Tái giải cấu trúc kỹ thuật Solana: có thể sắp đón nhận mùa xuân thứ hai?
Solana là một nền tảng blockchain hiệu suất cao, sử dụng kiến trúc công nghệ độc đáo để đạt được thông lượng cao và độ trễ thấp. Các công nghệ cốt lõi của nó bao gồm thuật toán Proof of History (POH) đảm bảo thứ tự giao dịch và đồng hồ toàn cầu, Lịch trình luân phiên lãnh đạo và cơ chế đồng thuận Tower BFT nâng cao tốc độ tạo khối. Cơ chế Turbine tối ưu hóa việc truyền khối lớn thông qua mã hóa Reed-solomon. Solana Virtual Machine (SVM) và động cơ thực thi song song Sealevel tăng tốc độ thực thi giao dịch. Tất cả những điều này là thiết kế kiến trúc giúp Solana đạt được hiệu suất cao, nhưng đồng thời cũng mang lại một số vấn đề, như ngắt mạng, giao dịch thất bại, vấn đề MEV, sự gia tăng trạng thái quá nhanh và vấn đề tập trung, chúng tôi cũng đã nhấn mạnh những vấn đề do cơ chế này gây ra trong bài viết này.
Hệ sinh thái Solana đang phát triển nhanh chóng, các chỉ số dữ liệu đều phát triển mạnh mẽ trong nửa đầu năm, đặc biệt trong các lĩnh vực DeFi, cơ sở hạ tầng, GameFi/NFT, DePin/AI và ứng dụng cho người tiêu dùng. TPS cao của Solana và chiến lược hướng tới ứng dụng cho người tiêu dùng cùng với môi trường hệ sinh thái có hiệu ứng thương hiệu yếu hơn đã cung cấp nhiều cơ hội khởi nghiệp cho các doanh nhân và lập trình viên. Trong lĩnh vực ứng dụng cho người tiêu dùng, Solana đã thể hiện tầm nhìn của mình trong việc thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ blockchain trong các lĩnh vực rộng lớn hơn. Bằng cách hỗ trợ như Solana Mobile và SDK được xây dựng đặc biệt cho các ứng dụng cho người tiêu dùng, Solana đang nỗ lực tích hợp công nghệ blockchain vào các ứng dụng hàng ngày, từ đó nâng cao khả năng chấp nhận và sự tiện lợi cho người dùng. Ví dụ, một ứng dụng thể dục thể thao đã kết hợp blockchain và công nghệ di động để cung cấp cho người dùng trải nghiệm thể dục và xã hội mới mẻ. Mặc dù hiện nay nhiều ứng dụng cho người tiêu dùng vẫn đang khám phá các mô hình kinh doanh và định vị thị trường tốt nhất, nhưng nền tảng công nghệ và hỗ trợ hệ sinh thái mà Solana cung cấp chắc chắn đã mang lại sự ủng hộ mạnh mẽ cho những thử nghiệm đổi mới này. Với sự phát triển công nghệ tiếp theo và sự trưởng thành của thị trường, Solana có triển vọng đạt được nhiều đột phá và thành công hơn nữa trong lĩnh vực ứng dụng cho người tiêu dùng.
Mặc dù Solana đã đạt được thị phần đáng kể trong ngành công nghiệp blockchain với khả năng thông lượng cao và chi phí giao dịch thấp, nhưng nó cũng đang phải đối mặt với sự cạnh tranh khốc liệt từ các chuỗi công cộng mới nổi khác. Base, như một đối thủ tiềm năng trong hệ sinh thái EVM, đang nhanh chóng gia tăng số lượng địa chỉ hoạt động trên chuỗi, trong khi tổng giá trị tài sản khóa (TVL) của Solana ở lĩnh vực DeFi đạt mức cao kỷ lục (, nhưng các đối thủ như Base cũng đang nhanh chóng chiếm lĩnh thị phần, và quy mô tài trợ của hệ sinh thái Base lần đầu tiên vượt qua Solana trong quý 2.
Mặc dù Solana đã đạt được một số thành tựu về công nghệ và mức độ chấp nhận trên thị trường, nhưng nó cần phải liên tục đổi mới và cải tiến để đối phó với những thách thức từ các đối thủ như Base. Đặc biệt là trong việc cải thiện độ ổn định của mạng, giảm tỷ lệ giao dịch thất bại, giải quyết vấn đề MEV và làm chậm tốc độ tăng trưởng trạng thái, Solana cần tiếp tục tối ưu hóa kiến trúc công nghệ và giao thức mạng của mình để duy trì vị thế dẫn đầu trong ngành công nghiệp blockchain.
