在历史上,基础设施市场,也可以称为资本工业市场,常常被描述为赢家通吃或者少数几家主导的情况。与此一致,在区块链领域的主要关注点之一自从近9年前以太坊首次出现作为智能合约平台以来,一直是不同虚拟机(VMs)之间的市场份额。每个时间段关于 VM 趋势和基础设施要求的持续辩论表明,具有不同主题的 VM 将继续出现和演变,进一步扩大区块链市场的蛋糕。
代表着 Solana 虚拟机(SVM)的 Solana,在这个背景下无疑是传递重要信息的一员。Solana 通过突显单体结构独特优势——简单性、价格实惠和速度——在一个看似注定由以太坊为中心的模块化区块链生态系统主导的市场中,为巩固综合区块链垂直领域做出了显著贡献。此外,Solana 正在开拓让链外用户采用区块链的入门流程,重点关注像 DePIN(去中心化物理基础设施网络)、移动和支付等领域。
“Solana 不再是替代品,OPOS(仅可能在 Solana 上实现)”, 这段句子表明了文章对 Solana 生态系统快速恢复的市场份额、Solana 展现出的韧性、其独特特点以及我们可以从 Solana 方法中学到的东西所进行的探索。
随着以太坊将其路线图转向以 Rollup 为中心的方法,模块化区块链的概念急剧上升,相关项目开始主导市场份额。模块化区块链的本质是将共识、执行、结算和数据可用性的角色分配给不同的协议,从而通过提高可扩展性和灵活的治理来克服综合区块链的局限性。
然而,模块化区块链结构的复杂性是一个关键缺点。考虑到单个交易通过各种协议处理的过程,这种复杂性包括:1) 持续检查兼容性和依赖关系,2) 通信成本增加,3) 难以迅速识别和解决未预测到的问题。这样的系统如何能够自信地稳定运行呢?要使基础设施稳定和可持续,它必须基本上简单。
Solana以简单性和可组合性为重点,引领综合区块链派别,充分体现了这一原则。自推出以来,Solana构建了一个独特的技术堆栈,优先考虑这些价值观,吸引了与以太坊生态系统有所区别的独特应用,并促进了一个不断增长的社区。
这展示了综合区块链方法在行业中的有效性和重要性,挑战了理想主义和学术氛围的流行,特别是在以以太坊为中心的行业,以真实用例为例。此外,这无疑影响了今天各种综合区块链的出现(例如 Sui、Aptos、Sei 等),并将继续如此。
Solana所倡导的简单性和可组合性,并不仅仅针对通过昂贵的硬件实现表面性能改进,而是针对设计一个网络,通过优化和简化软件和通信技术,确保实现接近单个节点的高效功能。
这种强调创建开发者友好环境的重视至关重要。开发者可以消除与应用构建的堆栈选择相关的所有复杂性,并确保各种智能合约之间的兼容性,从而优化他们的资源。低延迟、低费用以及并行处理的好处,导致了一个本地化的费用市场,消除了单个应用程序中潜在引起的通信效率低下的瓶颈。
此外,Solana在其简单的技术堆栈中提供了一系列内置功能,例如可配置的代币标准库、跨链互操作性以及用于代币余额查询的RPC,而无需依赖外部索引器,促进了应用之间的有机交互。
通过为开发者提供全面的技术、财务和运营支持计划,Solana为以产品为导向的开发者提供了一个理想的环境,加强了与Solana价值观一致的生态系统。
区块链技术固有地存在着不便之处,然而,其对现实世界的独特价值证明了在该生态系统内进行投入和建设的必要性。然而,如果没有采用,这种价值就变得毫无意义。Solana比任何其他主网更好地理解了这一点,可能更倾向于朝着实用性的方向发展,而不是过分受到区块链最初追求的原始价值观的影响。Solana对其区块链生态系统的愿景是“真正的采用”。
目前,Solana主要关注三个领域:DePIN、移动和支付,这些领域与我们日常生活基础设施密切相关。DePIN利用区块链的去中心化特性来维护和操作现实世界的基础设施网络,围绕Solana的叙事正在迅速形成。Solana低廉的费用和快速的处理速度特别适用于资本密集型的现实世界基础设施领域,如计算和存储辅助、电信、地图制作和数据中心。DePIN和支付的发展将极大地促进使用Web3功能构建现实世界基础设施,反过来,也将作为链外用户将其活动和资产引入Solana链上环境的主要入门方法。这些链外用户可以通过Saga移动设备自然地积累链上经验,并利用包括RWA在内的各种链上资产类别。
总之,Solana的生态系统不仅模糊了链外和链上空间之间的界限,还增强了每个领域的重要性。
加密行业在相对较短的时间内迅速增长,吸引了相当大的关注。在这一增长过程中经历的波动已成为行业参与者之间熟悉的现象。然而,Solana所面临的波动水平尤为异常 - 在2021年至2022年区块链繁荣的高峰期间,受到全球第二大加密货币交易所FTX及其负责人Sam Bankman-Fried(SBF)的支持,Solana迅速成长为市值排名第四的生态系统,不包括稳定币。然而,FTX的崩溃给Solana生态系统造成了重大打击,导致SOL代币的价格从顶峰下跌了97%。
尽管经历了如此严重的危机,但Solana正在重振其影响力。在开发者和公司的积极参与下,该生态系统比以往任何时候都更加强大。这一系列戏剧性事件之所以可能,要归功于Solana坚定的愿景和迅速的执行能力。
来源:Solana 白皮书
“光速共识的单分片全局同步状态机”
Solana的旅程始于2017年末。Anatoly Yakovenko利用他在高通公司的经验,研究了区块链技术,并发现了现有解决方案的一个重大问题:缺乏一个所有验证者都可以用于交易时间戳的无信任通用时钟。
因此,Anatoly提出了一种使用SHA-256循环编码时间流逝并通过这个数据结构在多个节点之间同步时钟的新方法。与传统的区块链相比,传统的区块链需要节点之间进行大量的通信来就交易时间达成一致并排序,而拥有一个全球可验证的时钟允许网络更简单地同步,并在交易到达时几乎立即进行处理。
这个想法化为“历史证明”(Proof of History,PoH),与Solana的假设相一致,即如果软件不阻碍硬件,整个网络性能可以随着硬件的进步而线性增加。如今,Solana能够每秒处理数千笔交易,区块时间记录在400-500毫秒,远高于现有区块链的性能水平。
最终,Solana采用了这种技术方法的目标是实现两个任务:一个可扩展的平台,可以处理高使用率和应用之间的可组合性。通过共享全球同步单一状态的综合区块链设计,开发人员可以更轻松地编写程序(即智能合约),从而简化应用程序开发并提高最终用户体验。
Solana的发展理念、利用多线程进行并行处理以及始终表现出色的网络性能在形成一个以务实开发者为中心的社区方面发挥了关键作用。当时区块链叙事氛围达到顶峰,DeFi和NFT繁荣所带来的对快速交易和低费用的需求,使得Solana成为以太坊的真正主网竞争对手。
然而,FTX的崩溃导致了这种局面的暂时停滞。当时,Solana与SBF密切相关,SBF公开支持Solana生态系统,并将像DEX项目Serum和通常在以太坊生态系统中找到的各种项目一样的项目引入Solana。在SBF的支持下,FTX发展成为全球第二大中心化交易所,从而增加了他在Solana内部的影响力。然而,FTX滥用公司资产和客户存款用于贷款和投资于其对冲基金Alameda Research,导致了其崩溃。这反过来将严重依赖于FTX的Solana生态系统置于崩溃的风险中。
尽管Solana的生态系统似乎在崩溃,但与Solana理念共鸣的建设者仍然存在。Solana在这种情况下采取的第一步行动是通过解决技术方面的问题,增强网络的稳定性和对开发者友好的环境,从而恢复社区的信任。
3.2.1 技术方面
Solana网络的结构容易受到垃圾邮件攻击,导致网络经常中断。这个问题主要源于网络设计意图,即最大化通信速度,例如廉价的固定费用系统和预定的领导节点系统。为解决这些问题,Solana采取了措施进行改进,包括引入QUIC(Quick UDP Internet Connections)、加权抵押(Quality of Service)和本地化费用市场等。
QUIC
Solana网络在RPC与领导节点之间的通信中采用了自定义的UDP协议。这种方法简化了通信过程并加快了传输速度,但由于无法确认数据包的传送(即确认)和识别源IP,缺乏可靠性和控制元素,容易导致垃圾邮件攻击。UDP的特性适用于连续性关键的服务,如实时流媒体,但在要求安全性和稳定性的区块链环境中却不合适。
为了解决这些问题,Solana决定采用谷歌开发的QUIC协议。QUIC是一种基于UDP的新型通信协议,保留了UDP的优点,同时简化了TCP的连接流和握手过程。因此,QUIC允许Solana实现可靠的通信,仅对存在数据包丢失的流进行请求重传,而不中断其余数据包的传输,显著增强了网络效率。
加权抵押的QoS
QoS在网络处理请求超过其处理能力时,会对某些类型的流量进行优先处理。引入QUIC后,关于其使用的讨论出现了 - Solana的领导节点之前使用UDP处理事务,无论其来源如何都会处理到达的事务。但是,使用QUIC后,Solana的领导节点现在可以识别请求事务的IP,从而允许它们为某些连接指定和限制流量优先级。
