从技术角度来分析 Solana 是如何突破不可能三角？

Solana是一个比较立异的公有链，具有一些之前从未有过的功能。它的高吞吐量和低费用的功能正在催生更多的链上运用程序。直到今日，区块链功能的明显提高往往是以削弱去中心化为价值的。可是没有去中心化的区块链仅仅一个低效的数据库。这并不是Solana所走的路途。

在本文中，白泽将带大家了解 Solana怎么完成可扩展性以及其区块链架构和生态体系的特性。

可扩展性三难窘境（不或许三角）

区块链的可扩展性三难（常称为" 不或许三角 "）是由维塔利克·巴特林提出来的，它展示出了可扩展性、安全性和去中心化程度这三者之间的联系。

举个例子来了解，假定有三个人，拿着三杯酒和一瓶酒。每一滴酒只能进入一个玻璃杯。假如一个人得到更多，另一个人有必要得到更少。换句话说，这是一种零和的状况。用数学能够表明为 x+y+z=1。任何一个变量的添加必然意味着另外两个变量的削减。

假如仅仅更改区块链的参数（例如区块大小），那么" 不或许三角 "是建立的。例如，币安智能链的开发所做的，由于验证器较少，添加了吞吐量但一起下降了去中心化。

但这并没有考虑到技能立异。回到上文的例子中，当你立异时，你会得到一瓶更大的酒，所以至少有一个杯子会更满，而不会削减其他杯子里的酒量。一致算法、区块传播、智能合约运转时刻等方面都能够得到改善，使区块链能够更高效。权衡或许依然存在，即添加一个变量依然能够削减其他变量，但速度较慢。" 立异 " 为数学方程添加了一个变量：x+y+z=1+i。

这意味着区块链有或许完成更安全、高效和扩展：经过添加立异，而不是牺牲安全性或去中心化。

创立区块链的方针不应该是最大化去中心化，而是要完成满足的去中心化。具有最大极限去中心化的区块链将毫无用处；每个功能指标都将最大极限地降级，以换取权力下放的任何增量改善。假如去中心化达到了满足的程度——即区块链能够接受任何可行的攻击——没有理由在这一点之后进一步去中心化，功能应该被优先考虑。

比特币社区以为经过工作量证明（PoW）来耗费物理资源是必要的。以太坊社区以为权益证明（PoS）是最佳的，用户有必要能够在一般电脑上验证区块链。不同的是，Solana 社区关注功率，他们以为每个用户并不一定都需求自己验证区块链。多少个验证节点才满足？网络内的财富分配怎么？有许多不合点。可是，Solana 非常年青，与比特币和以太坊等其他首要区块链相同，去中心化会跟着时刻的推移而改善。

现在让我们来看看 Solana 带来的立异，这些立异能够在不影响安全性或去中心化的状况下完成高功能。

前史证明：达成一致之前的时钟

前史证明(PoH) 是一种立异的机制，它使验证者能够经过运用可验证的推迟功能来使通用时钟达成一致。尽管其他区块链需求验证者之间的通讯以赞一起刻现已过去，但 Solana 能够绕过这一点，因而能够提早安排眼睁睁挑选并优化区块时刻、区块传播、吞吐量和存储。

Tower BFT：PBFT 的 PoH 优化版别

Tower BFT是一种类似 PBFT 的一致算法，专门规划用于运用 PoH 供给的同步时钟。与 PBFT 不同，Tower BFT 更喜欢活泼而不是一致性。

Turbine（涡轮）区块播送

Turbine 是 Solana 的区块播送技能。当一个区块被流式传输时，它被分解成许多个小数据包分布到许多随机节点。为了确保扇出机制能够抵抗毛病，验证器运用 Reed-Solomon 对数据进行编码，供给一定程度的容错才干。

Gulf Stream

Gulf Stream 将业务缓存和转发推到网络边际。由于每个验证器都知道即将到来的领导者的顺序，因而客户端和验证器会提早将业务转发给预期领导者。这允许验证器能够提早履职业务，削减确认时刻，更快地切换领导者，并削减来自未确认买卖池池的验证器的内存压力。

Sealevel （海平面）

与大多数其他单线程核算的区块链不同，Solana 经过支撑单个分片中的并职业务履行来运用其高功能网络。这是经过Sealevel 完成的，这是一种超并行化业务处理引擎，旨在跨 GPU 和 SSD 进行水平扩展。业务预先指定它们在履行时将读取和写入的状况，以便运转时能够找到发生在块中的一切非堆叠状况转化函数并并行履行它们。