Kiến trúc kỹ thuật
Solana nổi tiếng với thuật toán POH, cơ chế đồng thuận Tower BFT, mạng truyền dữ liệu Trubine và máy ảo SVM mang lại TPS cao và tính hoàn tất nhanh chóng. Chúng tôi sẽ giới thiệu ngắn gọn về cách các thành phần này hoạt động, cách chúng phát huy mục tiêu hiệu suất cao cho thiết kế kiến trúc, cũng như các nhược điểm và vấn đề phát sinh dưới thiết kế kiến trúc này.
![Giải thích lại kiến trúc kỹ thuật Solana: Liệu có đón chào mùa xuân thứ hai?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-c210b4025cb64385890634a405838d05.webp(
) thuật toán POH
POH###Proof of History( là một kỹ thuật xác định thời gian toàn cầu, không phải là cơ chế đồng thuận, mà là một thuật toán xác định thứ tự giao dịch. Công nghệ POH bắt nguồn từ công nghệ mật mã cơ bản nhất là SHA256. SHA256 thường được sử dụng để tính toán tính toàn vẹn của dữ liệu, cho một đầu vào X, sẽ có và chỉ có một đầu ra Y duy nhất, do đó bất kỳ thay đổi nào đối với X đều sẽ dẫn đến Y hoàn toàn khác.
Trong chuỗi POH của Solana, việc áp dụng thuật toán sha256 có thể đảm bảo tính toàn vẹn của toàn bộ chuỗi, đồng nghĩa với việc xác định tính toàn vẹn của các giao dịch trong đó. Ví dụ, nếu chúng ta đóng gói các giao dịch thành một khối, tạo ra giá trị băm sha256 tương ứng, thì các giao dịch trong khối này sẽ được xác định, bất kỳ thay đổi nào cũng sẽ dẫn đến sự thay đổi của giá trị băm, sau đó giá trị băm của khối này sẽ được sử dụng làm một phần của X trong hàm sha256 tiếp theo, sau đó thêm giá trị băm của khối tiếp theo, vậy là cả khối trước và khối tiếp theo đều được xác định, bất kỳ thay đổi nào cũng sẽ dẫn đến Y mới khác nhau.
Đây chính là ý nghĩa cốt lõi của công nghệ Proof of History, hash của khối trước sẽ được sử dụng như một phần của hàm sha256 tiếp theo, giống như một chuỗi, Y mới nhất luôn bao gồm bằng chứng lịch sử.
![Tái giải cấu trúc kỹ thuật Solana: Liệu có迎来 mùa xuân thứ hai?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-224796bc8e080649730bb8736334abba.webp(
Trong sơ đồ kiến trúc luồng giao dịch của Solana, mô tả quy trình giao dịch dưới cơ chế POH. Trong một cơ chế luân phiên được gọi là Lịch trình Luân phiên Lãnh đạo (Leader Rotation Schedule), sẽ có một nút Lãnh đạo được tạo ra trong số tất cả các xác thực viên trên chuỗi (Validator), nút Lãnh đạo này thu thập giao dịch và thực hiện sắp xếp, tạo ra chuỗi POH, sau đó sẽ tạo ra một khối để phát tán cho các nút khác.
Để tránh điểm lỗi đơn tại nút Leader, do đó đã giới thiệu giới hạn thời gian. Trong Solana, đơn vị thời gian được phân chia theo epoch, mỗi epoch chứa 432.000 slot), mỗi slot kéo dài 400ms, trong mỗi slot, hệ thống luân phiên sẽ phân bổ một nút Leader trong mỗi slot, nút Leader phải phát hành khối(400ms) trong thời gian slot đã cho, nếu không, nó sẽ bỏ qua slot này và bầu lại nút Leader cho slot tiếp theo.
Nói chung, nút Leader sử dụng cơ chế POH có thể xác định toàn bộ các giao dịch lịch sử. Đơn vị thời gian cơ bản của Solana là Slot, nút Leader cần phát sóng khối trong một slot. Người dùng gửi giao dịch qua nút RPC đến nút Leader, nút Leader đóng gói giao dịch, sắp xếp và sau đó thực hiện tạo khối, khối được phát tán đến các xác nhận khác, các xác nhận cần đạt được sự đồng thuận thông qua một cơ chế, để đồng thuận về các giao dịch trong khối cũng như thứ tự, sự đồng thuận này sử dụng cơ chế đồng thuận Tower BFT.