流量限制的程度与抵押的SOL数量成正比,这是加权抵押QoS政策的本质。也就是说,验证节点可以传输的最大数据包数量与其在Solana网络上抵押的SOL令牌数量成正比,从而增加了超过单个节点事务上限的事务被领导节点丢弃的可能性。此方法旨在1)阻止造成垃圾邮件攻击的恶意验证节点,并2)鼓励具有高事务需求的验证者抵押更多的SOL令牌,增强Solana的安全性和对SOL令牌的需求。
本地化费用市场
尽管Solana采用了固定的燃气费政策,保持了稳定的费用优势,但激烈的区块空间竞争可能会导致交易失败,或者用户为了确保其交易成功而进行网络垃圾邮件攻击。为解决这个问题,Solana生态系统开始讨论引入费用市场系统。该系统允许用户在其费用上增加溢价,以确保其交易被快速处理,从而抑制垃圾邮件活动并提高网络效率。
来源:Visa
进一步而言,Solana采用了本地化费用市场方法,将其限制在特定的应用程序或市场上,以在某些操作需求增加区块空间竞争时最小化整体网络影响。这个逻辑是可能的,因为每个Solana交易事先指定了要修改的特定账户的状态部分,并且交易可以并行处理。例如,即使由于高需求而导致铸造特定NFT的燃气费飙升,也不会影响与铸造无关的其他账户的费用市场,比如令牌转账。目前,本地化费用市场适用于特定的应用程序、市场和AMM池,在“热点”中,由于过多的交易而导致的费用竞争激烈,个别程序每个区块可以使用的最大计算单元(CU)限制为25%。
讨论继续完善本地化费用市场,包括费用结构,目前的费用政策如下。
此外,SIMD-003讨论引入动态基础费用,进一步防止垃圾邮件问题,而SIMD-0096建议将领导者支付的优先费用的全部金额,包括应该销毁的50%。
3.2.2 生态系统与运营方面
生态系统与运营方面
除了这些技术努力之外,Solana吸引市场兴趣并重获信任的能力归功于积极开展可以充分利用其技术堆栈的领域,并培育以开发者为中心的社区。
加强社区情感
Solana社区通过基金会、黑客马拉松和Superteam Earn等各种平台,积极为热衷于为生态系统做出贡献的开发者提供必要的资源和支持。它的运营原则是“对开发者的利益对于可持续的生态系统发展至关重要”。
作为其中的一部分,由LamportDAO社区创建的一个名为BONK的迷因币空投了其总配额的5%,留给了希望重建Solana生态系统的开发者。这个迷因代币帮助统一了社区,随着开发者重建生态系统,迷因代币得到了推动,并在某一时点的最低价上涨了15,680%,创下了纪录性的价格增长。BONK代币价格的上涨引发了对Solana及其生态系统兴趣的良性循环,最终导致了对Saga移动设备用户空投3000万个BONK代币的提案,进一步提升了市场对BONK和Solana生态系统的兴趣。
在此背景下,像Jito(MEV解决方案客户端和质押平台)、Pyth Network(预言机网络)和Jupiter(去中心化交易所)等协议也宣布了空投策略,刺激了市场对Solana的兴趣。生态系统内的其他协议,包括Tensor、marginfi、Zeta、Parcl,也宣布了积分政策,通过聚集Solana生态系统参与者对空投的期望,为生态系统的活力做出了贡献。
这些案例是如何通过尊重社区的文化与卓越的产品设计相结合,为生态系统注入新活力的重要例证。
Web2基础设施的方法
随着2021-22年区块链热潮的逐渐消退,市场留下的一个重要问题是“为什么使用区块链?”因此,每个主网开始进一步巩固其身份,并讨论实现真正采用的措施。在这种背景下,吸引市场对Solana产生了巨大兴趣的另一个因素是,它迅速执行各种倡议,实际上将现实世界的基础设施与链上世界桥接起来,而不仅仅是思考这些问题。
来源:Solana
在这些举措中,DePIN和Mobile尤为突出。正如介绍中所解释的那样,DePIN利用区块链技术的去中心化特性来维护和操作真实的基础设施。Solana正在独特地开拓DePIN领域,创造其叙事。这不仅旨在提出可以用Web3的语法替代/补充现实世界基础设施的使用案例,而且还构建了一个漏斗,将链外用户引入Web3世界,使他们能够体验Web3。为了为这些用户提供Solana生态系统的聚合体验,Solana推出了Saga系列移动设备,其中包含应用商店和各种功能,可以为这些用户提供Solana生态系统的聚合体验。第一代Saga系列于2022年发布,最初销售低迷,但随着BONK代币新闻和Solana生态系统的活力传播,到12月份已经售罄。截至2月13日,于2025年上半年发布的第二代系列的预购量已超过10万。
第二个领域是支付。事实上,基于P2P的区块链加密资产支付经常被提及为可以有意义地解决传统金融系统的中介问题、高费用和交易速度慢等问题的使用案例。Solana定位自己为最适合加密资产支付的区块链,其多线程并行处理、快速处理速度和低交易成本为此提供了支持Solana正在积极加强在这一领域的倡议,使区块链交易像信用卡支付一样直观简单 - Circle的USDC早就宣布与Solana达成官方合作关系,而2022年2月宣布推出的开源项目Solana Pay使各种应用程序能够构建加密资产支付功能。Solana Pay的插件已经与Shopify、Citcon、Checkout.com等集成,而Visa宣布将Solana纳入其稳定币支付基础设施中。
客户多样性和验证者去中心化的倡议
此外,基于验证者客户多样性增强网络稳定性和安全性的原则,Solana通过各种验证者客户的倡议来提高网络的韧性 - 客户多样性可以最小化单个软件缺陷对整个网络的影响,因为一个客户中存在的错误或漏洞可能在另一个客户中找不到。 Solana最初作为Solana Labs的单一客户端开始,随着由Jito Labs在2022年8月发布的第二个客户端Jito-Solana和Jump Crypto开发的基于C/C++的独立验证客户端Firedancer的测试版本的发布,Solana开始实现客户端多样性。
此外,Tinydancer是一种低成本的精简客户端,可以以低成本进行交易验证,并且也受到了极大关注,特别是因为它有助于消除对于分散化并没有真正发生的误解。这是因为运行Solana节点通常需要高硬件规格 - 优化硬件规格以增强Solana网络的性能至关重要,但根据Vitalik的《终局》文章,降低节点操作规格以使更多人产生区块并不利于网络的可扩展性、质量和稳定性*。
*操作 Solana 节点的推荐规格如下:
**以太坊提出的PBS(Proposer—Builder Separation)结构也是基于这样的背景。
尽管需要高规格硬件,但托管着约2,900个Solana节点的数据中心非常分散,而纳卡莫托系数,指的是可能对链产生操作问题的验证者数量,仍然维持在约20左右。尽管地理上集中在美国周围,但根据 Moore 法则进行的软硬件持续优化以及基于去中心化相关标准运行的委托计划表明,Solana正在逐渐实现去中心化。
总之,作为除了以太坊之外拥有多个独立验证者客户端的少数几个链之一,Solana在去中心化方面持续努力,并寻求网络持续稳定。
Solana一直在巩固其内部基础,并积极扩大其业务范围。这一过程为吸引机构投资者提供了足够的元素,ARK Invest CEO Cathie Wood公开表达了对Solana愿景的积极态度,而Grayscale的Solana信托产品则飙升了869%。实质上,Solana凭借一贯的愿景和迅速的执行,证明了其挽救看似处于危机之中的生态系统的潜力。
在本节中,我们深入探讨Solana技术堆栈中坚定支持其不变愿景并推动其生态系统复苏的要素。
4.1.1 语言
来源: Solana
Solana旨在在表面上降低费用和区块时间,同时在技术上优化软件以适应硬件。这一使命要求对程序(即智能合约)的编程语言进行谨慎选择,最终采用了Rust - 因其并发性、内存安全性、低级控制和强大的类型系统而闻名,该类型系统可防止类型错误,并确保代码安全可预测。
然而,Solana最终的目标是创建一个环境,所有LLVM*(低级虚拟机)兼容的语言都可以互换使用。因此,虽然Solana的首选编程语言基本上是Rust,但LLVM允许使用其他语言(如C或C++)编写的代码被转换为可在Solana上执行的机器代码。
对于与Solana网络的客户端通信,开发人员可以利用构建在JSON RPC API上的各种SDK,这些SDK支持诸如Java、C#、Python、Go或Kotlin等语言。
4.1.2 核心创新
Solana采用了八种核心技术,以确保从用户提交交易到区块生成整个过程的顶级速度。为了帮助理解它们,让我们简要概述一下Solana的共识机制是如何工作的。
*Solana的速度如此之快,以至于它有一个领导者轮换计划,以确保领导者提前一轮周期知晓,以确保区块不会延迟或过时。
**这将在下面的历史证明部分进一步阐明。
历史证明
正如简介中简要提到的,PoH的本质是验证者独立生成所有交易顺序的全局时钟参考。例如,将先前的哈希(即hash1)进行哈希处理以生成hash2(即sha256(hash1))直观地表示hash1在hash2之前。Solana将这个过程称为“序列”。
