یکی از ویژگی‌های دنیای کریپتوکارنسی این است که هر چند وقت یک بار با ارائه یک پروژه جدید و خلاقانه ما را شگفت زده می‌کند. یکی از پروژه‌های جدیدی که جان تازه‌ای به این بازار بخشید سولانا است. سولانا به عنوان پروژه‌ای نوآورانه میتواند باعث تحول بزرگی در دنیای بلاکچین شود. زنجیره سولانا توانایی پردازش تا 50 هزار تراکنش در هر ثانیه را دارد که در مقایسه با دیگر زنجیره‌ها بی‌نظیر است. هر ارز دیجیتالی که عرضه میشود ابتدا خود را با انتشار یک وایت‌پیپر به دنیا معرفی می‌کند. این وایت پیپر شامل معرفی ارز و نقشه راه آن است. در این مقاله می‌خواهیم به بررسی وایت پیپر سولانا و بیان آن به زبان ساده بپردازیم.
مختصری درباره سولانا
پلتفرم سولانا در سال 2017 توسط آناتولی یاکوونکو راه‌اندازی شد. او یکی از کارکنان شرکت کوالکام و دراپ باکس بود. هدف از خلق شبکه سولانا حل مشکلات بلاک‌چین‌های نسل اول مثل بیت‌کوین و اتریوم و کمک به توسعه آنها بود. سولانا مکانیزم جدیدی به نام گواه اثبات تاریخچه را به کریپتوکارنسی معرفی کرد. این مکانیزم روشی برای اندازه‌گیری زمان برای سیستم‌های توزیع شده در زنجیره است.
وایت پیپر سولانا
وایت پیپر سولانا در قالب 32 صفحه منتشر شده است که شامل موارد مختلفی است. در این وایت‌پیپر بعد از مقدمه به معرفی طرح کلی پرداخته میشود. طراحی شبکه، گواه اثبات تاریخچه، گواه اثبات سهام، جریان گواه اثبات همانندسازی، معماری سیستم و نهایتا ذکر منابع مباحثی هستند که در وایت پیپر سولانا مطرح شده‌اند. این وایت‌پیپر توسط آقای یاکوونکو نوشته و منتشر شده است. در ادامه به بررسی بخش‌های مهم این وایت‌پیپر خواهیم پرداخت.
مقدمه
در مقدمه وایت‌پیپر سولانا ابتدا به بیان مشکلات فعلی بلاکچین پرداخت میشود. اولین ایرادی که وایت پیپر سولانا متوجه بلاکچین می‌کند این است که این سیستم به معنای واقعی کلمه On time یا در لحظه نیست. سرعت پایین تراکنش‌ها و عدم مقیاس‌پذیری بالا باعث شده است برخی از بلاکچین‌ها تضعیف شوند. بعد از پرداختن به مشکلات فعلی بلاکچین، وایت پیپر سولانا به ارائه راه‌حلی به نام PoH یا گواه اثبات تاریخچه می‌پردازد. در مقدمه آمده است که این گواه فاصله بین رویداد و سفارش را به حداقل می‌رساند.
طرح کلی
در بخش طرح کلی آمده: ادامه این مقاله به شرح زیر سازماندهی شده است:
بخش 3: طراحی کلی سیستم در این بخش توضیح داده شده است.
بخش 4: شرح کامل گواه اثبات تاریخچه
بخش 5: شرح کامل گواه اثبات سهام پیشنهادی
بخش 6: شرح کامل اثبات همانند سازی پیشنهادی
بخش 7: معماری سیستم و محدودیت‌های کارایی آن در بخش هفت آنالیز شده است.
بخش 7.5: درباره یک موتور قرارداد هوشمند با کارایی بالا و سازگار با GPU در این بخش توضیح داده شده است.
طراحی شبکه
در بخش «طراحی شبکه» وایت‌پیپر سولانا به معرفی شکل کلی طراحی شبکه این پروژه پرداخته شده است. شبکه کلی سولانا بر اساس نودهایی که گواه اثبات تاریخچه را تولید می کنند شکل گرفته است. این پروتکل یک مکانیزم اجماع نیست بلکه بخشی از مکانیزم اجماع سولانا یا همان گواه اثبات سهام است. بر اساس توضیحات این بخش در شبکه سولانا همه تراکنش‌ها به یک ماشین رهبر (Leader) ارسال می‌شوند. این ماشین تولید کننده گواه‌های اثبات تاریخچه است. لیدر این Transactionها را به گونه‌ای ساماندهی می‌کند که به طور موثر توسط نودهای دیگر سیستم با حداکثر توان عملیاتی پردازش شوند.