( Cơ chế đồng thuận Tower BFT
Giao thức đồng thuận Tower BFT đến từ thuật toán đồng thuận BFT, là một trong những triển khai kỹ thuật cụ thể của nó, thuật toán này vẫn liên quan đến thuật toán POH. Khi bỏ phiếu cho các khối, nếu phiếu bầu của người xác thực tự nó là một giao dịch, thì giao dịch của người dùng và khối băm được hình thành từ giao dịch của người xác thực cũng có thể được sử dụng như bằng chứng lịch sử, chi tiết giao dịch của người dùng và chi tiết phiếu bầu của người xác thực đều có thể được xác nhận một cách duy nhất.
Trong thuật toán Tower BFT quy định, nếu tất cả các xác thực viên bỏ phiếu cho khối này, hơn 2/3 số xác thực viên đã bỏ phiếu approve, thì khối này có thể được xác nhận. Lợi ích của cơ chế này là tiết kiệm một lượng lớn bộ nhớ, vì chỉ cần bỏ phiếu cho chuỗi băm để xác nhận khối. Tuy nhiên, trong cơ chế đồng thuận truyền thống, thường áp dụng phương pháp phát tán khối, nghĩa là một xác thực viên nhận được khối và sau đó gửi cho các xác thực viên xung quanh, điều này sẽ gây ra sự dư thừa lớn trong mạng, vì một xác thực viên nhận được khối giống nhau không chỉ một lần.
Trong Solana, do có một lượng lớn giao dịch bỏ phiếu từ các xác thực viên, và do hiệu quả mang lại từ việc tập trung hóa các nút Leader cũng như thời gian Slot 400ms, dẫn đến kích thước khối tổng thể và tần suất tạo khối đều đặc biệt cao. Khi các khối lớn được phát tán, điều này cũng gây ra áp lực lớn cho mạng lưới, Solana đã áp dụng cơ chế Turbine để giải quyết vấn đề phát tán khối lớn.
) Turbine
Các nút Leader chia nhỏ khối thành các khối con gọi là shred thông qua quá trình được gọi là Sharding, kích thước của chúng dựa trên MTU###, khối lượng dữ liệu tối đa có thể gửi từ một nút đến nút tiếp theo mà không cần chia nhỏ hơn nữa là ###. Sau đó, dữ liệu được bảo đảm tính toàn vẹn và khả dụng thông qua việc sử dụng mã sửa lỗi Reed-solomon.
Bằng cách chia khối thành bốn Data Shreds, sau đó để ngăn ngừa mất gói và hư hỏng trong quá trình truyền dữ liệu, do đó sử dụng mã hóa Reed-solomon để mã hóa bốn gói thành tám gói, bộ giải pháp này có thể chịu đựng tỷ lệ mất gói lên đến 50%. Trong các thử nghiệm thực tế, tỷ lệ mất gói của Solana khoảng 15%, vì vậy bộ giải pháp này có thể tương thích tốt với kiến trúc hiện tại của Solana.
Trong việc truyền tải dữ liệu ở tầng dưới, thường sẽ xem xét sử dụng giao thức UDP/TCP. Do Solana có độ dung nạp cho tỷ lệ mất gói cao, nên đã chọn giao thức UDP để truyền tải. Nhược điểm là khi mất gói sẽ không được truyền lại, nhưng ưu điểm là tốc độ truyền tải nhanh hơn. Ngược lại, giao thức TCP sẽ truyền lại nhiều lần khi mất gói, điều này sẽ làm giảm đáng kể tốc độ và thông lượng truyền tải. Với sự xuất hiện của Reed-solomon, giải pháp này có thể tăng đáng kể thông lượng của Solana, trong môi trường thực tế, thông lượng có thể tăng gấp 9 lần.
Sau khi Turbine chia nhỏ dữ liệu, nó sử dụng cơ chế truyền đa lớp để tiến hành truyền, nút Leader sẽ giao khối cho bất kỳ một trình xác thực khối nào trước khi kết thúc mỗi Slot, sau đó trình xác thực đó sẽ chia khối thành các Shreds và tạo mã sửa lỗi, trình xác thực đó sau đó sẽ bắt đầu truyền Turbine. Trước tiên, nó phải được truyền đến nút gốc, sau đó nút gốc sẽ xác định những trình xác thực nào nằm ở lớp nào. Quá trình như sau:
Tạo danh sách nút: Nút gốc sẽ tổng hợp tất cả các nhà xác thực hoạt động vào một danh sách, sau đó sắp xếp theo quyền lợi của mỗi nhà xác thực trong mạng, tức là số lượng SOL được stake (, trong đó trọng số cao hơn sẽ nằm ở tầng đầu tiên, và tiếp tục như vậy.
