given a more technical breakdown of how PoH works.
However, for the burgeoning many who have just entered the blockchain realm or are avid, non-technical believers in blockchain technology, this post will serve to explain PoH in simpler terms.
The Water Clock Analogy
The way an ancient water clock worked is that a regulated flow of water would drip into a vessel at a constant rate. Marks on the vessel and the rising level of the water would allow the ancient Greeks to record the passage of time.
Similarly, to record the passage of time, Solana’s PoH based blockchain uses a verifiable delay function, whose output cryptographically verifies that real time has passed in the process of generating that output (i.e. running the function). In this case, the blockchain’s rising ‘levels’ aren’t seconds or a unit of time, but simply sequential outputs of hashed blockchain state and count. In this way, just like a water clock, you know that the lower levels or ‘marks’ (hashes) had to come before the higher levels or ‘marks’ (hashes).
The specific verifiable delay function that Solana uses is a preimage resistant hash function. This is, in simple terms, a function that takes a bunch of data (the input) and spits out a small, fixed-size output. For instance, a large video can be put through a preimage resistant hash function and come out the other end as 256 bits. Or a piece of string data, like the name of your favorite restaurant can be hashed into a fixed, tiny bit-sized amount of data. The usefulness of these functions lies in security. No matter the given input data, there’s no way to predict the exact output — you have to execute the entire function to actually know the output (this is the cryptography part of why blockchain technology works and is very hard to ‘hack’).
Given this, if we run this function in a loop, taking a previous output as an input, and do this as fast and as we can, there is no way to know exactly what the output will be, oh let’s say, a million hash functions from now. If we run this with a counter and record how many times it’s been looped and the current state (hash value), together these pieces of information represent the data structure that tells us time has passed. We can also ‘append’ external data into this stream of hashes, by hashing the data together with the current state (hash). Because the PoH stream is verifiably ordered, we can then know exactly where in time any appended event and/or message was inserted into the stream. So no matter how fast or how many pieces of data get recorded to the growing PoH based data structure, we know what data/messages had to come before or after other ‘blocks’ through upper and lower bounds on time. Similar to the levels in a water clock.
Broadcasting the ‘water clock’ to the network
While running this function does take real time to generate eventual ‘blocks’ in this PoH digital ledger, we can take each slice of the data structure and verify them separately, in parallel, on gpu cores. For example, if your laptop boasts an 8 core processor, it can run multiple parallel processes at the same time. A modern GPU card can verify the transactions on this time based digital ledger almost instantly. This kind of verification method is also much faster than Bitcoin’s blockchain PoW protocol.
Now, when a decentralized network receives the various pieces of the data structure, because of the cryptographically reliable ordering of events encoded in the blockchain, all the nodes are able to receive and trust the order of the structure without having to re-verify them. To return to our analogy, the various nodes on the decentralized network are essentially receiving a snapshot of a cryptographic ancient water clock with the up to date, verified ledger of events, data and messages that have been added to the blockchain.
And just like a water clock, you don’t need to agree on a timezone or timestamp (since PoH makes it very easy to operate a global blockchain) to trust the ordering of data recorded on Solana’s blockchain.
Читатели спрашивают: что такое Proof-of-History
Каждую неделю редакция BeInCrypto собирает вопросы от участников нашего Телеграм-сообщества и отвечает на самые интересные в специальном материале. Сегодня разбираемся в том, как работает механизм синхронизации блокчейна Proof-of-History.
Масштабируемость остается одной из ключевых проблем блокчейн-сетей — особенно когда дело касается обработки большого количества транзакций. На помощь приходит Proof-of-History — механизм, который использует криптографическую функцию Verifiable Delay Function (VDF) для генерации временных меток каждого блока. Обеспечивая неизменность и подлинность этих временных меток, PoH может существенно повысить эффективность и безопасность сети.
Что такое Proof-of-History
Proof of History — механизм синхронизации блокчейна, разработанный в 2018 основателем Solana Labs Анатолием Яковенко. Концепция PoH заключается в том, что порядок событий так же важен, как и сами события, и возможность доказать порядок событий необходима для поддержания целостности сети.
