Solana (SOL): Kryptowährungen für die breite Masse öffnen.

Mit ihrer nativen Skalierbarkeit ist die Solana (SOL) Blockchain von Natur aus schnell und arbeitet kostengünstiger als viele andere etablierte Blockchains.

Zusammenfassung

Solana (SOL) wurde 2017 mit dem Ziel gegründet, die Zensurresistenz zu skalieren und den Transaktionsdurchsatz um eine Größenordnung zu erhöhen - und das zu viel geringeren Kosten als bei anderen Blockchains wie Bitcoin oder Ethereum. Solana wurde als dezentrales Protokoll entwickelt und enthält einen innovativen Proof-of-History (PoH)-Zeitmechanismus, der vor der Proof-of-Stake (PoS)-Protokollstruktur implementiert wird und diese unterstützt. Das Ergebnis ist eine ultraschnelle Blockchain, die mehr als 50.000 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten kann, ohne auf Layer-2-Systeme oder Sharding angewiesen zu sein, und die mit der wachsenden Nutzung des Protokolls mitwachsen kann.

Inhalt

• Native Skalierbarkeit der Solana-Blockchain

• Eine neue Blockchain-Architektur: Proof of Stake und Proof of History

• Proof-of-Stake-Konsens-Algorithmus mit dem SOL-Coin

• SOL Token Struktur und Wirtschaft

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Native Skalierbarkeit der Solana-Blockchain

Das Problem der Skalierbarkeit hat viele Kryptowährungen fast vom ersten Tag an geplagt. Blockchain-Ledger und dezentrale Zahlungsnetzwerke bieten den Nutzern dezentrale Sicherheit - aber je mehr dezentrale Sicherheit sie bieten, desto länger kann es dauern, bis neue Transaktionen verifiziert und der Blockchain hinzugefügt werden. Diese Netzwerke stehen vor der Herausforderung, bei steigender Nutzerzahl und wachsendem Transaktionsvolumen eine ausreichende Transaktionsgeschwindigkeit zu gewährleisten und gleichzeitig die Sicherheit und Dezentralität des Netzwerks zu bewahren.

Wenn wir von Skalierbarkeit und Durchsatz sprechen, beziehen wir uns darauf, wie viele Transaktionen pro Sekunde stattfinden können (diese Fähigkeit wird Transactions per Second (TPS) genannt). Bei einer hohen Anzahl von Transaktionen pro Sekunde wird die Zeit zu einem entscheidenden Faktor für die Effizienz. Jeder Computer (oder Knoten), der Transaktionen in einem dezentralen Blockchain-Netzwerk verarbeitet, hat seine eigene interne Uhr, nach der er arbeitet. Bei Tausenden von Knotenpunkten auf der ganzen Welt gibt es zwangsläufig leichte Abweichungen von den lokalen Systemuhren. Das wird problematisch, wenn das dezentrale Netzwerk einen Konsens darüber erzielen muss, welche Transaktionen in welcher Reihenfolge stattgefunden haben. Das Problem der Zeitstempelsynchronisation ist sowohl bei Proof-of-Work (PoW) als auch bei Proof-of-Stake (PoS) Konsensmechanismen vorhanden.

Wenn Transaktionen stattfinden, werden sie mit einem Zeitstempel gemäß der lokalen Systemuhr versehen. Wenn dann andere Knoten die Transaktionen überprüfen, werden die Nachrichten über ihre Bestätigung oder Ablehnung ebenfalls mit einem Zeitstempel versehen. Die inhärenten Diskrepanzen zwischen den lokalen Systemuhren (selbst bei gutgläubig handelnden Knoten) ebnen letztlich den Weg für Angriffe, bei denen böse Akteure versuchen können, ein Kryptowährungsnetzwerk mit gefälschten Transaktionsübertragungen zu übernehmen, die den echten Zeitstempeln sehr nahe kommen - zum Beispiel "Fake Stake"-Angriffe (oder "Ressourcenexpansion"-Angriffe) im Fall von PoS und Denial-of-Service (DoS)-Angriffe im Fall von PoW. Um sicherzustellen, dass Transaktionen nicht manipuliert wurden und das Geld nur einmal ausgegeben wird, muss viel Zeit und Rechenleistung für die Überprüfung der Genauigkeit der Zeitstempel in einem PoW- oder PoS-System aufgewendet werden.