来源:Solana 白皮书
这种顺序散列数据结构可以作为时间流逝的证明,允许验证者轮换领先验证者,而无需与其他人共享经过的时间。这就是为什么采用 PoH 的 Solana 可以比其他区块链拥有更短的出块时间。
来源:Solana 白皮书
生成这个序列仅通过单核处理是可能的,因为需要引用先前的输出哈希,但验证可以通过多核完成,因为其逻辑很简单 - 哈希计算。因此,它实现了Solana的“每个节点对硬件线性可扩展验证”的理念。
因此,PoH更类似于全局时钟数据结构或使用顺序哈希函数实现的可验证延迟函数(VDF),而不是共识算法,Solana实际上使用Tower BFT DPoS作为共识算法。
Tower BFT DPoS
Tower BFT可以描述为通过PoH进行了优化的PBFT版本。Tower BFT利用Solana的PoH作为全局时钟来预先确定顺序,专注于共识过程,显著减少了消息传输开销和延迟。通过Tower BFT,验证者达成共识的过程如下。
在固定的时隙持续时间内(即~400毫秒),验证者投票选择他们认为准确的分类帐版本,并且舍弃他们认为不正确的版本,而无需进行P2P通信。随着在某一时间点之后对后续时隙的投票,回滚到先前区块所需的超时时间会翻倍。这意味着随着大多数验证者投票的PoH序列的持续,回滚变得越来越困难 - 例如,如果所有验证者在过去的14秒(14,000ms / 400ms = ~35个时隙)内投票了35次,则网络的有效时间限制将是约435年(2^35*0.4/3600/24/365),使得回滚几乎不可能。
因此,只有“最重的序列”,即因为大多数验证者投票而最难回滚的序列,才会留在区块链中,并且投票给该序列的验证者将获得奖励。简而言之,由于PoH,具有Tower BFT的验证者可以异步计算超时,无需进行P2P通信,确保投票及时进行,保持网络的活力,并减少分叉的可能性。
*投票的权重基于每个验证者在网络中持有的质押金额。
Gulf Stream
与其他区块链不同,由于交易吞吐量高,Solana不需要公共内存池来保存用户的交易,因此区块空间相对不会紧缺。相反,当用户提交交易时,RPC服务器将其转换为QUIC*数据包,并立即将其转发到即将成为下一轮领导者的验证者。这种被称为Gulf Stream的方法允许快速的领导者转换和交易的预执行,减少了其他验证者的内存负载。
*最初使用UDP,在2022年中期更新为QUIC,如前所述。
Sealevel & Cloudbreak
Sealevel是Solana中实现多线程并行处理的核心技术,与基于EVM或WASM的运行时不同。它依赖于每个交易中的“指令”,其中包含Solana网络的全局状态信息的账户数组。交易根据每个账户声明的读/写状态进行预分类,以实现并行处理。
顺便说一下,即使是任何传统数据库,要以一种方式组织账户数据库,使其可以被多个线程同时读写,都是非常困难的。为此,Solana开发了Cloudbreak,通过以特定方式对账户数据结构进行分区,以最大程度地利用SSD的高效性能,并采用内存映射文件,从而实现了对顺序操作速度的利用。
*正如之前提到的,Sealevel中的这种并行处理逻辑也是实现Localized Fee Market的原因之一。
流水线化
在Solana区块链中,流水线技术是一种将数据输入流(例如提前由下一位领导者接收的QUIC数据包)分成在硬件不同部分运行的多个进程的技术。
流水线过程如下。
Solana 通过流水线技术最大限度地提高硬件利用率并提高效率,加快区块的验证和传输速度。
Turbine
交易处理完成后,领导者必须将更改后的状态传播给每个验证者。如果大量数据要单独发送给许多验证者,那将会非常低效。为解决此问题,Solana采用一种称为Turbine的技术,类似于BitTorrent技术。简单来说,这项技术涉及领导者将QUIC数据包(可选附带纠错码)分成较小的数据包,并以分层结构分发给验证者。
例如,考虑一个128MB的区块。为了处理这个区块,领导者将其分成2,048个64KB数据包,并分发给一些验证者。这些验证者将数据包传递给其他同事验证者,称为邻居 - 最初接收数据包的验证者是从拥有高SOL代币抵押比率的节点中选择的。验证者将其收到的数据的一部分递归地传递给下一组邻居。这种架构允许最初由领导者传输的数据最终以指数级比例的邻居群大小(即n)随着阶段的加深而传播到许多验证者。随着邻居群的大小增加,连接网络所需的步骤以对数比例减少,从而实现了快速数据传播。
特别是在一些处于较高级别的验证者进行恶意活动的情况下(例如,Eclipse攻击),他们可能会对整个网络产生相对较大的影响。因此,网络采用了每次通过不同随机路径发送数据包的方法。
归档器(账本复制器)
Solana的归档器用于存储网络每年产生的大约4PB的数据。它们可以被视为一种轻客户端,不会下载整个Solana账本,而只存储其中的一部分,允许具有不同硬件要求的广泛验证者参与。
当归档器被分配存储的数据时,它们通过基于Filecoin的Proof of Replication(PoRep)技术来验证数据的真实性。归档器向网络宣布其存储空间,并因存储和验证分配数据而获得多达3%的通胀作为奖励。
之前讨论的关键技术使得Solana成为构建在其网络上的应用程序的理想基础设施,实现了快速交易处理、并行执行环境和低延迟。然而,Solana的高吞吐量也可能对网络稳定性构成挑战,例如MEV机器人或垃圾邮件攻击。为了应对这一挑战,Jito于2022年8月成为Solana的第二个客户端,以解决MEV提取的低效率和集中式流动性抵押协议问题,有助于网络稳定和去中心化。
此外,即将推出的性能增强型客户端,如Jump Crypto的Firedancer,以及Tinydancer,这是一个轻量级客户端,允许许多用户使用较低的硬件规格验证交易,将丰富Solana网络内的客户端多样性。
4.2.1 Jito-Solana
Jito-Solana 激活了 MEV 市场,类似于以太坊中 Flashbots 的 MEV-boost 解决方案。然而,由于 Solana 的独特设计,缺乏内存池,并且主要以先到先服务的方式处理交易,与以太坊相比,区块时间明显更快,因此 Jito-Solana 的运作方式有所不同。
Jito 的 MEV 客户端引入了一个虚拟内存池,每 200 毫秒进行一次拍卖,从而简化了 MEV 提取过程。借助 Jito-Solana,搜索者可以通过块引擎检查交易并模拟捆绑,然后通过专用处理管道接近领导节点。这种交易捆绑和区块拍卖的链下处理最大限度地减少了对网络拥塞的影响。
自2022年8月推出以来,Jito-Solana的采用率稳步增长,截至本文撰写时已达到65%。
此外,Jito还在其MEV解决方案中引入了流动性质押机制(即JitoSOL),将MEV收益扩展到其用户,并促进DeFi生态系统的扩展。他们旨在通过StakeNet以无需许可的方式应用JitoSOL操作。
4.2.2 Firedancer
Firedancer是由Jump Crypto团队开发的全新验证器客户端,完全重新使用C和C++实现Solana Labs的客户端。它旨在通过软件优化提高性能,并增加生态系统中验证器客户端的多样性。其演示版本在2022年11月的Breakpoint会议上展示,显示其处理能力达到每秒120万个交易(重复后为60万个)。
来源: Syncracy
根据Syncracy的《Solana Thesis – The Fastest Horse Rises From the Ashes》报告,使用Firedancer可能会略微增加节点运营成本,但通过达到约55,000 TPS的竞争性TPS/节点成本比率。
Firedancer与现有客户端之间的一个重要区别是其模块化架构,由许多称为“瓦片(Tiles)”的单独进程组成,允许对每个进程进行优化。目前,Firedancer正在通过名为Frankendancer的混合客户端在测试网环境中进行测试,该客户端将现有客户端的最新运行时环境和共识模块应用于Firedancer的架构中。
*我们需要等待并观察其正式上线后的表现,但如果Firedancer的表现明显优于现有客户端,节点运营者的客户端选择可能会偏向于Firedancer,实际上可能无法实现客户端的多样性。
4.2.3 Tinydancer
Solana网络缺乏轻量级客户端功能,无法在不运行完整节点的情况下进行状态验证,从而限制了其验证能力。为了解决这个问题,正在开发中的轻量级客户端Tinydancer使得以较低成本进行交易验证成为可能,而无需下载整个区块或执行交易。它在检测到可疑交易时会向其依赖的完整节点发出警报。
将像Tinydancer这样的轻量级客户端引入Solana网络是一个重要的里程碑,因为Solana网络对节点操作具有较高的硬件要求,这可以提升其可访问性和验证潜力。尽管Tinydancer的设计尚未最终确定,但观察Solana能否向更广泛的用户群提供实质性的验证能力,实现“通过可负担的验证实现去中心化”仍有待观察。