Nhóm nút: Sau đó, mỗi xác thực viên nằm trong lớp đầu tiên cũng sẽ tạo danh sách nút của riêng mình để xây dựng lớp đầu tiên của mình.
Hình thành lớp: Chia các nút thành các lớp từ đầu danh sách, bằng cách xác định hai giá trị độ sâu và độ rộng, có thể xác định hình dạng tổng thể của cây. Tham số này sẽ ảnh hưởng đến tốc độ lan truyền của shreds.
Nút có tỷ lệ quyền lợi cao hơn, khi phân chia cấp bậc, sẽ ở một cấp cao hơn, vì vậy có thể nhận được đầy đủ các shreds sớm hơn, lúc này có thể khôi phục lại khối đầy đủ, trong khi các nút ở cấp thấp hơn, do tổn thất trong quá trình truyền tải, khả năng nhận được các shreds đầy đủ sẽ giảm xuống, nếu những shreds này không đủ để xây dựng các mảnh đầy đủ, sẽ yêu cầu Leader truyền lại trực tiếp. Vào lúc này, dữ liệu truyền sẽ diễn ra trong nội bộ cây, và các nút ở lớp đầu tiên đã xây dựng xong xác nhận khối đầy đủ, vì vậy thời gian chờ đợi để các xác thực viên ở các lớp sau hoàn thành việc xây dựng khối và tiến hành bỏ phiếu sẽ càng lâu hơn.
Ý tưởng của cơ chế này tương tự như cơ chế nút đơn của nút Leader. Trong quá trình truyền phát khối, cũng có một số nút ưu tiên, những nút này sẽ nhận được shreds đầu tiên để lắp ghép thành khối hoàn chỉnh nhằm đạt được quá trình đồng thuận bỏ phiếu. Việc đẩy độ dư thừa xuống các tầng sâu hơn có thể làm tăng tốc độ Finality một cách đáng kể, đồng thời tối đa hóa thông lượng và hiệu suất. Bởi vì thực tế, một vài tầng đầu tiên có thể đại diện cho 2/3 số nút, do đó, việc bỏ phiếu của các nút tiếp theo sẽ trở nên không quan trọng.
![Giải thích lại kiến trúc kỹ thuật Solana: Liệu có迎来第二春吗？])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d55d3cfbc13036ed0d5747abb521cc1a.webp(
) SVM
Solana có thể xử lý hàng ngàn giao dịch mỗi giây, nguyên nhân chính là nhờ vào cơ chế POH, đồng thuận Tower BFT và cơ chế truyền dữ liệu Turbine. Tuy nhiên, SVM như là một máy ảo chuyển đổi trạng thái, nếu nút Leader trong quá trình thực hiện giao dịch mà SVM xử lý chậm, thì sẽ khiến toàn bộ thông lượng của hệ thống giảm, vì vậy đối với SVM, Solana đã đề xuất động cơ thực thi song song Sealevel để tăng tốc độ thực hiện giao dịch.
Trong SVM, lệnh được cấu thành từ 4 phần, bao gồm ID chương trình, lệnh chương trình cũng như danh sách tài khoản để đọc/ghi dữ liệu. Bằng cách xác định tài khoản hiện tại đang ở trạng thái đọc hay ghi và xem liệu các thao tác thay đổi trạng thái có xung đột hay không, có thể cho phép song song hóa các lệnh giao dịch của tài khoản mà không có xung đột về trạng thái, mỗi lệnh được biểu thị bằng Program ID. Và đây cũng là một trong những lý do tại sao yêu cầu đối với các validator của Solana rất cao, vì yêu cầu các validator có GPU/CPU có thể hỗ trợ SIMD( lệnh đơn nhiều dữ liệu) cũng như khả năng mở rộng vectơ cao cấp AVX.
![Giải thích lại kiến trúc công nghệ Solana: Liệu có迎来第二春吗？]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-e9bc35d0c790496c59c20979e5af1491.webp(
Phát triển hệ sinh thái
Trong quá trình phát triển hệ sinh thái Solana hiện tại, ngày càng hướng tới tính hữu ích thực tế, chẳng hạn như một dự án điện thoại thông minh và một cửa hàng ứng dụng hay thậm chí một thiết bị di động nào đó, trong khi hướng phát triển ứng dụng được chính thức hỗ trợ cũng nghiêng về các chương trình ứng dụng cho người tiêu dùng, thay vì sự nội chiến vô tận về cơ sở hạ tầng. Hiện tại, hiệu suất của Solana là đủ.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
10 thích
Phần thưởng
10
5
Chia sẻ
Bình luận
0/400
OnchainArchaeologist
· 07-08 02:05
Vậy những vấn đề cũ đó khi nào mới được giải quyết?