Pipeline（流水线）

Solana 上的买卖验证运用一种被称为Pipeline（流水线）的优化技能来快速验证许多区块，一起在网络上仿制它们。

Cloudbreak

Cloudbreak是一种状况架构，针对分布在 RAID 0 SSD 配置中的读取和写入进行了优化。每个额外的磁盘都会添加链上程序可用的存储容量，并添加程序能够履行的并发读取和写入的数量。一旦验证者观察到买卖，他们就能够开始从磁盘预先读取一切帐户并预备在运转时履行。

Archivers（存档管理员）

在 Solana 上，数据存储从验证器改变到称为Archivers（存档管理员）的节点网络。验证器的前史状况被分红许多部分，经过擦除编码，并由存档管理员进行存储。每隔一段时刻，体系会要求存档管理员证明证明他们正在存储相应的的数据。

运用盛行的编程言语Rust

Solana 上的智能合约是用 Rust 编写的，Rust 是一种较为盛行的编程言语，这使得 Solana 的开发者社区敏捷扩展。这种编程言语融合了 C++ 等言语的功能和功率，添加了更简洁的语法，并简化了开发进程。

与以太坊的智能合约编程言语 Solidity 进行比较，尽管以太坊在区块链职业中具有最多的开发者，但作为一种前史并不久的言语，Solidity 落后于其他的开发环境，例如 Web 。其次是 Solidity 的代码调试具有挑战性，支撑它的东西很少，即便是经验丰富的 Solidity 开发人员也很难找到。

反观 Rust ，尽管也是一种相对年青的编程言语，但支撑它的东西要大大多于 Solidity，更不用说该言语自身具有许多功能，使其编写起来更简略且更易于正确的运用。此外，Rust 在区块链职业之外也被广泛运用，而且具有一个庞大的生态体系，日益剧增的开发用户不断地完善 Rust 的新功能。

最重要的是，从长远来看，运用更强壮的言语能够提高开发人员的出产功率。尽管现在 Rust 在区块链职业界取得广泛运用或许需求一些时刻，可是经过 Solana 的开发者鼓励计划，待 Rust 言语在区块链职业占有一席之地后，在 Solana 上构建 dApp 就会更显着的优势。

可组合性

可组合性——不同协议之间无缝联接的才干，使各种立异之间能够组合。因为协议能够与其他人现已构建好的协议相集成，而不用自己从头开始构建原语。

L2 和分片是现在以太坊寻求处理可扩展性问题的两种方法。在提高吞吐量和买卖速度的一起，可是这些好处是以可组合性为价值的。

经过构建独特的全局状况和固有的可扩展性，Solana 保持了可组合性并防止了依赖 L2 或分片的需求。这使开发人员能够防止决议与哪个 L2 集成、在该 L2 上布置合约的工作问题，而是专注于构建新功能和与其他协议集成之类的重要事情。

明晰的扩展途径

以太坊扩容的最终方法尚未确定。不管哪种扩展处理计划被采用，都会面临一系列不确定要素和问题：向 L2 的过渡将怎么进行？资金将怎么在各个 L2 之间活动？这对开发者、钱包、活动性供给者、安稳币进口和用户有什么影响？

以太坊开发人员有必要重新考虑他们的扩展方法，每次以太坊上的拥堵使得运用他们的协议变得望而生畏。例如，重写代码以使协议的买卖费用更廉价，这种状况并不少见，即便以下降安全性为价值也是如此。此外，跟着 L2 的采用和分片的施行，开发者的东西有必要更新，以处理新的数据结构，这使得开发变得越来越具有挑战性。当然，这是问题都是能够战胜的，但它们会减慢开发速度，而且由于开发难度的添加，对开发者不太友爱。

而 Solana 有一个相对清晰的无限扩展计划。与以太坊对比，最要害的区别是 Solana 网络的核算才干直接受益于硬件和带宽的改善，因为它生来就支撑分片并行，容量预计每两年翻一番。这些可扩展性改善在根底层收效，无需调整 L2 或分片的复杂性，不需求开发人员更改任何代码。跟着时刻的推移，在 Solana 上履行代码的本钱会越来越低。