拥有各种客户端至关重要,因为少数客户端软件中存在的任何固有代码缺陷都可能对整个网络造成灾难性的破坏。观察当前和即将推出的客户端如何演变以优化Solana网络性能将会很有趣,但这些倡议正在进行中的事实无疑是Solana网络的一个积极发展。
Solana不仅为开发者提供了一个完善的技术栈,正如前面介绍的那样,还提供了丰富的工具包和一套标准,以支持在Solana平台上开发各种应用的高效开发。总的来说,主要的框架包括:
此外,还有像Geyser、Sologger和IronForge这样的记录器,由BankRun.js提供的更丰富的程序测试环境,以及名为Solana Playground的基于Web的IDE,还有许多其他文档、框架和工具可用。
考虑到所介绍框架的广泛范围,以下是一些使Solana的独特特性显着突出或值得期待的标准和子框架:
4.3.1 Token 2022(代币扩展)
尽管以太坊自由提出各种代币标准,但Solana一直使用单一的SPL代币标准,相比以太坊,这限制了标准扩展的灵活性。随着区块链的发展和对复杂代币功能需求的迅速增加(例如RWA),Solana Labs开发了一种新的代币标准,“Token 2022(扩展)”,嵌入到协议层以解决这些不足。
这个新标准为现有的SPL代币添加了可配置功能,以支持各种用例,无需额外的库。代币扩展类型包括1)铸币扩展和2)地址扩展。
前者扩展了代币的功能,包括用于在代币转移时条件执行程序的Transfer Hook,将费用指向指定账户的Transfer Fee,丰富的元数据,以及诸如不可转让代币和机密转移等功能。后者包括与账户管理相关的功能,如不可变的所有者,以防止重新分配账户所有权,以及默认账户状态,用于设置需要与项目进行特定交互才能使用账户和资产的账户状态。
Solana Labs的论文详细描述了功能和用例。然而,从功能角度来看,可通过Token Extension实现的标准已经在以太坊的ERC标准空间内讨论或采用,但仍未涵盖以太坊的标准范围。然而,一个关键的区别是,与以太坊的应用级ERC标准不同,Token Extension是在协议层实现的。这带来了重大的优势,因为开发人员可以快速配置程序,而不必担心在不同应用程序之间的兼容性问题(我们已经看到了以太坊的ERC-4337账户抽象标准在应用层部署时的碎片化利用情况)。
截至撰写本文时,Token Extension的主网部署计划定于2024年冬季,可通过此链接获取更新。
4.3.2 xNFT(可执行NFT)
任何与区块链互动过的人都知道,用户体验还有很长的路要走。这里介绍的标准具有广泛的采用潜力,可以显著提升用户体验。
xNFT 由 Coral 开发人员为 Solana 区块链开发,代表“可执行”资产或代码。简而言之,通过 xNFT 插件实现代码会将其转变为功能正常的 Web3 应用程序资产。
珊瑚建造了”Backpack” 作为 xNFT 可以运行的环境,类似于集成各种 web3 应用程序(即 xNFT)的超级应用钱包,无需单独的连接或移动。
来源:Backpack应用
目前,已有约90个应用以xNFT格式发布,涵盖了游戏、NFT、DeFi等多个领域。基于React提供的Backpack和xNFT标准完全开源,如果更多xNFT被接入并扩展对各种区块链的支持,可能会为去中心化应用市场带来重大的用户体验创新。最近,Backpack在季前测试版中将Backpack Exchange整合到其界面中,在首日交易额达到3亿美元,证明了其潜力。
4.3.3 状态压缩
在Solana网络上存储数据需要打开代币账户并支付租金。虽然发布少量数据的成本可能微不足道,但大数据量则成为一个问题。状态压缩是通过将Solana Labs的账户压缩和Metaplex的Bubblegum程序结合起来设计的,用于解决这些问题。
状态压缩使用Merkle树结构在叶节点处对每个资产的元数据进行哈希处理,并将结果根哈希存储在账本顶部。这种方法可以利用更便宜的区块链账本空间进行安全数据存储,而不是昂贵的账户空间,特别适用于NFT,因为其具有大量信息管理的特性。
因此,压缩的NFT(即cNFTs)遵循与未压缩的NFT相同的元数据模式,但它们本身并不是SPL代币;它们只包含了用于潜在解压缩的标识符。将cNFT转换为标准的Solana NFT的解压缩过程是单向的,并通过Metaplex的Bubblegum程序实现。
然而,由于cNFT数据存储在链外,因此需要一个单独的程序来定义交互方法,而这个过程依赖于RPC提供者,可能会产生额外的成本。修改cNFT还涉及复杂和昂贵的过程,比如通过加密证明对链外数据进行更改的授权。
4.3.4 Solana Pay
Solana Pay是一个开源的JavaScript库,简化了在Solana区块链上的加密货币支付。它使用令牌转移URL方案,使企业或开发人员能够直接接受SOL或SPL代币的支付,无需中介。提供了诸如支付链接、“立即支付”按钮或二维码等集成选项。
来源:Yash Agarwal
如前所述,Solana Pay的插件已与Shopify、Citcon、Checkout.com等100多家公司/项目集成。
4.3.5 Solana Mobile Stack
来源 SMS文档
Solana Mobile Stack(SMS)是由 Solana 基金会提供的一组开源 SDK,用于在 Saga 系列移动设备上开发应用程序。SMS 包括以下主要组件。
除了这些技术栈之外,SMS 文档提供了一系列语言/开发框架的 SDK,包括 React Native、Kotlin、Flutter、Unity、Unreal Engine 和 Solana KMP。Solana旨在通过提供 Saga 系列搭载的 SMS 功能,将区块链在移动环境中的使用推广,并通过整合 DePIN 服务、DeFi 应用程序和 Backpack 等功能,促进零售金融领域的发展。
互联网速度的发展与应用之间存在着密切的关系 - 在互联网的早期阶段,带宽有限和传输速度较慢导致网页加载时间较长,降低了用户对多媒体内容的可访问性。这种环境促进了开发简单的网络应用,重点是交换基于文本的信息。
然而,随着宽带互联网的引入和数据网络技术的进步,互联网速度得到了显著提高,应用程序的复杂性和功能性也得到了增强。这使得各种高带宽应用程序的使用成为可能,如 Netflix 的视频流服务、在线游戏、大文件共享、实时通讯和协作工具。从根本上讲,互联网速度的提升彻底改变了数字内容的消费方式,促进了新应用和服务的发展。
我们似乎再次通过 Solana 经历着这样的氛围 - 利用其消费者/开发者友好的优势,同时逐渐提高其去中心化程度,Solana 在生成创世区块后仅仅四年时间就创造了一个拥有超过 700 个去中心化应用的生态系统。
然而,这只是一个开始。Solana 的愿景远不止于此,它构建了一个能够创造前所未有价值的基础设施,从优化软件硬件到引入各种客户端,再到预期中的 xNFT 和 Backpack 的 UX 创新以及 Solana Mobile Stack 提供的集成体验。这将极大地催生更多创新型应用。
虽然每个项目的详细介绍将在单独的文章中进行,但在本文的后续部分,我们将简要介绍一些基于 Solana 当前进展最令人期待的项目。
许多人包括Solana联合创始人Raj Gokal,将Solana描述为“加密世界的苹果”,强调了软件和硬件之间的和谐,专注于性能和用户体验。这种类比可能使Solana的愿景更具可读性。然而,具有讽刺意味的是,让Solana变得更加令人兴奋的不是它与苹果的相似之处,而是它们之间的差异 - Solana和苹果的方法完全相反。
苹果基本上销售硬件,使软件本质上成为销售硬件的手段。即使在iPod的推出期间,这标志着苹果令人瞩目的征程中的一个重要里程碑,苹果也采取了一种结合软件iTunes的方法来展示其硬件体验。然而,Solana采取了一种相反的方法,旨在整合硬件,以实现一个Web3体验,在这个体验中,许多完全可组合的应用程序被有机地相互连接。因此,与苹果的方法相比,Solana的方法被认为更为复杂和雄心勃勃,不仅通过方便的用户体验来寻求创新,而且通过软件本身提供新的体验。
最后,如果技术没有被使用,那么它就是毫无价值的。要简单地思考。我们从区块链中寻求的主要价值之一是,它可以作为0创新的互联网基础设施,以各种方式补充现实世界的系统。
尽管比特币和以太坊已经为区块链未来呈现出了理想的愿景,但Solana正在思考如何实际应用这一过程,并且是首个积极开拓实际应用领域的协议。也许我们已经过度关注了Vitalik定义的区块链三难问题,将我们对每个区块链在该光谱中的位置的想象力限制在了那里。最终,创造最重大价值的协议将是最能理解用户和开发者需求,并将这些体验实现的协议。