Phân tích lại kiến trúc công nghệ Solana: Hiệu suất cao và những thách thức đồng hành, hệ sinh thái phát triển mạnh mẽ đón nhận cơ hội mới
Tái giải cấu trúc kỹ thuật Solana: có thể sắp đón nhận mùa xuân thứ hai?
Solana là một nền tảng blockchain hiệu suất cao, sử dụng kiến trúc công nghệ độc đáo để đạt được thông lượng cao và độ trễ thấp. Các công nghệ cốt lõi của nó bao gồm thuật toán Proof of History (POH) đảm bảo thứ tự giao dịch và đồng hồ toàn cầu, Lịch trình luân phiên lãnh đạo và cơ chế đồng thuận Tower BFT nâng cao tốc độ tạo khối. Cơ chế Turbine tối ưu hóa việc truyền khối lớn thông qua mã hóa Reed-solomon. Solana Virtual Machine (SVM) và động cơ thực thi song song Sealevel tăng tốc độ thực thi giao dịch. Tất cả những điều này là thiết kế kiến trúc giúp Solana đạt được hiệu suất cao, nhưng đồng thời cũng mang lại một số vấn đề, như ngắt mạng, giao dịch thất bại, vấn đề MEV, sự gia tăng trạng thái quá nhanh và vấn đề tập trung, chúng tôi cũng đã nhấn mạnh những vấn đề do cơ chế này gây ra trong bài viết này.
Hệ sinh thái Solana đang phát triển nhanh chóng, các chỉ số dữ liệu đều phát triển mạnh mẽ trong nửa đầu năm, đặc biệt trong các lĩnh vực DeFi, cơ sở hạ tầng, GameFi/NFT, DePin/AI và ứng dụng cho người tiêu dùng. TPS cao của Solana và chiến lược hướng tới ứng dụng cho người tiêu dùng cùng với môi trường hệ sinh thái có hiệu ứng thương hiệu yếu hơn đã cung cấp nhiều cơ hội khởi nghiệp cho các doanh nhân và lập trình viên. Trong lĩnh vực ứng dụng cho người tiêu dùng, Solana đã thể hiện tầm nhìn của mình trong việc thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ blockchain trong các lĩnh vực rộng lớn hơn. Bằng cách hỗ trợ như Solana Mobile và SDK được xây dựng đặc biệt cho các ứng dụng cho người tiêu dùng, Solana đang nỗ lực tích hợp công nghệ blockchain vào các ứng dụng hàng ngày, từ đó nâng cao khả năng chấp nhận và sự tiện lợi cho người dùng. Ví dụ, một ứng dụng thể dục thể thao đã kết hợp blockchain và công nghệ di động để cung cấp cho người dùng trải nghiệm thể dục và xã hội mới mẻ. Mặc dù hiện nay nhiều ứng dụng cho người tiêu dùng vẫn đang khám phá các mô hình kinh doanh và định vị thị trường tốt nhất, nhưng nền tảng công nghệ và hỗ trợ hệ sinh thái mà Solana cung cấp chắc chắn đã mang lại sự ủng hộ mạnh mẽ cho những thử nghiệm đổi mới này. Với sự phát triển công nghệ tiếp theo và sự trưởng thành của thị trường, Solana có triển vọng đạt được nhiều đột phá và thành công hơn nữa trong lĩnh vực ứng dụng cho người tiêu dùng.
Mặc dù Solana đã đạt được thị phần đáng kể trong ngành công nghiệp blockchain với khả năng thông lượng cao và chi phí giao dịch thấp, nhưng nó cũng đang phải đối mặt với sự cạnh tranh khốc liệt từ các chuỗi công cộng mới nổi khác. Base, như một đối thủ tiềm năng trong hệ sinh thái EVM, đang nhanh chóng gia tăng số lượng địa chỉ hoạt động trên chuỗi, trong khi tổng giá trị tài sản khóa (TVL) của Solana ở lĩnh vực DeFi đạt mức cao kỷ lục (, nhưng các đối thủ như Base cũng đang nhanh chóng chiếm lĩnh thị phần, và quy mô tài trợ của hệ sinh thái Base lần đầu tiên vượt qua Solana trong quý 2.
Mặc dù Solana đã đạt được một số thành tựu về công nghệ và mức độ chấp nhận trên thị trường, nhưng nó cần phải liên tục đổi mới và cải tiến để đối phó với những thách thức từ các đối thủ như Base. Đặc biệt là trong việc cải thiện độ ổn định của mạng, giảm tỷ lệ giao dịch thất bại, giải quyết vấn đề MEV và làm chậm tốc độ tăng trưởng trạng thái, Solana cần tiếp tục tối ưu hóa kiến trúc công nghệ và giao thức mạng của mình để duy trì vị thế dẫn đầu trong ngành công nghiệp blockchain.