Proof-of-History использует криптографическую функцию Verifiable Delay Function (VDF) SHA-256 с последовательным хэшированием. Она работает, принимая результат транзакции и используя его в качестве входных данных для следующего хеша, что позволяет четко видеть, какое событие произошло в определенной последовательности.
Источник: Solana
Временная метка, сгенерированная VDF, включается в каждый блок. Это позволяет участникам сети синхронизироваться и доказать, что они выполнили определенную работу в определенный момент времени. После добавления блок считается завершенным и не может быть отменен.
Чем Proof-of-History отличается от Proof-of-Work и Proof-of-Stake
Вычислительная мощность/затраты
Алгоритмы Proof-of-Work и Proof-of-Stake требуют от участников значительных вычислительных мощностей или блокировки активов для участия в процессе консенсуса. Proof-of-History же полагается исключительно на VDF для генерации временных меток.
Финальность
PoH предлагает быструю финальность — это означает, что как только блок добавляется в блокчейн, он считается завершенным. PoW и PoS опираются на вероятностную финальность, то есть всегда существует небольшая вероятность того, что блок может быть отменен или признан недействительным.
Требования к хранению и пропускной способности
PoH значительно снижает требования к хранению и пропускной способности сети. Это связано с тем, что каждый блок должен хранить лишь небольшой объем данных, включая хэш предыдущего блока и временную метку, сгенерированную VDF.
Недостатки Proof-of-History
Несмотря на то, что использование механик консенсуса Proof-of-History имеет массу преимуществ, необходимо учитывать его потенциальные недостатки или ограничения.
Начнем с того, что для работы PoH требуется доверенный источник времени. Это означает, что временные метки, генерируемые механизмом, безопасны и надежны лишь настолько, насколько надежен источник времени, используемый для их создания. Если источник времени скомпрометирован или неточен, это может подорвать безопасность и целостность всей системы.
Еще одним потенциальным недостатком Proof-of-History является то, что для обработки больших транзакций он может требовать больше вычислительных ресурсов. Это снизит масштабируемость сетей на основе PoH и сделает их менее доступными для мелких игроков, а также посеет опасения по поводу их централизации.
Какие проекты используют Proof-of-History
Механизм PoH используется в первую очередь в сети Solana, которая отличается высокой масштабируемостью и способна обрабатывать тысячи транзакций в секунду. Он повышает эффективность и скорость работы блокчейна, обеспечивая при этом надежную и верифицируемую запись транзакций.
Чтобы синхронизировать действия участников сети, Solana создает расписание для узлов-валидаторов. Время в расписании измеряется в хешах Proof of History.
- Первый валидатор становится лидером на период от 0 до 1000 хешей. Он считает хеш, проверяет транзакцию и ставит на нее штамп, в который входят публичный ключ, значение и порядковый номер хеша
- Лидер отправляет транзакцию двум валидаторам на проверку
- Следующий валидатор становится лидером на период от 1001 до хешей
Смена лидеров снижает время добычи блока до 0,4 сек.
Другие компании и сети также активно изучают PoH и возможности его применения. Так, децентрализованная сеть хранения данных Arweave объявила о планах по интеграции PoH для улучшения процессов хранения и поиска информации при сохранении безопасности и целостности данных.
Децентрализованная сеть оракулов Chainlink, обеспечивающая безопасную и надежную передачу данных смарт-контрактам, тоже использует Proof-of-History. DEX Serum полагается на созданный Solana механизм консенсуса для обеспечения высокой производительности и низких комиссий.
Подводим итоги
Учитывая операционную эффективность Proof-of-History, можно предположить, что в скором времени его интегрируют многие проекты. Однако важно понимать, что PoH еще никогда не подвергался широкомасштабным испытаниям, поэтому мы не знаем, работает ли он на самом деле безупречно.
Дисклеймер
Вся информация, содержащаяся на нашем вебсайте, публикуется на принципах добросовестности и объективности, а также исключительно с ознакомительной целью. Читатель самостоятельно несет полную ответственность за любые действия, совершаемые им на основании информации, полученной на нашем вебсайте.