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在历史上,基础设施市场,也可以称为资本工业市场,常常被描述为赢家通吃或者少数几家主导的情况。与此一致,在区块链领域的主要关注点之一自从近9年前以太坊首次出现作为智能合约平台以来,一直是不同虚拟机(VMs)之间的市场份额。每个时间段关于 VM 趋势和基础设施要求的持续辩论表明,具有不同主题的 VM 将继续出现和演变,进一步扩大区块链市场的蛋糕。
代表着 Solana 虚拟机(SVM)的 Solana,在这个背景下无疑是传递重要信息的一员。Solana 通过突显单体结构独特优势——简单性、价格实惠和速度——在一个看似注定由以太坊为中心的模块化区块链生态系统主导的市场中,为巩固综合区块链垂直领域做出了显著贡献。此外,Solana 正在开拓让链外用户采用区块链的入门流程,重点关注像 DePIN(去中心化物理基础设施网络)、移动和支付等领域。
“Solana 不再是替代品,OPOS(仅可能在 Solana 上实现)”, 这段句子表明了文章对 Solana 生态系统快速恢复的市场份额、Solana 展现出的韧性、其独特特点以及我们可以从 Solana 方法中学到的东西所进行的探索。
随着以太坊将其路线图转向以 Rollup 为中心的方法,模块化区块链的概念急剧上升,相关项目开始主导市场份额。模块化区块链的本质是将共识、执行、结算和数据可用性的角色分配给不同的协议,从而通过提高可扩展性和灵活的治理来克服综合区块链的局限性。
然而,模块化区块链结构的复杂性是一个关键缺点。考虑到单个交易通过各种协议处理的过程,这种复杂性包括:1) 持续检查兼容性和依赖关系,2) 通信成本增加,3) 难以迅速识别和解决未预测到的问题。这样的系统如何能够自信地稳定运行呢?要使基础设施稳定和可持续,它必须基本上简单。
Solana以简单性和可组合性为重点,引领综合区块链派别,充分体现了这一原则。自推出以来,Solana构建了一个独特的技术堆栈,优先考虑这些价值观,吸引了与以太坊生态系统有所区别的独特应用,并促进了一个不断增长的社区。
这展示了综合区块链方法在行业中的有效性和重要性,挑战了理想主义和学术氛围的流行,特别是在以以太坊为中心的行业,以真实用例为例。此外,这无疑影响了今天各种综合区块链的出现(例如 Sui、Aptos、Sei 等),并将继续如此。
Solana所倡导的简单性和可组合性,并不仅仅针对通过昂贵的硬件实现表面性能改进,而是针对设计一个网络,通过优化和简化软件和通信技术,确保实现接近单个节点的高效功能。
这种强调创建开发者友好环境的重视至关重要。开发者可以消除与应用构建的堆栈选择相关的所有复杂性,并确保各种智能合约之间的兼容性,从而优化他们的资源。低延迟、低费用以及并行处理的好处,导致了一个本地化的费用市场,消除了单个应用程序中潜在引起的通信效率低下的瓶颈。
此外,Solana在其简单的技术堆栈中提供了一系列内置功能,例如可配置的代币标准库、跨链互操作性以及用于代币余额查询的RPC,而无需依赖外部索引器,促进了应用之间的有机交互。
通过为开发者提供全面的技术、财务和运营支持计划,Solana为以产品为导向的开发者提供了一个理想的环境,加强了与Solana价值观一致的生态系统。
区块链技术固有地存在着不便之处,然而,其对现实世界的独特价值证明了在该生态系统内进行投入和建设的必要性。然而,如果没有采用,这种价值就变得毫无意义。Solana比任何其他主网更好地理解了这一点,可能更倾向于朝着实用性的方向发展,而不是过分受到区块链最初追求的原始价值观的影响。Solana对其区块链生态系统的愿景是“真正的采用”。
目前,Solana主要关注三个领域:DePIN、移动和支付,这些领域与我们日常生活基础设施密切相关。DePIN利用区块链的去中心化特性来维护和操作现实世界的基础设施网络,围绕Solana的叙事正在迅速形成。Solana低廉的费用和快速的处理速度特别适用于资本密集型的现实世界基础设施领域,如计算和存储辅助、电信、地图制作和数据中心。DePIN和支付的发展将极大地促进使用Web3功能构建现实世界基础设施,反过来,也将作为链外用户将其活动和资产引入Solana链上环境的主要入门方法。这些链外用户可以通过Saga移动设备自然地积累链上经验,并利用包括RWA在内的各种链上资产类别。
总之,Solana的生态系统不仅模糊了链外和链上空间之间的界限,还增强了每个领域的重要性。
加密行业在相对较短的时间内迅速增长,吸引了相当大的关注。在这一增长过程中经历的波动已成为行业参与者之间熟悉的现象。然而,Solana所面临的波动水平尤为异常 - 在2021年至2022年区块链繁荣的高峰期间,受到全球第二大加密货币交易所FTX及其负责人Sam Bankman-Fried(SBF)的支持,Solana迅速成长为市值排名第四的生态系统,不包括稳定币。然而,FTX的崩溃给Solana生态系统造成了重大打击,导致SOL代币的价格从顶峰下跌了97%。
尽管经历了如此严重的危机,但Solana正在重振其影响力。在开发者和公司的积极参与下,该生态系统比以往任何时候都更加强大。这一系列戏剧性事件之所以可能,要归功于Solana坚定的愿景和迅速的执行能力。
来源:Solana 白皮书
“光速共识的单分片全局同步状态机”
Solana的旅程始于2017年末。Anatoly Yakovenko利用他在高通公司的经验,研究了区块链技术,并发现了现有解决方案的一个重大问题:缺乏一个所有验证者都可以用于交易时间戳的无信任通用时钟。
因此,Anatoly提出了一种使用SHA-256循环编码时间流逝并通过这个数据结构在多个节点之间同步时钟的新方法。与传统的区块链相比,传统的区块链需要节点之间进行大量的通信来就交易时间达成一致并排序,而拥有一个全球可验证的时钟允许网络更简单地同步,并在交易到达时几乎立即进行处理。
这个想法化为“历史证明”(Proof of History,PoH),与Solana的假设相一致,即如果软件不阻碍硬件,整个网络性能可以随着硬件的进步而线性增加。如今,Solana能够每秒处理数千笔交易,区块时间记录在400-500毫秒,远高于现有区块链的性能水平。
最终,Solana采用了这种技术方法的目标是实现两个任务:一个可扩展的平台,可以处理高使用率和应用之间的可组合性。通过共享全球同步单一状态的综合区块链设计,开发人员可以更轻松地编写程序(即智能合约),从而简化应用程序开发并提高最终用户体验。
Solana的发展理念、利用多线程进行并行处理以及始终表现出色的网络性能在形成一个以务实开发者为中心的社区方面发挥了关键作用。当时区块链叙事氛围达到顶峰,DeFi和NFT繁荣所带来的对快速交易和低费用的需求,使得Solana成为以太坊的真正主网竞争对手。
然而,FTX的崩溃导致了这种局面的暂时停滞。当时,Solana与SBF密切相关,SBF公开支持Solana生态系统,并将像DEX项目Serum和通常在以太坊生态系统中找到的各种项目一样的项目引入Solana。在SBF的支持下,FTX发展成为全球第二大中心化交易所,从而增加了他在Solana内部的影响力。然而,FTX滥用公司资产和客户存款用于贷款和投资于其对冲基金Alameda Research,导致了其崩溃。这反过来将严重依赖于FTX的Solana生态系统置于崩溃的风险中。
尽管Solana的生态系统似乎在崩溃,但与Solana理念共鸣的建设者仍然存在。Solana在这种情况下采取的第一步行动是通过解决技术方面的问题,增强网络的稳定性和对开发者友好的环境,从而恢复社区的信任。
3.2.1 技术方面
Solana网络的结构容易受到垃圾邮件攻击,导致网络经常中断。这个问题主要源于网络设计意图,即最大化通信速度,例如廉价的固定费用系统和预定的领导节点系统。为解决这些问题,Solana采取了措施进行改进,包括引入QUIC(Quick UDP Internet Connections)、加权抵押(Quality of Service)和本地化费用市场等。
QUIC
Solana网络在RPC与领导节点之间的通信中采用了自定义的UDP协议。这种方法简化了通信过程并加快了传输速度,但由于无法确认数据包的传送(即确认)和识别源IP,缺乏可靠性和控制元素,容易导致垃圾邮件攻击。UDP的特性适用于连续性关键的服务,如实时流媒体,但在要求安全性和稳定性的区块链环境中却不合适。
为了解决这些问题,Solana决定采用谷歌开发的QUIC协议。QUIC是一种基于UDP的新型通信协议,保留了UDP的优点,同时简化了TCP的连接流和握手过程。因此,QUIC允许Solana实现可靠的通信,仅对存在数据包丢失的流进行请求重传,而不中断其余数据包的传输,显著增强了网络效率。
加权抵押的QoS
QoS在网络处理请求超过其处理能力时,会对某些类型的流量进行优先处理。引入QUIC后,关于其使用的讨论出现了 - Solana的领导节点之前使用UDP处理事务,无论其来源如何都会处理到达的事务。但是,使用QUIC后,Solana的领导节点现在可以识别请求事务的IP,从而允许它们为某些连接指定和限制流量优先级。