Kiến trúc kỹ thuật
Solana nổi tiếng với thuật toán POH, cơ chế đồng thuận Tower BFT, mạng truyền dữ liệu Trubine và máy ảo SVM mang lại TPS cao và tính hoàn tất nhanh chóng. Chúng tôi sẽ giới thiệu ngắn gọn về cách các thành phần này hoạt động, cách chúng phát huy mục tiêu hiệu suất cao cho thiết kế kiến trúc, cũng như các nhược điểm và vấn đề phát sinh dưới thiết kế kiến trúc này.
![Giải thích lại kiến trúc kỹ thuật Solana: Liệu có đón chào mùa xuân thứ hai?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-c210b4025cb64385890634a405838d05.webp(
) thuật toán POH
POH###Proof of History( là một kỹ thuật xác định thời gian toàn cầu, không phải là cơ chế đồng thuận, mà là một thuật toán xác định thứ tự giao dịch. Công nghệ POH bắt nguồn từ công nghệ mật mã cơ bản nhất là SHA256. SHA256 thường được sử dụng để tính toán tính toàn vẹn của dữ liệu, cho một đầu vào X, sẽ có và chỉ có một đầu ra Y duy nhất, do đó bất kỳ thay đổi nào đối với X đều sẽ dẫn đến Y hoàn toàn khác.
Trong chuỗi POH của Solana, việc áp dụng thuật toán sha256 có thể đảm bảo tính toàn vẹn của toàn bộ chuỗi, đồng nghĩa với việc xác định tính toàn vẹn của các giao dịch trong đó. Ví dụ, nếu chúng ta đóng gói các giao dịch thành một khối, tạo ra giá trị băm sha256 tương ứng, thì các giao dịch trong khối này sẽ được xác định, bất kỳ thay đổi nào cũng sẽ dẫn đến sự thay đổi của giá trị băm, sau đó giá trị băm của khối này sẽ được sử dụng làm một phần của X trong hàm sha256 tiếp theo, sau đó thêm giá trị băm của khối tiếp theo, vậy là cả khối trước và khối tiếp theo đều được xác định, bất kỳ thay đổi nào cũng sẽ dẫn đến Y mới khác nhau.
Đây chính là ý nghĩa cốt lõi của công nghệ Proof of History, hash của khối trước sẽ được sử dụng như một phần của hàm sha256 tiếp theo, giống như một chuỗi, Y mới nhất luôn bao gồm bằng chứng lịch sử.
![Tái giải cấu trúc kỹ thuật Solana: Liệu có迎来 mùa xuân thứ hai?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-224796bc8e080649730bb8736334abba.webp(
Trong sơ đồ kiến trúc luồng giao dịch của Solana, mô tả quy trình giao dịch dưới cơ chế POH. Trong một cơ chế luân phiên được gọi là Lịch trình Luân phiên Lãnh đạo (Leader Rotation Schedule), sẽ có một nút Lãnh đạo được tạo ra trong số tất cả các xác thực viên trên chuỗi (Validator), nút Lãnh đạo này thu thập giao dịch và thực hiện sắp xếp, tạo ra chuỗi POH, sau đó sẽ tạo ra một khối để phát tán cho các nút khác.
Để tránh điểm lỗi đơn tại nút Leader, do đó đã giới thiệu giới hạn thời gian. Trong Solana, đơn vị thời gian được phân chia theo epoch, mỗi epoch chứa 432.000 slot), mỗi slot kéo dài 400ms, trong mỗi slot, hệ thống luân phiên sẽ phân bổ một nút Leader trong mỗi slot, nút Leader phải phát hành khối(400ms) trong thời gian slot đã cho, nếu không, nó sẽ bỏ qua slot này và bầu lại nút Leader cho slot tiếp theo.
Nói chung, nút Leader sử dụng cơ chế POH có thể xác định toàn bộ các giao dịch lịch sử. Đơn vị thời gian cơ bản của Solana là Slot, nút Leader cần phát sóng khối trong một slot. Người dùng gửi giao dịch qua nút RPC đến nút Leader, nút Leader đóng gói giao dịch, sắp xếp và sau đó thực hiện tạo khối, khối được phát tán đến các xác nhận khác, các xác nhận cần đạt được sự đồng thuận thông qua một cơ chế, để đồng thuận về các giao dịch trong khối cũng như thứ tự, sự đồng thuận này sử dụng cơ chế đồng thuận Tower BFT.