Wenn alle Uhren im dezentralen Netzwerk synchronisiert sind, dauert die Überprüfung von Transaktionen viel weniger Zeit, weil die einzelnen Knotenpunkte nicht so viel Rechenleistung für die Überprüfung der verschiedenen Zeitstempel aufwenden müssen. Diese Synchronisierung ermöglicht es dem Netzwerk, die Geschwindigkeit zu optimieren. Dadurch ist die Solana-Blockchain von Natur aus schnell und skalierbar - und ermöglicht durch die geringe Rechenleistung und die Manipulationssicherheit der synchronisierten Zeitstempel eine höhere Energieeffizienz und höhere Sicherheit. Die Bemühungen von Solana, die Transaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, beruhen auf einer halbzentralisierten Struktur, in der ein Knotenführer gewählt wird und alle Knoten sich darauf einigen, eine universelle Zeitquelle zu übernehmen.

Der in Solana eingebaute Mechanismus zur Synchronisierung der Zeit zwischen den Knoten hilft dem Netzwerk, eine theoretische Spitzenkapazität von derzeit 65.000 Transaktionen pro Sekunde zu erreichen. Obwohl diese Zahl durch ein Testnetz und nicht durch eine reale Implementierung gestützt wird, wäre selbst eine Geschwindigkeit von 50 % der Kapazität des Testnetzes von Solana eine bahnbrechende Errungenschaft für den Blockchain-Bereich. Gemessen an den heutigen Transaktionsgeschwindigkeiten sind 65.000 Transaktionen pro Sekunde etwa 10.000 Mal schneller als Bitcoin, 4.000 Mal schneller als Ethereum und 35 Mal schneller als Ripple - und sogar etwa 2,5 Mal schneller als Visa. Das Protokoll ist theoretisch so konzipiert, dass es mit dem Mooreschen Gesetz skaliert, d.h. seine Kapazität verdoppelt sich alle zwei Jahre durch Verbesserungen bei Hardware und Bandbreite. Mit anderen Worten: Wenn die Computer schneller werden, wird auch Solana schneller.

Eine neue Blockchain-Architektur: Proof of Stake und Proof of History

Die meisten bestehenden Blockchains ignorieren die Rolle der Zeit in ihrer Funktion weitgehend. Jeder Knotenpunkt stempelt Transaktionen und Nachrichten über deren Bestätigung oder Ablehnung ausschließlich nach seiner lokalen Uhr und sortiert die Diskrepanzen später aus. Das wird problematisch, wenn die dezentralen Knoten eines Netzwerks einen Konsens über die Gültigkeit von Transaktionen und die Reihenfolge, in der sie stattgefunden haben, erzielen müssen.

Bei herkömmlichen Konsensverfahren müssen alle Knoten miteinander kommunizieren, um festzustellen, dass die Zeit vergangen ist. Jeder Knoten gibt ein Upvote oder Downvote für einen bestimmten Block ab, um anzuzeigen, dass der Block gültig bzw. ungültig ist. Damit ein Block vom Netzwerk als gültig angesehen wird, muss eine bestimmte Anzahl von Upvotes gezählt werden. Wenn also eine lokale Uhr einen Zeitstempel erzeugt, der stark von der Zeit abweicht, die von anderen Validatoren verwendet wird, kann dies zu einer Verzögerung der Bestätigungszeit oder sogar zur Ablehnung des Blocks führen.

Da die Knoten hin und her kommunizieren müssen, um den Zeitablauf festzustellen, muss ein erheblicher Teil der Rechenleistung und Zeit darauf verwendet werden, die korrekte zeitliche Abfolge von Nachrichten und Transaktionen zu bestimmen. Je länger es dauert, einen Konsens zu finden, desto langsamer wird der Prozess des Hinzufügens neuer Blöcke, da der nächste Block erst dann verifiziert und der Blockchain hinzugefügt werden kann, wenn der aktuelle Block bestätigt ist.

Ohne eine vertrauenswürdige Zeitquelle können Diskrepanzen zwischen den Uhren der einzelnen Geräte zu einem wiederkehrenden und bedeutenden Problem werden, bei dem es keine Garantie dafür gibt, dass jeder Knoten oder Netzwerkteilnehmer die Echtheit einer Nachricht schnell oder genau überprüft.