流量限制的程度与抵押的SOL数量成正比,这是加权抵押QoS政策的本质。也就是说,验证节点可以传输的最大数据包数量与其在Solana网络上抵押的SOL令牌数量成正比,从而增加了超过单个节点事务上限的事务被领导节点丢弃的可能性。此方法旨在1)阻止造成垃圾邮件攻击的恶意验证节点,并2)鼓励具有高事务需求的验证者抵押更多的SOL令牌,增强Solana的安全性和对SOL令牌的需求。
本地化费用市场
尽管Solana采用了固定的燃气费政策,保持了稳定的费用优势,但激烈的区块空间竞争可能会导致交易失败,或者用户为了确保其交易成功而进行网络垃圾邮件攻击。为解决这个问题,Solana生态系统开始讨论引入费用市场系统。该系统允许用户在其费用上增加溢价,以确保其交易被快速处理,从而抑制垃圾邮件活动并提高网络效率。
来源:Visa
进一步而言,Solana采用了本地化费用市场方法,将其限制在特定的应用程序或市场上,以在某些操作需求增加区块空间竞争时最小化整体网络影响。这个逻辑是可能的,因为每个Solana交易事先指定了要修改的特定账户的状态部分,并且交易可以并行处理。例如,即使由于高需求而导致铸造特定NFT的燃气费飙升,也不会影响与铸造无关的其他账户的费用市场,比如令牌转账。目前,本地化费用市场适用于特定的应用程序、市场和AMM池,在“热点”中,由于过多的交易而导致的费用竞争激烈,个别程序每个区块可以使用的最大计算单元(CU)限制为25%。
讨论继续完善本地化费用市场,包括费用结构,目前的费用政策如下。
此外,SIMD-003讨论引入动态基础费用,进一步防止垃圾邮件问题,而SIMD-0096建议将领导者支付的优先费用的全部金额,包括应该销毁的50%。
3.2.2 生态系统与运营方面
生态系统与运营方面
除了这些技术努力之外,Solana吸引市场兴趣并重获信任的能力归功于积极开展可以充分利用其技术堆栈的领域,并培育以开发者为中心的社区。
加强社区情感
Solana社区通过基金会、黑客马拉松和Superteam Earn等各种平台,积极为热衷于为生态系统做出贡献的开发者提供必要的资源和支持。它的运营原则是“对开发者的利益对于可持续的生态系统发展至关重要”。
作为其中的一部分,由LamportDAO社区创建的一个名为BONK的迷因币空投了其总配额的5%,留给了希望重建Solana生态系统的开发者。这个迷因代币帮助统一了社区,随着开发者重建生态系统,迷因代币得到了推动,并在某一时点的最低价上涨了15,680%,创下了纪录性的价格增长。BONK代币价格的上涨引发了对Solana及其生态系统兴趣的良性循环,最终导致了对Saga移动设备用户空投3000万个BONK代币的提案,进一步提升了市场对BONK和Solana生态系统的兴趣。
在此背景下,像Jito(MEV解决方案客户端和质押平台)、Pyth Network(预言机网络)和Jupiter(去中心化交易所)等协议也宣布了空投策略,刺激了市场对Solana的兴趣。生态系统内的其他协议,包括Tensor、marginfi、Zeta、Parcl,也宣布了积分政策,通过聚集Solana生态系统参与者对空投的期望,为生态系统的活力做出了贡献。
这些案例是如何通过尊重社区的文化与卓越的产品设计相结合,为生态系统注入新活力的重要例证。
Web2基础设施的方法
随着2021-22年区块链热潮的逐渐消退,市场留下的一个重要问题是“为什么使用区块链?”因此,每个主网开始进一步巩固其身份,并讨论实现真正采用的措施。在这种背景下,吸引市场对Solana产生了巨大兴趣的另一个因素是,它迅速执行各种倡议,实际上将现实世界的基础设施与链上世界桥接起来,而不仅仅是思考这些问题。
来源:Solana
在这些举措中,DePIN和Mobile尤为突出。正如介绍中所解释的那样,DePIN利用区块链技术的去中心化特性来维护和操作真实的基础设施。Solana正在独特地开拓DePIN领域,创造其叙事。这不仅旨在提出可以用Web3的语法替代/补充现实世界基础设施的使用案例,而且还构建了一个漏斗,将链外用户引入Web3世界,使他们能够体验Web3。为了为这些用户提供Solana生态系统的聚合体验,Solana推出了Saga系列移动设备,其中包含应用商店和各种功能,可以为这些用户提供Solana生态系统的聚合体验。第一代Saga系列于2022年发布,最初销售低迷,但随着BONK代币新闻和Solana生态系统的活力传播,到12月份已经售罄。截至2月13日,于2025年上半年发布的第二代系列的预购量已超过10万。
第二个领域是支付。事实上,基于P2P的区块链加密资产支付经常被提及为可以有意义地解决传统金融系统的中介问题、高费用和交易速度慢等问题的使用案例。Solana定位自己为最适合加密资产支付的区块链,其多线程并行处理、快速处理速度和低交易成本为此提供了支持Solana正在积极加强在这一领域的倡议,使区块链交易像信用卡支付一样直观简单 - Circle的USDC早就宣布与Solana达成官方合作关系,而2022年2月宣布推出的开源项目Solana Pay使各种应用程序能够构建加密资产支付功能。Solana Pay的插件已经与Shopify、Citcon、Checkout.com等集成,而Visa宣布将Solana纳入其稳定币支付基础设施中。
客户多样性和验证者去中心化的倡议
此外,基于验证者客户多样性增强网络稳定性和安全性的原则,Solana通过各种验证者客户的倡议来提高网络的韧性 - 客户多样性可以最小化单个软件缺陷对整个网络的影响,因为一个客户中存在的错误或漏洞可能在另一个客户中找不到。 Solana最初作为Solana Labs的单一客户端开始,随着由Jito Labs在2022年8月发布的第二个客户端Jito-Solana和Jump Crypto开发的基于C/C++的独立验证客户端Firedancer的测试版本的发布,Solana开始实现客户端多样性。
此外,Tinydancer是一种低成本的精简客户端,可以以低成本进行交易验证,并且也受到了极大关注,特别是因为它有助于消除对于分散化并没有真正发生的误解。这是因为运行Solana节点通常需要高硬件规格 - 优化硬件规格以增强Solana网络的性能至关重要,但根据Vitalik的《终局》文章,降低节点操作规格以使更多人产生区块并不利于网络的可扩展性、质量和稳定性*。
*操作 Solana 节点的推荐规格如下:
**以太坊提出的PBS(Proposer—Builder Separation)结构也是基于这样的背景。
尽管需要高规格硬件,但托管着约2,900个Solana节点的数据中心非常分散,而纳卡莫托系数,指的是可能对链产生操作问题的验证者数量,仍然维持在约20左右。尽管地理上集中在美国周围,但根据 Moore 法则进行的软硬件持续优化以及基于去中心化相关标准运行的委托计划表明,Solana正在逐渐实现去中心化。
总之,作为除了以太坊之外拥有多个独立验证者客户端的少数几个链之一,Solana在去中心化方面持续努力,并寻求网络持续稳定。
Solana一直在巩固其内部基础,并积极扩大其业务范围。这一过程为吸引机构投资者提供了足够的元素,ARK Invest CEO Cathie Wood公开表达了对Solana愿景的积极态度,而Grayscale的Solana信托产品则飙升了869%。实质上,Solana凭借一贯的愿景和迅速的执行,证明了其挽救看似处于危机之中的生态系统的潜力。
在本节中,我们深入探讨Solana技术堆栈中坚定支持其不变愿景并推动其生态系统复苏的要素。
4.1.1 语言
来源: Solana
Solana旨在在表面上降低费用和区块时间,同时在技术上优化软件以适应硬件。这一使命要求对程序(即智能合约)的编程语言进行谨慎选择,最终采用了Rust - 因其并发性、内存安全性、低级控制和强大的类型系统而闻名,该类型系统可防止类型错误,并确保代码安全可预测。
然而,Solana最终的目标是创建一个环境,所有LLVM*(低级虚拟机)兼容的语言都可以互换使用。因此,虽然Solana的首选编程语言基本上是Rust,但LLVM允许使用其他语言(如C或C++)编写的代码被转换为可在Solana上执行的机器代码。
对于与Solana网络的客户端通信,开发人员可以利用构建在JSON RPC API上的各种SDK,这些SDK支持诸如Java、C#、Python、Go或Kotlin等语言。
4.1.2 核心创新
Solana采用了八种核心技术,以确保从用户提交交易到区块生成整个过程的顶级速度。为了帮助理解它们,让我们简要概述一下Solana的共识机制是如何工作的。
*Solana的速度如此之快,以至于它有一个领导者轮换计划,以确保领导者提前一轮周期知晓,以确保区块不会延迟或过时。
**这将在下面的历史证明部分进一步阐明。
历史证明
正如简介中简要提到的,PoH的本质是验证者独立生成所有交易顺序的全局时钟参考。例如,将先前的哈希(即hash1)进行哈希处理以生成hash2(即sha256(hash1))直观地表示hash1在hash2之前。Solana将这个过程称为“序列”。
