Ievads

Darījumu kopfonds, kas pazīstams arī kā "mempool", ir pagaidu glabāšanas vieta neapstiprinātiem darījumiem blokķēdē, jo tie gaida apstiprinājumu un iekļaušanu blokā. Bitcoin parādīšanās noveda pie mempool koncepcijas ieviešanas. Vēlāk Ethereum to iekļāva arī savā arhitektūrā. Ja lietotājs vienkārši iniciē darījumu, piemēram, mijmaiņas darījumu starp divām monētām, DeFi tirgus ir darījums, DeFi tirgus. pārraidīts tīklā un īslaicīgi turēts mempoolā.

Tas paliek tur, līdz validatori to apstiprina un iekļauj jaunā blokā. Mempool iesniegtie darījumi tiek sakārtoti, pamatojoties uz to darījumu maksām, un darījumi ar augstākām gāzes maksām parasti tiek pabeigti vispirms. Tas liek pārbaudītājiem noteikt prioritāti darījumiem ar augstāku maksu, jo viņi saņem maksu par gāzi kā atlīdzību par darījumiem, kas iekļauti blokā, kuru viņi iegūst, kad tas tiek pievienots blokķēdei.

Mempools kalpo kā kritiski komponenti blokķēdēm, kuras tos izmanto. Mempool nodrošina, ka visus iesniegtos darījumus apstrādā un apstiprina pārbaudītāji, izņemot gadījumus, kad darījums ir nederīgs nepareiza paraksta dēļ vai ja sūtītāja makā ir beigušies līdzekļi. Mempool izveido tirgu, kas ļauj lietotājiem izvēlēties atbilstošu transakcijas maksu, lai tīkla pārslodzes laikā darījumi tiktu apstrādāti ātrāk.

Ethereum un Bitcoin savā mempoolā ir 50–200 000 neapstiprinātu darījumu. Tas bieži ir atkarīgs no blokvietas pieejamības un vairumā gadījumu rada vairākus tīkla sastrēgumus, piemēram, zemu caurlaidspēju un sastrēgumus tīklā. Ethereum un Bitcoin tiek izmantots tenku protokols, lai vienādranga veidā izplatītu memepools starp nejaušiem mezgliem.

Solana galvenajā tīklā ir vairāk nekā 1000 pārbaudītāju, un tie var pārvaldīt 130 000 mempool lielumu. Tas nozīmē, ka ar tīkla caurlaidspēju 65 000, tiek izpildīts 130 000 mempool, un Solana var izpildīt vairāk nekā 4000 līdz 4500 sekundē. Solana, augstas veiktspējas blokķēde, tiek uzskatīta par blokķēdi, kurā nav mempool, jo tā jau no paša sākuma tika izstrādāta, lai nepaļautos uz mempool; drīzāk tā izmanto atšķirīgu pieeju, jo visus transakciju ziņojumus nosūta katras slota iestatītajam validatoram, kas ir atzīmēts kā līderis. Vadītājs aizstāj ik pēc 4 laika nišām, un līderu grafiku iepriekš zina visi aktīvie tīkla mezgli. Šis Solana piedāvātais risinājums novirza darījumu ziņojumu kešatmiņu uz tīkla malu, un to sauc par Solana Golfa straumi .

Piezīmes. Solana transakcijās pēc noklusējuma ir jāiekļauj jaunākais bloks, ko izstrādātāji var viegli iegūt, izmantojot pamata API izsaukumu. Solana blockhash ir līdz 150 slotiem. Pēc šī laika tas kļūst novecojis, tāpēc tīkls pārtrauks darījumus, kuros tas ir minēts. Tas garantē, ka neapstrādāti darījumi nevar aizkavēties. Bloķēšanas jaucējkodi pēdējā laikā palīdz darījumu dedublikācijā.