به گفته وایت‌پیپر سولانا بعد از انجام این کار تراکنش‌ها نهایتا به بخش تایید کننده‌ها ارسال می‌شوند. تاییدیه های منتشر شده به عنوان رای در الگوریتم اجماع به کار گرفته می‌شوند.
گواه اثبات تاریخچه
بخش گواه اثبات تاریخچه تقریبا مهم‌ترین بخش وایت‌پیپر سولانا است. در این بخش به توضیح این نوآوری پرداخته میشود. دریافت نشدن برچسب‌های زمانی یک نود توسط نودهای دیگر یکی از چالش های پیش روی شبکه‌های توزیع شده است. علت این موضوع این است که نودها هر‌کدام اقدام به اضافه کردن برچسب زمانی خود به بلاک‌ها می‌کنند.
در وایت‌پیپر سولانا آمده است که PoH یک مرجع سراسری امن و رمزنگاری شده در شبکه ایجاد می‌کند. گواه اثبات تاریخچه در واقع یک تابع تاخیر قابل تایید با بسامد بالاست. با وجود این قابلیت، نودها این امکان را خواهند داشت که بدون هماهنگی با دیگر اعضای شبکه بلاک بعدی را بسازند. تایید سریع تراکنش‌ها در این زنجیره به خاطر این است که با قابلیت گواه اثبات تاریخچه دیگر نیازی به برچسب‌های زمانی برای ایجاد بلاک نیست.
وقتی دو تابع به سیستم داده میشود گواه اثبات تاریخچه فاصله زمانی سپری شده بین این دو تابع را تعیین می‌کند. وقتی یک تراکنش به سیستم وارد و بعد از آن خارج میشود در این میان چندین رویداد وجود دارد که این پروتکل با بررسی این داده‌ها و گروه‌بندی آنها ایمن‌سازی میشود.
در مواقعی که PoH برای ورودی‌هایی که خودشان از این حالت اعتبار سنجی استفاده می‌کنند، استفاده شد کلید خصوصی کاربر در امضای پیام کاملا ضروری است.
از آنجایی که میشود تایید را به صورت موازی انجام داد، پروسه تایید تاریخچه کاملا مشخص است. هش اصلی تنها در قلب یک CPU تولید میشود و هر نمونه را می‌توان به صورت جداگانه مورد بررسی قرار داد که این موضوع باعث مشخص شدن PoH با سرعت بالا میشود.
پیوست
برای فهم بهتر PoH نیاز است که درباره موضوعات زیر نیز اطلاعات مختصری داشته باشید. در ادامه به صورت مختصر این مفاهیم را توضیح خواهیم داد.
1_ Tower BFT: گواه اثبات تاریخچه از این الگوریتم برای رسیدن به اجماع بدون نیاز به ارسال داده بین گره‌ها استفاده می‌کند. این الگوریتم باعث افزایش سرعت اجرای تراکنش‌ها میشود.
2 _ Turbine: توربین پروتکلی است که به صورت یک پل ارتباطی بین اعتبارسنج‌ها عمل می‌کند. این پروتکل الهام گرفته از روش کار بیت تورنت است. پروتکل توربین بدون این که اجماع را در نظر بگیرد نحوه انتقال بلوک‌ها را بهینه می‌کند. فایده این پروتکل بهینه‌سازی پردازش تراکنش‌ها و بهبود مقیاس‌پذیری زنجیره سولانا است.
3_ Gulf Stream: این پروتکل با انتقال تراکنش بدون ممپول باعث میشود سولانا قادر به پردازش تراکنش‌های بیشتری باشد. این پروتکل تمام اطلاعات لازم برای پردازش تراکنش‌ها توسط اعتبارسنج‌ها را به شبکه ارسال می‌کند. این پروتکل در واقع یک نسل جدید از ممپول‌ها است.
4_ SeaLevel: معماری خاص سولانا باعث میشود کاربران بیش از یک قرارداد هوشمند را در شبکه به اجرا در بیاورند. سی‌لول به عنوان یک ماشین مجازی، تراکنش‌ها را زمان‌بندی می‌کند. به لطف سی‌لول سولانا تنها شبکه‌ای است که اجرای موازی تراکنش در یک شارد را پشتیبانی می‌کند.
5_ Pipelining: پایپ‌لاینینگ واحدی برای پردازش تراکنش‌ها است که اعتبارسنجی را بهینه می‌کند. تراکنش‌هایی که در زنجیره سولانا انجام می‌شوند به این پروتکل وابسته هستند.