来源:Solana 白皮书
这种顺序散列数据结构可以作为时间流逝的证明,允许验证者轮换领先验证者,而无需与其他人共享经过的时间。这就是为什么采用 PoH 的 Solana 可以比其他区块链拥有更短的出块时间。
来源:Solana 白皮书
生成这个序列仅通过单核处理是可能的,因为需要引用先前的输出哈希,但验证可以通过多核完成,因为其逻辑很简单 - 哈希计算。因此,它实现了Solana的“每个节点对硬件线性可扩展验证”的理念。
因此,PoH更类似于全局时钟数据结构或使用顺序哈希函数实现的可验证延迟函数(VDF),而不是共识算法,Solana实际上使用Tower BFT DPoS作为共识算法。
Tower BFT DPoS
Tower BFT可以描述为通过PoH进行了优化的PBFT版本。Tower BFT利用Solana的PoH作为全局时钟来预先确定顺序,专注于共识过程,显著减少了消息传输开销和延迟。通过Tower BFT,验证者达成共识的过程如下。
在固定的时隙持续时间内(即~400毫秒),验证者投票选择他们认为准确的分类帐版本,并且舍弃他们认为不正确的版本,而无需进行P2P通信。随着在某一时间点之后对后续时隙的投票,回滚到先前区块所需的超时时间会翻倍。这意味着随着大多数验证者投票的PoH序列的持续,回滚变得越来越困难 - 例如,如果所有验证者在过去的14秒(14,000ms / 400ms = ~35个时隙)内投票了35次,则网络的有效时间限制将是约435年(2^35*0.4/3600/24/365),使得回滚几乎不可能。
因此,只有“最重的序列”,即因为大多数验证者投票而最难回滚的序列,才会留在区块链中,并且投票给该序列的验证者将获得奖励。简而言之,由于PoH,具有Tower BFT的验证者可以异步计算超时,无需进行P2P通信,确保投票及时进行,保持网络的活力,并减少分叉的可能性。
*投票的权重基于每个验证者在网络中持有的质押金额。
Gulf Stream
与其他区块链不同,由于交易吞吐量高,Solana不需要公共内存池来保存用户的交易,因此区块空间相对不会紧缺。相反,当用户提交交易时,RPC服务器将其转换为QUIC*数据包,并立即将其转发到即将成为下一轮领导者的验证者。这种被称为Gulf Stream的方法允许快速的领导者转换和交易的预执行,减少了其他验证者的内存负载。
*最初使用UDP,在2022年中期更新为QUIC,如前所述。
Sealevel & Cloudbreak
Sealevel是Solana中实现多线程并行处理的核心技术,与基于EVM或WASM的运行时不同。它依赖于每个交易中的“指令”,其中包含Solana网络的全局状态信息的账户数组。交易根据每个账户声明的读/写状态进行预分类,以实现并行处理。
顺便说一下,即使是任何传统数据库,要以一种方式组织账户数据库,使其可以被多个线程同时读写,都是非常困难的。为此,Solana开发了Cloudbreak,通过以特定方式对账户数据结构进行分区,以最大程度地利用SSD的高效性能,并采用内存映射文件,从而实现了对顺序操作速度的利用。
*正如之前提到的,Sealevel中的这种并行处理逻辑也是实现Localized Fee Market的原因之一。
流水线化
在Solana区块链中,流水线技术是一种将数据输入流(例如提前由下一位领导者接收的QUIC数据包)分成在硬件不同部分运行的多个进程的技术。
流水线过程如下。
Solana 通过流水线技术最大限度地提高硬件利用率并提高效率,加快区块的验证和传输速度。
Turbine
交易处理完成后,领导者必须将更改后的状态传播给每个验证者。如果大量数据要单独发送给许多验证者,那将会非常低效。为解决此问题,Solana采用一种称为Turbine的技术,类似于BitTorrent技术。简单来说,这项技术涉及领导者将QUIC数据包(可选附带纠错码)分成较小的数据包,并以分层结构分发给验证者。
例如,考虑一个128MB的区块。为了处理这个区块,领导者将其分成2,048个64KB数据包,并分发给一些验证者。这些验证者将数据包传递给其他同事验证者,称为邻居 - 最初接收数据包的验证者是从拥有高SOL代币抵押比率的节点中选择的。验证者将其收到的数据的一部分递归地传递给下一组邻居。这种架构允许最初由领导者传输的数据最终以指数级比例的邻居群大小(即n)随着阶段的加深而传播到许多验证者。随着邻居群的大小增加,连接网络所需的步骤以对数比例减少,从而实现了快速数据传播。
特别是在一些处于较高级别的验证者进行恶意活动的情况下(例如,Eclipse攻击),他们可能会对整个网络产生相对较大的影响。因此,网络采用了每次通过不同随机路径发送数据包的方法。
归档器(账本复制器)
Solana的归档器用于存储网络每年产生的大约4PB的数据。它们可以被视为一种轻客户端,不会下载整个Solana账本,而只存储其中的一部分,允许具有不同硬件要求的广泛验证者参与。
当归档器被分配存储的数据时,它们通过基于Filecoin的Proof of Replication(PoRep)技术来验证数据的真实性。归档器向网络宣布其存储空间,并因存储和验证分配数据而获得多达3%的通胀作为奖励。
之前讨论的关键技术使得Solana成为构建在其网络上的应用程序的理想基础设施,实现了快速交易处理、并行执行环境和低延迟。然而,Solana的高吞吐量也可能对网络稳定性构成挑战,例如MEV机器人或垃圾邮件攻击。为了应对这一挑战,Jito于2022年8月成为Solana的第二个客户端,以解决MEV提取的低效率和集中式流动性抵押协议问题,有助于网络稳定和去中心化。
此外,即将推出的性能增强型客户端,如Jump Crypto的Firedancer,以及Tinydancer,这是一个轻量级客户端,允许许多用户使用较低的硬件规格验证交易,将丰富Solana网络内的客户端多样性。
4.2.1 Jito-Solana
Jito-Solana 激活了 MEV 市场,类似于以太坊中 Flashbots 的 MEV-boost 解决方案。然而,由于 Solana 的独特设计,缺乏内存池,并且主要以先到先服务的方式处理交易,与以太坊相比,区块时间明显更快,因此 Jito-Solana 的运作方式有所不同。
Jito 的 MEV 客户端引入了一个虚拟内存池,每 200 毫秒进行一次拍卖,从而简化了 MEV 提取过程。借助 Jito-Solana,搜索者可以通过块引擎检查交易并模拟捆绑,然后通过专用处理管道接近领导节点。这种交易捆绑和区块拍卖的链下处理最大限度地减少了对网络拥塞的影响。
自2022年8月推出以来,Jito-Solana的采用率稳步增长,截至本文撰写时已达到65%。
此外,Jito还在其MEV解决方案中引入了流动性质押机制(即JitoSOL),将MEV收益扩展到其用户,并促进DeFi生态系统的扩展。他们旨在通过StakeNet以无需许可的方式应用JitoSOL操作。
4.2.2 Firedancer
Firedancer是由Jump Crypto团队开发的全新验证器客户端,完全重新使用C和C++实现Solana Labs的客户端。它旨在通过软件优化提高性能,并增加生态系统中验证器客户端的多样性。其演示版本在2022年11月的Breakpoint会议上展示,显示其处理能力达到每秒120万个交易(重复后为60万个)。
来源: Syncracy
根据Syncracy的《Solana Thesis – The Fastest Horse Rises From the Ashes》报告,使用Firedancer可能会略微增加节点运营成本,但通过达到约55,000 TPS的竞争性TPS/节点成本比率。
Firedancer与现有客户端之间的一个重要区别是其模块化架构,由许多称为“瓦片(Tiles)”的单独进程组成,允许对每个进程进行优化。目前,Firedancer正在通过名为Frankendancer的混合客户端在测试网环境中进行测试,该客户端将现有客户端的最新运行时环境和共识模块应用于Firedancer的架构中。
*我们需要等待并观察其正式上线后的表现,但如果Firedancer的表现明显优于现有客户端,节点运营者的客户端选择可能会偏向于Firedancer,实际上可能无法实现客户端的多样性。
4.2.3 Tinydancer
Solana网络缺乏轻量级客户端功能,无法在不运行完整节点的情况下进行状态验证,从而限制了其验证能力。为了解决这个问题,正在开发中的轻量级客户端Tinydancer使得以较低成本进行交易验证成为可能,而无需下载整个区块或执行交易。它在检测到可疑交易时会向其依赖的完整节点发出警报。
将像Tinydancer这样的轻量级客户端引入Solana网络是一个重要的里程碑,因为Solana网络对节点操作具有较高的硬件要求,这可以提升其可访问性和验证潜力。尽管Tinydancer的设计尚未最终确定,但观察Solana能否向更广泛的用户群提供实质性的验证能力,实现“通过可负担的验证实现去中心化”仍有待观察。