Golfa straumes vēsture

Kopš tās darbības uzsākšanas Golfa straume ir piedzīvojusi vismaz divus nozīmīgus uzlabojumus — QUIC un Stake weighted QoS. Tā ir arī galvenā protokola sastāvdaļa, kas, iespējams, pēdējos gados ir piedzīvojusi vislielāko slodzi Solana tīkla trafika masveida pieauguma dēļ. Lai to aplūkotu perspektīvā, kad pārbaudītājs uzņemas līdera lomu, viņi var paredzēt dramatisku ienākošās trafika pieaugumu, bieži vien pārsniedzot vienu gigabaitu sekundē, jo viss tīkls sūta paketes.

QUIC

Sākotnēji Solana paļāvās uz UDP protokolu, lai nosūtītu darījumu ziņojumus no RPC mezgla pašreizējam līderim. Lai gan UDP ir ātrs un efektīvs, jo tajā trūkst sarošanās dialoga, tam ir būtiski trūkumi, piemēram, datu piegādes neuzticamība, pakešu pasūtīšana un dublēšanās novēršana. Šie ierobežojumi kļuva acīmredzami tīkla traucējumu laikā, ko izraisīja DDoS uzbrukumi un surogātpasta darījumi, īpaši liela pieprasījuma notikumu, piemēram, NFT naudas kaltuves, laikā.

Solana integrēja QUIC protokolu savā validatora uzņemšanas procesā, lai risinātu šīs problēmas. Atšķirībā no UDP, QUIC piedāvā uzticamu datu pārraidi ar iebūvētu pārslodzes kontroli un pakešu secību, nodrošinot vienmērīgāku un drošāku komunikāciju starp mezgliem. Šis jauninājums ievērojami uzlaboja tīkla stabilitāti un noturību, novēršot turpmākus traucējumus un optimizējot Solana veiktspēju lielas darījumu slodzes apstākļos.

QUIC protokols nodrošina ātru asinhronu saziņu, piemēram, UDP protokolu, bet ar sesijām un plūsmas kontroli, piemēram, TCP. Lai gan QUIC protokolam ir zems ieviešanas līmenis blokķēdes sektorā, Solana tas nav universāls risinājums, jo daudzu QUIC rokasspiedienu laikā tīkls joprojām saskaras ar pārslodzes problēmām. Neskatoties uz visiem šī protokola trūkumiem, tam ir dažas pozitīvas īpašības, jo QUIC ir drošs tīkla savienojuma protokols, kas novērš nepieciešamību pēc diviem rokasspiedieniem (TCP un TLS) un prasa mazāk pakešu, lai pabeigtu. Tas var būt izturīgs pēc slēgšanas, nodrošinot ātrāku piekļuvi datiem.

QUIC var atkārtoti izmantot sesiju, izmantojot straumes un sesijas biļetes, samazinot klienta un servera savienojumu skaitu un piedāvājot ātrus, drošus atkārtotus savienojumus. Tā atbalsta arī savienojuma migrāciju, ļaujot savienojumiem izturēt IP izmaiņas, padarot mobilā lietotāja pieredzi elastīgāku. QUIC mērķis ir arī samazināt vai samazināt tādu uzbrukumu ietekmi kā pakalpojuma atteikums (DoS), atkārtošana, atspoguļošana, viltošana un citi. Lai gan tas nevar noņemt visus uzbrukumus, tā mērķis ir padarīt to grūtāku. Kopumā QUIC piedāvā efektīvāku un drošāku tīkla savienojuma pieredzi.

Uz likmēm svērtais QoS

Solana Stake-weighed QoS ir Solana tīkla ieviešana, kas ļauj vadītājiem identificēt un noteikt prioritātes transakcijām, kas veiktas, izmantojot staked validatoru kā papildu Sybil pretestības mehānismu. Šis mehānisms tika ieviests Solana tīklā 2024. gada sākumā. Šajā mehānismā validatori ar lielākām likmēm tīklā var pārsūtīt lielas transakciju ziņojumu paketes līderim.