交流协议

交流协议是区块链的根底设施。区块链支撑发送和接纳代币，可是一旦有多种代币时（ERC20 代币、SPL 代币等），用户将需求在特定的买卖所内买卖代币。

现在，大多数区块链都有许多 DEX （去中心化的买卖所），它们有独立的活动性资金池。而各个聚合器试图经过将买卖订单匹配到供给最优惠价格的 DEX 来便运用户。尽管这对用户来说绝对是有利的，但这样的方法不如将一切活动性会集在一个当地，这将明显削减滑点。

Solana 上的去中心化买卖所 Serum 便是这样做的。Serum 是一个中央限价订单簿 (CLOB)，能够在未经许可的状况下对任何代币进行出价和询价。任何项目都能够自由运用他们的交流，能够把它看成是高楼的地基，开发人员不用创立自己的自定义交流根底设施。

具有订单簿意味着 Serum 能够启用中心化买卖所常用的一些订单类型，除市价订单以外，例如限价订单、IOC（立刻成交否则取消订单）和仅限提交限价单等。

CLOB 没有建立在任何其他区块链上是有原因的，假如没有 Solana 的高吞吐量和低买卖本钱，这是不能完成的。为了取得许多活动性，做市商一般需求能够根据不断变化的商场快速、频繁地调整利差。做市商转移订单的频率越低，每次调整的本钱越高，他们的利差就有必要越大，以补偿他们承当的风险。因而，Solana 的高功能直接带来了更多的活动性。

运用 Serum，活动性会集在一个当地，而不是涣散在各个 DEX 中。即便 DEX 具有自己的 AMM 活动性池，这种活动性也可用于在 Serum 下订单。Solana 上大部分的 DEX 都使他们自己的鼓励矿池与 Serum 整合，经过鼓励矿池进行买卖的用户也能够访问 DEX 自己的活动性池，以供给更好的价格为准。

推迟和吞吐量

推迟和吞吐量是齐头并进的。例如，你每分钟或许有 100 个区块，但假如每个区块只能包容 1 个业务，那么你的吞吐量并不是很高。相反，假定你每秒能够处理一百万个业务，但你每小时只能生成一次块。每个区块中都会有许多买卖，但每小时更新一次区块链状况的才干将限制能够构建的运用程序的范围。

Solana 现在支撑每秒 65,000 笔买卖的峰值容量和 400 毫秒的区块时刻。二者都是在区块链职业界抢先的数值，它们只会跟着时刻的推移而愈加完善。

Solana 的高速率对 DeFi 的一个首要影响是清算。

Solana 的较低推迟和由此发生的更快清算意味着能够安全地运用较低的典当比率，然后提高资本功率。假如与较慢的区块链上的 DeFi 项目运用相同的典当比率，那么相比之下， Solana 上的项目不太容易发生级联清算。

Solana 的高速度关于游戏等运用也是有很大的影响，在这些运用中，看到其他人的反响需求以秒为单位，这是保持玩家参加所需的最低速度。一旦链上人工只能成为或许，我们一定会看到许多新的、从前不能想象的运用。

低费用

Solana 的买卖费用大约比以太坊的买卖费用廉价 15,000 到 400,000 倍。

尽管巨鲸或许不在乎高额的买卖费用，但更低费用使巨鲸和散户都受益的一个例子是 DeFi 协议。最大化利润的最佳复利频率与买卖费用成反比；买卖费用越低，最佳复利频率越高。这种联系如下图所示。

相同，较低的费用运用户能够更有效地运用假贷协议。用户能够经过存入他们想要取得杠杆的财物（例如 SOL）作为典当，借入另一种财物（例如 USDC）并运用 USDC 购买更多 SOL 来建立财物的杠杆头寸。能够重复此进程以添加杠杆作用。这个进程需求许多独自的买卖才干完成，因而较低的费用能够完成更大的杠杆作用，或者相同数量的杠杆作用但更廉价。

当然，假如费用满足低，那么肯定会有许多新的用途应运而生。例如，活动付出，它代表一种资金多次开释。它将为每月付出一次薪酬的传统薪酬体系供给替代计划，或创立具有自定义开释率的合约。

总结

Solana 网络采用了PoH时钟机制，还优化了一致机制、数据播送、并行买卖处理、用独自节点网络进行状况数据存储等，其目就是为了在确保一定程度去中心化和安全的状况下，完成高吞吐量、低推迟和低费用，然后能够满足大部分场景的用户需求。

作于一个根据立异的公有链，Solana 的立异之路走的很结壮，但它的脚步仍未停止。

视野开拓

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