( Cơ chế đồng thuận Tower BFT
Giao thức đồng thuận Tower BFT đến từ thuật toán đồng thuận BFT, là một trong những triển khai kỹ thuật cụ thể của nó, thuật toán này vẫn liên quan đến thuật toán POH. Khi bỏ phiếu cho các khối, nếu phiếu bầu của người xác thực tự nó là một giao dịch, thì giao dịch của người dùng và khối băm được hình thành từ giao dịch của người xác thực cũng có thể được sử dụng như bằng chứng lịch sử, chi tiết giao dịch của người dùng và chi tiết phiếu bầu của người xác thực đều có thể được xác nhận một cách duy nhất.
Trong thuật toán Tower BFT quy định, nếu tất cả các xác thực viên bỏ phiếu cho khối này, hơn 2/3 số xác thực viên đã bỏ phiếu approve, thì khối này có thể được xác nhận. Lợi ích của cơ chế này là tiết kiệm một lượng lớn bộ nhớ, vì chỉ cần bỏ phiếu cho chuỗi băm để xác nhận khối. Tuy nhiên, trong cơ chế đồng thuận truyền thống, thường áp dụng phương pháp phát tán khối, nghĩa là một xác thực viên nhận được khối và sau đó gửi cho các xác thực viên xung quanh, điều này sẽ gây ra sự dư thừa lớn trong mạng, vì một xác thực viên nhận được khối giống nhau không chỉ một lần.
Trong Solana, do có một lượng lớn giao dịch bỏ phiếu từ các xác thực viên, và do hiệu quả mang lại từ việc tập trung hóa các nút Leader cũng như thời gian Slot 400ms, dẫn đến kích thước khối tổng thể và tần suất tạo khối đều đặc biệt cao. Khi các khối lớn được phát tán, điều này cũng gây ra áp lực lớn cho mạng lưới, Solana đã áp dụng cơ chế Turbine để giải quyết vấn đề phát tán khối lớn.
) Turbine
Các nút Leader chia nhỏ khối thành các khối con gọi là shred thông qua quá trình được gọi là Sharding, kích thước của chúng dựa trên MTU###, khối lượng dữ liệu tối đa có thể gửi từ một nút đến nút tiếp theo mà không cần chia nhỏ hơn nữa là ###. Sau đó, dữ liệu được bảo đảm tính toàn vẹn và khả dụng thông qua việc sử dụng mã sửa lỗi Reed-solomon.
Bằng cách chia khối thành bốn Data Shreds, sau đó để ngăn ngừa mất gói và hư hỏng trong quá trình truyền dữ liệu, do đó sử dụng mã hóa Reed-solomon để mã hóa bốn gói thành tám gói, bộ giải pháp này có thể chịu đựng tỷ lệ mất gói lên đến 50%. Trong các thử nghiệm thực tế, tỷ lệ mất gói của Solana khoảng 15%, vì vậy bộ giải pháp này có thể tương thích tốt với kiến trúc hiện tại của Solana.
Trong việc truyền tải dữ liệu ở tầng dưới, thường sẽ xem xét sử dụng giao thức UDP/TCP. Do Solana có độ dung nạp cho tỷ lệ mất gói cao, nên đã chọn giao thức UDP để truyền tải. Nhược điểm là khi mất gói sẽ không được truyền lại, nhưng ưu điểm là tốc độ truyền tải nhanh hơn. Ngược lại, giao thức TCP sẽ truyền lại nhiều lần khi mất gói, điều này sẽ làm giảm đáng kể tốc độ và thông lượng truyền tải. Với sự xuất hiện của Reed-solomon, giải pháp này có thể tăng đáng kể thông lượng của Solana, trong môi trường thực tế, thông lượng có thể tăng gấp 9 lần.
Sau khi Turbine chia nhỏ dữ liệu, nó sử dụng cơ chế truyền đa lớp để tiến hành truyền, nút Leader sẽ giao khối cho bất kỳ một trình xác thực khối nào trước khi kết thúc mỗi Slot, sau đó trình xác thực đó sẽ chia khối thành các Shreds và tạo mã sửa lỗi, trình xác thực đó sau đó sẽ bắt đầu truyền Turbine. Trước tiên, nó phải được truyền đến nút gốc, sau đó nút gốc sẽ xác định những trình xác thực nào nằm ở lớp nào. Quá trình như sau:
Tạo danh sách nút: Nút gốc sẽ tổng hợp tất cả các nhà xác thực hoạt động vào một danh sách, sau đó sắp xếp theo quyền lợi của mỗi nhà xác thực trong mạng, tức là số lượng SOL được stake (, trong đó trọng số cao hơn sẽ nằm ở tầng đầu tiên, và tiếp tục như vậy.