拥有各种客户端至关重要,因为少数客户端软件中存在的任何固有代码缺陷都可能对整个网络造成灾难性的破坏。观察当前和即将推出的客户端如何演变以优化Solana网络性能将会很有趣,但这些倡议正在进行中的事实无疑是Solana网络的一个积极发展。
Solana不仅为开发者提供了一个完善的技术栈,正如前面介绍的那样,还提供了丰富的工具包和一套标准,以支持在Solana平台上开发各种应用的高效开发。总的来说,主要的框架包括:
此外,还有像Geyser、Sologger和IronForge这样的记录器,由BankRun.js提供的更丰富的程序测试环境,以及名为Solana Playground的基于Web的IDE,还有许多其他文档、框架和工具可用。
考虑到所介绍框架的广泛范围,以下是一些使Solana的独特特性显着突出或值得期待的标准和子框架:
4.3.1 Token 2022(代币扩展)
尽管以太坊自由提出各种代币标准,但Solana一直使用单一的SPL代币标准,相比以太坊,这限制了标准扩展的灵活性。随着区块链的发展和对复杂代币功能需求的迅速增加(例如RWA),Solana Labs开发了一种新的代币标准,“Token 2022(扩展)”,嵌入到协议层以解决这些不足。
这个新标准为现有的SPL代币添加了可配置功能,以支持各种用例,无需额外的库。代币扩展类型包括1)铸币扩展和2)地址扩展。
前者扩展了代币的功能,包括用于在代币转移时条件执行程序的Transfer Hook,将费用指向指定账户的Transfer Fee,丰富的元数据,以及诸如不可转让代币和机密转移等功能。后者包括与账户管理相关的功能,如不可变的所有者,以防止重新分配账户所有权,以及默认账户状态,用于设置需要与项目进行特定交互才能使用账户和资产的账户状态。
Solana Labs的论文详细描述了功能和用例。然而,从功能角度来看,可通过Token Extension实现的标准已经在以太坊的ERC标准空间内讨论或采用,但仍未涵盖以太坊的标准范围。然而,一个关键的区别是,与以太坊的应用级ERC标准不同,Token Extension是在协议层实现的。这带来了重大的优势,因为开发人员可以快速配置程序,而不必担心在不同应用程序之间的兼容性问题(我们已经看到了以太坊的ERC-4337账户抽象标准在应用层部署时的碎片化利用情况)。
截至撰写本文时,Token Extension的主网部署计划定于2024年冬季,可通过此链接获取更新。
4.3.2 xNFT(可执行NFT)
任何与区块链互动过的人都知道,用户体验还有很长的路要走。这里介绍的标准具有广泛的采用潜力,可以显著提升用户体验。
xNFT 由 Coral 开发人员为 Solana 区块链开发,代表“可执行”资产或代码。简而言之,通过 xNFT 插件实现代码会将其转变为功能正常的 Web3 应用程序资产。
珊瑚建造了”Backpack” 作为 xNFT 可以运行的环境,类似于集成各种 web3 应用程序(即 xNFT)的超级应用钱包,无需单独的连接或移动。
来源:Backpack应用
目前,已有约90个应用以xNFT格式发布,涵盖了游戏、NFT、DeFi等多个领域。基于React提供的Backpack和xNFT标准完全开源,如果更多xNFT被接入并扩展对各种区块链的支持,可能会为去中心化应用市场带来重大的用户体验创新。最近,Backpack在季前测试版中将Backpack Exchange整合到其界面中,在首日交易额达到3亿美元,证明了其潜力。
4.3.3 状态压缩
在Solana网络上存储数据需要打开代币账户并支付租金。虽然发布少量数据的成本可能微不足道,但大数据量则成为一个问题。状态压缩是通过将Solana Labs的账户压缩和Metaplex的Bubblegum程序结合起来设计的,用于解决这些问题。
状态压缩使用Merkle树结构在叶节点处对每个资产的元数据进行哈希处理,并将结果根哈希存储在账本顶部。这种方法可以利用更便宜的区块链账本空间进行安全数据存储,而不是昂贵的账户空间,特别适用于NFT,因为其具有大量信息管理的特性。
因此,压缩的NFT(即cNFTs)遵循与未压缩的NFT相同的元数据模式,但它们本身并不是SPL代币;它们只包含了用于潜在解压缩的标识符。将cNFT转换为标准的Solana NFT的解压缩过程是单向的,并通过Metaplex的Bubblegum程序实现。
然而,由于cNFT数据存储在链外,因此需要一个单独的程序来定义交互方法,而这个过程依赖于RPC提供者,可能会产生额外的成本。修改cNFT还涉及复杂和昂贵的过程,比如通过加密证明对链外数据进行更改的授权。
4.3.4 Solana Pay
Solana Pay是一个开源的JavaScript库,简化了在Solana区块链上的加密货币支付。它使用令牌转移URL方案,使企业或开发人员能够直接接受SOL或SPL代币的支付,无需中介。提供了诸如支付链接、“立即支付”按钮或二维码等集成选项。
来源:Yash Agarwal
如前所述,Solana Pay的插件已与Shopify、Citcon、Checkout.com等100多家公司/项目集成。
4.3.5 Solana Mobile Stack
来源 SMS文档
Solana Mobile Stack(SMS)是由 Solana 基金会提供的一组开源 SDK,用于在 Saga 系列移动设备上开发应用程序。SMS 包括以下主要组件。
除了这些技术栈之外,SMS 文档提供了一系列语言/开发框架的 SDK,包括 React Native、Kotlin、Flutter、Unity、Unreal Engine 和 Solana KMP。Solana旨在通过提供 Saga 系列搭载的 SMS 功能,将区块链在移动环境中的使用推广,并通过整合 DePIN 服务、DeFi 应用程序和 Backpack 等功能,促进零售金融领域的发展。
互联网速度的发展与应用之间存在着密切的关系 - 在互联网的早期阶段,带宽有限和传输速度较慢导致网页加载时间较长,降低了用户对多媒体内容的可访问性。这种环境促进了开发简单的网络应用,重点是交换基于文本的信息。
然而,随着宽带互联网的引入和数据网络技术的进步,互联网速度得到了显著提高,应用程序的复杂性和功能性也得到了增强。这使得各种高带宽应用程序的使用成为可能,如 Netflix 的视频流服务、在线游戏、大文件共享、实时通讯和协作工具。从根本上讲,互联网速度的提升彻底改变了数字内容的消费方式,促进了新应用和服务的发展。
我们似乎再次通过 Solana 经历着这样的氛围 - 利用其消费者/开发者友好的优势,同时逐渐提高其去中心化程度,Solana 在生成创世区块后仅仅四年时间就创造了一个拥有超过 700 个去中心化应用的生态系统。
然而,这只是一个开始。Solana 的愿景远不止于此,它构建了一个能够创造前所未有价值的基础设施,从优化软件硬件到引入各种客户端,再到预期中的 xNFT 和 Backpack 的 UX 创新以及 Solana Mobile Stack 提供的集成体验。这将极大地催生更多创新型应用。
虽然每个项目的详细介绍将在单独的文章中进行,但在本文的后续部分,我们将简要介绍一些基于 Solana 当前进展最令人期待的项目。
许多人包括Solana联合创始人Raj Gokal,将Solana描述为“加密世界的苹果”,强调了软件和硬件之间的和谐,专注于性能和用户体验。这种类比可能使Solana的愿景更具可读性。然而,具有讽刺意味的是,让Solana变得更加令人兴奋的不是它与苹果的相似之处,而是它们之间的差异 - Solana和苹果的方法完全相反。
苹果基本上销售硬件,使软件本质上成为销售硬件的手段。即使在iPod的推出期间,这标志着苹果令人瞩目的征程中的一个重要里程碑,苹果也采取了一种结合软件iTunes的方法来展示其硬件体验。然而,Solana采取了一种相反的方法,旨在整合硬件,以实现一个Web3体验,在这个体验中,许多完全可组合的应用程序被有机地相互连接。因此,与苹果的方法相比,Solana的方法被认为更为复杂和雄心勃勃,不仅通过方便的用户体验来寻求创新,而且通过软件本身提供新的体验。
最后,如果技术没有被使用,那么它就是毫无价值的。要简单地思考。我们从区块链中寻求的主要价值之一是,它可以作为0创新的互联网基础设施,以各种方式补充现实世界的系统。
尽管比特币和以太坊已经为区块链未来呈现出了理想的愿景,但Solana正在思考如何实际应用这一过程,并且是首个积极开拓实际应用领域的协议。也许我们已经过度关注了Vitalik定义的区块链三难问题,将我们对每个区块链在该光谱中的位置的想象力限制在了那里。最终,创造最重大价值的协议将是最能理解用户和开发者需求,并将这些体验实现的协议。
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