Piemēram, validators ar 0,5% akciju varētu cīnīties pret Sybil uzbrukumiem no pārējā tīkla un pārsūtīt līdz 0,5% pakešu līderim. Ja ir iespējots uz likmēm svērtais QoS, pārbaudītājam, kuram ir 1% akciju, būs tiesības nosūtīt līderim līdz 1% pakešu. Izmantojot šo metodi, pārbaudītāji ar lielākām likmēm saņems augstāku pakalpojumu kvalitāti, kas neļauj zemākas kvalitātes pārbaudītājiem (ar mazāku skaitu uz spēles) apzināti pārpludināt šos darījumus, uzlabojot kopējo Sybil pretestību.

Šī mehānisma ieviešanai ir bijusi būtiska ietekme uz Solana ekosistēmu, un komerciālie RPC infrastruktūras operatori un biržas ir izvirzījušies kā galvenie ieguvēji. RPC operatori ir labi pozicionēti, lai nodrošinātu līgumus ar piesaistītajiem pārbaudītājiem, kas viņiem palīdzēs sasniegt lielāku blokos iekļauto darījumu procentuālo daļu. Tikmēr biržas vai citas organizācijas, kas tajā pašā infrastruktūrā mitina gan validatoru, gan RPC mezglus, var droši iespējot šo funkciju savās sistēmās, zinot, ka to infrastruktūras RPC mezgli ir uzticami.

Atšķirības starp Solana un tradicionālo Mempool arhitektūru

Solana un Ethereum mempool arhitektūrā ir daudz atšķirību.

• Ethereum blokķēdē neapstiprinātie darījumi tiek glabāti publiskā mempoolā un tiek izkliedēti, izmantojot tenku protokolu, pa mezgliem, līdz tie tiek iekļauti blokos. Solana nav publiska mempool. Tā vietā neapstiprinātie darījumi tiek virzīti uz pašreizējo vadītāju.

• Ethereum darījumiem ir nepieciešama maksa par gāzi, un darījuma prioritāte parasti ir saistīta ar gāzes cenu. Solana darījumiem ir nepieciešama fiksēta pamatmaksa par vienu parakstu (parasti 0,000005 SOL), ar iespēju iekļaut prioritāro maksu ātrākai darījuma izpildei.

• Solana noklusējuma validatora ieviešana piedāvā arī nepārtrauktu bloku ražošanu. Darījumi nepārtraukti nonāk validatorā, lai tos izpildītu, pēc tam bloķē ražošanu un visbeidzot darījuma izplatīšanu. Ethereum neapstiprinātos darījumus aiztur pārbaudītājs vai bloku veidotājs, pirms tiek izveidoti veseli bloki 12 sekunžu intervālos. Nepārtraukta bloku ražošana nozīmē, ka prioritātes maksas negarantē pozīciju blokā.

• Ethereum ir atkarīgs no ārējām izsolēm, piemēram, MEV-Boost, kur vērtētāji piedāvā solījumu par bloku un kalnrači var iegūt naudu, izmantojot MEV (maksimālo ieguves vērtību). Šim izsoles veidam ir dominējošā tirgus daļa (apmēram 85% no tīkla). Solana ir ieviesusi ārpusprotokola bloktelpas izsoles (Jito), kurām ir samazināta tirgus daļa (apmēram 25%). Tas atspoguļo atšķirības tajā, kā Solana un Ethereum apstrādā MEV un bloktelpas izsoles savās ekosistēmās.

Secinājums

Šajā rakstā mēs izpētījām Solana unikālo darījumu apstrādes mehānismu, koncentrējoties uz tā Golfa straumes protokolu un to, kā tas atšķiras no tradicionālajām mempool arhitektūrām, piemēram, tām, kuras izmanto Ethereum. Mēs uzsvērām Solana nepārtraukto bloku ražošanu, fiksētās darījumu maksas un QUIC un Stake-weighted QoS inovatīvo izmantošanu, lai optimizētu tīkla veiktspēju un drošību.