Nhóm nút: Sau đó, mỗi xác thực viên nằm trong lớp đầu tiên cũng sẽ tạo danh sách nút của riêng mình để xây dựng lớp đầu tiên của mình.
Hình thành lớp: Chia các nút thành các lớp từ đầu danh sách, bằng cách xác định hai giá trị độ sâu và độ rộng, có thể xác định hình dạng tổng thể của cây. Tham số này sẽ ảnh hưởng đến tốc độ lan truyền của shreds.
Nút có tỷ lệ quyền lợi cao hơn, khi phân chia cấp bậc, sẽ ở một cấp cao hơn, vì vậy có thể nhận được đầy đủ các shreds sớm hơn, lúc này có thể khôi phục lại khối đầy đủ, trong khi các nút ở cấp thấp hơn, do tổn thất trong quá trình truyền tải, khả năng nhận được các shreds đầy đủ sẽ giảm xuống, nếu những shreds này không đủ để xây dựng các mảnh đầy đủ, sẽ yêu cầu Leader truyền lại trực tiếp. Vào lúc này, dữ liệu truyền sẽ diễn ra trong nội bộ cây, và các nút ở lớp đầu tiên đã xây dựng xong xác nhận khối đầy đủ, vì vậy thời gian chờ đợi để các xác thực viên ở các lớp sau hoàn thành việc xây dựng khối và tiến hành bỏ phiếu sẽ càng lâu hơn.
Ý tưởng của cơ chế này tương tự như cơ chế nút đơn của nút Leader. Trong quá trình truyền phát khối, cũng có một số nút ưu tiên, những nút này sẽ nhận được shreds đầu tiên để lắp ghép thành khối hoàn chỉnh nhằm đạt được quá trình đồng thuận bỏ phiếu. Việc đẩy độ dư thừa xuống các tầng sâu hơn có thể làm tăng tốc độ Finality một cách đáng kể, đồng thời tối đa hóa thông lượng và hiệu suất. Bởi vì thực tế, một vài tầng đầu tiên có thể đại diện cho 2/3 số nút, do đó, việc bỏ phiếu của các nút tiếp theo sẽ trở nên không quan trọng.
![Giải thích lại kiến trúc kỹ thuật Solana: Liệu có迎来第二春吗？])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d55d3cfbc13036ed0d5747abb521cc1a.webp(
) SVM
Solana có thể xử lý hàng ngàn giao dịch mỗi giây, nguyên nhân chính là nhờ vào cơ chế POH, đồng thuận Tower BFT và cơ chế truyền dữ liệu Turbine. Tuy nhiên, SVM như là một máy ảo chuyển đổi trạng thái, nếu nút Leader trong quá trình thực hiện giao dịch mà SVM xử lý chậm, thì sẽ khiến toàn bộ thông lượng của hệ thống giảm, vì vậy đối với SVM, Solana đã đề xuất động cơ thực thi song song Sealevel để tăng tốc độ thực hiện giao dịch.
Trong SVM, lệnh được cấu thành từ 4 phần, bao gồm ID chương trình, lệnh chương trình cũng như danh sách tài khoản để đọc/ghi dữ liệu. Bằng cách xác định tài khoản hiện tại đang ở trạng thái đọc hay ghi và xem liệu các thao tác thay đổi trạng thái có xung đột hay không, có thể cho phép song song hóa các lệnh giao dịch của tài khoản mà không có xung đột về trạng thái, mỗi lệnh được biểu thị bằng Program ID. Và đây cũng là một trong những lý do tại sao yêu cầu đối với các validator của Solana rất cao, vì yêu cầu các validator có GPU/CPU có thể hỗ trợ SIMD( lệnh đơn nhiều dữ liệu) cũng như khả năng mở rộng vectơ cao cấp AVX.
![Giải thích lại kiến trúc công nghệ Solana: Liệu có迎来第二春吗？]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-e9bc35d0c790496c59c20979e5af1491.webp(
Phát triển hệ sinh thái
Trong quá trình phát triển hệ sinh thái Solana hiện tại, ngày càng hướng tới tính hữu ích thực tế, chẳng hạn như một dự án điện thoại thông minh và một cửa hàng ứng dụng hay thậm chí một thiết bị di động nào đó, trong khi hướng phát triển ứng dụng được chính thức hỗ trợ cũng nghiêng về các chương trình ứng dụng cho người tiêu dùng, thay vì sự nội chiến vô tận về cơ sở hạ tầng. Hiện tại, hiệu suất của Solana là đủ.