Das Blockchain-Protokoll von Solana wurde entwickelt, um einen überprüfbaren Zeitablauf zu gewährleisten und trotzdem viele dezentrale Eigenschaften zu erhalten, ohne auf eine "zentrale Uhr" zurückzugreifen. Das Projekt nutzt die sogenannte Proof-of-History (PoH)-Konsensmethode, um dem Solana-Blockchain-Ledger das Element der Zeit hinzuzufügen. PoH wurde entwickelt, um den Zeitablauf zwischen zwei Ereignissen kryptografisch zu überprüfen. Es verknüpft Nachrichten von Knotenpunkten über die Gültigkeit von Blöcken miteinander, um eine relative chronologische Reihenfolge von Ereignissen zu erstellen, die nicht von lokalen Uhren oder Zeitstempeln abhängt.

Um dies zu erreichen, wird ein Netzwerkknoten als Anführer ausgewählt und mit der Erstellung einer PoH-Sequenz beauftragt. Dieser Leader ordnet die Nachrichten so an, dass sie möglichst effizient und durchsatzstark sind. Die geordnete Ausgabe wird an Replikationsknoten, die sogenannten Validatoren, gesendet, die für die Überprüfung des Konsensalgorithmus zuständig sind. Zu jedem Zeitpunkt gibt es einen Anführer im Netzwerk, der durch PoS-Wahlen ausgewählt wird. Das PoS-System von Solana basiert auf einem Byzantine Fault Tolerance (BFT)-Mechanismus namens Tower Consensus. Tower Consensus nutzt PoH als globale Zeitquelle, bevor ein Konsens erreicht wird, um die Latenzzeit zu reduzieren.

Jeder Validierungsknoten kann zum PoH-Leader gewählt werden. Wenn der PoH-Generator ausfällt, wird der Validierungsknoten mit der nächsthöheren Stimmkraft ausgewählt, um den ursprünglichen Anführer zu ersetzen.

Proof-of-Stake-Konsens-Algorithmus mit der SOL-Coin

SOL ist die native Münze der Solana-Blockchain. Die Validatoren, die Transaktionen abwickeln und das Netzwerk betreiben, sowie die Leader, die PoH-Sequenzen erzeugen, werden danach ausgewählt, wie viel sie am Gesamterfolg des Netzwerks beteiligt sind, d. h. wie viel SOL sie eingesetzt haben. Die Knotenpunkte mit den höchsten Einsätzen werden wahrscheinlich ausgewählt, um Transaktionen zu validieren und der Blockchain hinzuzufügen und so die damit verbundenen Belohnungen zu verdienen. Diese Struktur stellt sicher, dass diejenigen, die das Netzwerk betreiben, einen starken Anreiz haben, dafür zu sorgen, dass das Netzwerk optimal und ohne Ausfälle funktioniert.

Nutzer/innen, die nur eine kleine Menge an SOL besitzen, können ihr SOL auch an einen größeren Validierer delegieren. Auf diese Weise können sie einen Teil der Belohnungen des Validators erhalten, obwohl sie nicht genug SOL besitzen, um selbst Validator zu werden. Diese Methode der Delegation bietet auch Personen mit einem geringen SOL-Besitz einen Anreiz, das Solana-Netzwerk zu unterstützen.

Das Anreizsystem von Solana erhöht die allgemeine Sicherheit des Netzwerks, da viele Menschen finanziell in sein ordnungsgemäßes Funktionieren investiert sind. Außerdem schreckt es böswillige und unseriöse Akteure davon ab, die Solana-Blockchain anzugreifen, da sie einen Einsatz leisten müssen, um ein aktiver Netzwerkteilnehmer zu werden.

SOL Token Struktur und Wirtschaft

Neben der Berechtigung, Validator oder Leader zu werden, kann SOL für die Generierung von Staking-Belohnungen, die Zahlung von Transaktionsgebühren im Solana-Netzwerk und für PoS-Abstimmungen zur Steuerung des Netzwerks verwendet werden.

Ursprünglich wurden 500 Millionen SOL-Token gemünzt. Davon wurden 12,5 % von den Gründern einbehalten, 1,6 % wurden bei einer Auktion verkauft, 35,4 % wurden an geschlossene Investoren vergeben, 38 % wurden als Community-Token bestimmt und 12,5 % werden von der Solana Foundation gehalten, die von einem unabhängigen Vorstand in Genf, Schweiz, geleitet wird. Die Mittel der Stiftung werden für Programme, Marketing, Zuschüsse und die weitere Entwicklung und Unterstützung von Solana verwendet. Die Solana-Transaktionsgebühren werden in SOL gezahlt und verbrannt (oder dauerhaft vernichtet), um das Gesamtangebot zu reduzieren und so einen gesunden SOL-Preis zu erhalten.

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