Обзор блокчейна Solana
Solana — блокчейн нового поколения с открытым исходным кодом. Главная особенность проекта в том, что он использует уникальную технологию, базирующуюся на консенсусе доказательства времени (Proof-of-History) в сочетании с консенсусом доказательства доли (Proof-of-Stake).
Данная технология позволяет обрабатывать
50.000 транзакций в секунду (TPS). Разработчики заверяют, что в перспективе, блокчейн Solana имеет возможность обрабатывать до 710.000 TPS. Для сравнения, самая известная платежная система MasterCard обрабатывает всего 65.000 транзакций в секунду.
Благодаря высокой пропускной способности, низким комиссиям и устойчивости, блокчейн Solana является отличной платформой для запуска децентрализованных приложений (DApps).
Преимущества Solana
Как работает блокчейн Solana?
Команда Solana разработала для своего блокчейна 8 новых технологий:
Proof of History
По сути, это вариант часов на блокчейне.
Из-за того, что невозможно подключить все узлы к единому временному синхронизатору, блоки, которые обрабатываются в разных узлах сети, могут появляться в различное время. Это приводит к появлению конфликтных и невалидных блоков, которые нарушают работу сети. Технология Proof-of-History решает данную проблему. Благодаря ей, сеть записывает не время начала и окончания, а после и до какой транзакции произошла наша транзакция.
Как работает Proof-of-History
Пример. Мы стоим на автобусной остановке и мимо нас проезжают машины. Мы не знаем сколько авто проехало и сколько еще проедет мимо нас и с какими временными интервалами это происходит. Но мы знаем, что сейчас мимо нас проехала 1 черная машина, потом 1 синяя, потом 2 черные и потом 1 красная. Т.е. мы можем сказать, что красная машина проехала после 2-х черных, которые проехали после 1 синей, которая проехала после 1 черной.
Если соединить это в последовательность, то у нас получиться уникальная цепочка движения автомобилей по дороге, где каждая машина имеет свой уникальный номер.
И мы можем с уверенностью говорить, что синяя машина проехала после одной черной и перед 2-мя черными. Так образом, мы получили уникальную "временную" метку для этой машины.
Тоже самое происходит в блокчейне Solana с транзакциями.
Пример последовательности
Tower BFT
Система, которая позволяет валидаторам голосовать за состояние реестра, улучшая оперативность сети. Это механизм консенсуса на основе Proof of Stake. Отличием от классического PoS на Ethereum является то, что он использует Proof-of-History (PoH) в качестве "часов". Это уменьшает потери пропускной способности и задержки передачи данных.
Turbine
Специальный протокол, который разбивает важные данные на более мелкие части. Такие части легче и быстрее передаются на обрабатывающие узлы с минимальными задержками.
Пример работы Turbine
Gulf Stream
Протокол передачи данных без использование мем-пула.
Мем-пул — хранилище транзакций, которые ждут обработки.
Так как в блокчейне Solana нет мем-пула, все новые транзакции, которые появляются до обработки старых, отправляются в самый не загруженный узел сети. Это позволяет распределить нагрузку по узлам и ускорить обработку транзакций.
Пример. Вы идете в больницу и вам нужно получить справку.
Вы заходите в 1-й кабинет, и вам говорят, что нужно идти во 2-й кабинет, потому что в 1-м все заняты.
Во 2-м вам говорят, что нужно идти в 3-й и так далее. И справку вы получаете только в 5-м кабинете.
Вы потратили кучу времени на переходы, а могли бы сразу прийти в 5-й, получить справку и сэкономить время.
Так вот, протокол Gulf Stream определяет заранее, в какой кабинет вам необходимо прийти, чтобы максимально быстро получить справку. Только теперь проецируем это на блокчейн Solana.
Система знает сколько она отправила обрабатывать транзакций на конкретный узел. И поэтому она заранее знает, какой узел менее загружен и отправляет новые транзакции на обработку именно туда.
Пример работы Gulf Stream
Sealevel
Главный протокол, который отвечает за скорость обработки транзакций. Он разбивает обработку одной транзакции на несколько графических процессорах, из-за этого повышается пропускная способность.
Пример. Сравнить это можно с магистралью. Если у нас всего одна полоса, то машины будут медленно ехать из-за пробок. Если у нас 4 полосы, то машины будут распределяться в 4 колоны и проезжать одновременно, а значит значительно быстрей.
Пример работы Sealevel
Pipeline
Протокол конвейерной обработки. Различные типы данных обрабатываются на конкретном оборудовании с разной скоростью. Поэтому в блокчейне Solana, определенные типы информации передаются на те устройства, которые способны быстрее обработать данный тип информации.
Cloudbreak
Протокол, который позволяет ускорить считывание информации из баз данных. Это достигается путем того, что узлы начинают обрабатывать новый блок, до того, как будет закодирован предыдущий. В итоге, системе, чтобы прочесть информацию, не нужно тратить время на раскодировку предыдущего блока. Что значительно упрощает и ускоряет процесс считывания данных.
Archivers
Протокол хранения информации. Он использует технологию Proof-of-Replication. База для протокола была позаимствована у Filecoin.
Список всех технологий Solana
Стресс-тест
Проект Solana дает возможность проверить пропускную способность их блокчейна с помощью стресс-теста сети.
Чтобы поучаствовать в нем, необходимо перейти на официальный сайт Solana:
Пролистать немного ниже и нажать на "Поиграть":
В появившемся окне нажимаем "PLAY THE GAME":
Авторизуемся через Google:
В появившемся окне необходимо настроить TestNet. Вверху справа нажимаем на кнопку "Mainnet Beta":
В меню выбираем "Testnet":
Закрыв меню, увидим, что сеть переключилась на Testnet и напротив "Wallet" появилась надпись "Press Play to Start", нажимаем на "PLAY":
Теперь просто нажимая любые кнопки на клавиатуре или кликая на "Send new transactions", в блокчейн Solana будут отправляться тестовые транзакции, которые имитируют нагрузку на сеть.
После игры, появится отчет о количестве транзакций, времени выполнения и созданной нагрузке на сеть.
Монета SOL
SOL — главная монета блокчейна Solana. Sol использует SPL — стандарт токена в блокчейне Solana, аналогией является ERC-20 в блокчейне Ethereum или BEP-20 в блокчейне Binance Smart Chain.
Данный токен может быть использован в:
- Стейкинге;
- Управлении (голосовании);
- Оплате комиссии за транзакции.
Всего будет выпущено 497.876.366 монет. Предусмотрена дефляционная модель сжигания монет. На данный момент, сообщество обсуждает идею сжигания части комиссии, полученную за обработку транзакции.
Общий начальный уровень инфляции составляет 8%.
Уровень дефляции составляет 15%.
Конечный уровень инфляции составляет 1.5% (будет достигнут через 10 лет после запуска сети).
График годовой инфляции монет Sol
Экосистема Solana
Из-за высокой пропускной способности и быстрого подтверждения валидности (правильности) блоков, Solana является отличным вариантом для развертывания своих децентрализованных приложений. Чем пользуются огромное количество разработчиков.
Самые известные DApps, работающие на блокчейне Solana: MetaSOL, SOLFarm, Anchor, Serum, O3Labs. Полный список можно увидеть на официальном сайте Solana в разделе "Экосистема".
Экосистема Solana
Где купить и хранить SOL?
Где хранить монеты SOL?
Приобрести монету SOL можно на большинстве популярных крипто-бирж: Binance, FTX, Huobi, Bitfinex, Coinbase, HitBTC и многих других.
Самыми популярными кошельками для хранения SOL являются TrustWallet, Coin98 и Solflare.
Полный список кошельков, поддерживающих сеть SPL, указан в разделе "Экосистема" —> "Wallet".
Кошельки поддерживающие стандарт токенов SPL
Вывод
Проект Solana использует уникальный подход к консенсусу, основанный на "временных" метках. Алгоритмы, на которых построен блокчейн Solana, позволяют обрабатывать до
50.000 TPS (потенциальный выход на 710.000 TPS) и подтверждать правильность данных за считанные секунды. Это делает Solana самым быстрым блокчейном в мире!
Проект молодой. Разработка введется с 2017 года, а сам протокол был запущен только в 2020 году. Перспективы у проекта огромные. Большое количество DApps уже работают на блокчейне и их количество с каждым днем только растет.