6_ CloudBreak: کلادبریک به سولانا قابلیت مقیاس‌پذیر بودن میدهد. کلادبریک زمانی که ساخت یک بلاک در زنجیره سولانا طول می‌کشد را کاهش میدهد.
7_ Archivers: آرشیوکننده‌ها داده‌های خاصی را از اعتبارسنج‌ها دریافت می‌کنند.
اجماع گواه اثبات سهام
بخش بعدی وایت‌پیپر سولانا مربوط به اجماع گواه اثبات سهام است که خود به چند بخش کوچکتر تقسیم میشود. در این جا ما به یک توضیح جامع، کامل و کلی اکتفا می‌کنیم. اجماع گواه اثبات سهام در شبکه سولانا فرایندی برای رسیدن به اجماع است که مقدار سرمایه گذاری نودها در ارز دیجیتال شبکه در آن نقش تعیین کننده دارد. بلاکچین اتریوم هم از همین الگوریتم استفاده می‌کند. در سولانا مکانیزم گواه اثبات سهام با گواه اثبات تاریخچه ترکیب میشود.
در این الگوریتم ماینرها جای خود را به اعتبارسنج‌ها میدهند و در واقع استیک‌کننده‌ها جای دستگاه‌های سخت افزاری برای استخراج را می‌گیرند. وقتی تعداد زیادی اعتبارسنج صحت یک بلاک را تعیین می‌کنند آن بلاک میتواند به انتهای زنجیره متصل شود. در این سیستم حل معما صورت نمی‌گیرد و تایید بلاک‌های شبکه با رای سرمایه گذاران انجام میشود.
در سولانا سیستم اثبات سهام به این صورت است که هرچه تعداد توکن بیشتری استیک کنید احتمال این که ولیدیتور یا اعتبار سنج شوید بیشتر است. اعتبارسنج بعد از انتخاب شدن باید یک بلاک را پیشنهاد کند یا بسازد. تایید این بلاک توسط دیگر کاربران به دریافت یک پاداش مساوی با هزینه کارمزد توسط اعتبارسنج منجر خواهد شد. الگوریتم اثبات سهام نسبت به فرایند حل معمای اثبات کار هزینه تراکنش پایین‌تری دارد چرا که در آن نیازی به استفاده از دستگاه‌های ماینر و کامپیوتر نیست.
جریان گواه اثبات تکرار (تکثیر)
بعد از توضیح بخش اجماع گواه اثبات سهام نوبت به جریان اثبات کار می‌رسد. این بخش نیز خود به موارد مختلفی بخش بندی شده است که ما به همان شیوه قبلی در یک نگاه کلی و جامع آن را توضیح خواهیم داد.
الگوریتم گواه اثبات تکرار دو مکانیزم اثبات اعتبار و اثبات فضا را با یکدیگر ترکیب می‌کند. الگوریتم اثبات اعتبار برای بررسی این است که آیا داده‌ها در سرور ذخیره شده است یا خیر و الگوریتم اثبات فضا این امکان را به کاربران میدهد که فضای ذخیره‌سازی را به سرور شبکه برون‌سپاری کنند. این مکانیزم اجماع به شبکه‌های بلاکچین نشان میدهد که ماینر قادر است نمونه‌ای از داده‌ها را در یک فضای اختصاصی ذخیره کرده و ارائه دهد.
الگوریتم اثبات تکرار سولانا سعی بر این دارد که فضای ذخیره‌سازی را برای ذخیره اطلاعات مفید مورد استفاده قرار دهد. این الگوریتم علاوه بر این که اطلاعات مفید را در کنار اطلاعات تصادفی نگهداری می‌کند باید فایل‌ها را نیز بازیابی کند. الگوریتم اثبات تکرار ویژگی‌هایی نظیر غیر برون‌سپاری بودن، عمومی بودن و شفاف و پویا بودن را داراست. با استفاده از این الگوریتم کاربران رغبت پیدا می‌کنند به یک اثبات‌کننده در سیستم بپیوندند و با ذخیره داده‌ها پاداش شبکه دریافت کنند.
در بخشی از وایت‌پیپر از هماهنگی این الگوریتم با الگوریتم اثبات تاریخچه صحبت شده است. در این بخش آمده است که هش امضا شده برای استفاده به عنوان سید نمونه استفاده شده است. اگر یک تکثیر کننده توانست یک هش خاص را از قبل انتخاب کند آنوقت میتواند همه بایت‌هایی که قرار نیست به عنوان نمونه استفاده شوند را حذف کند. هماهنگی تکثیر کننده و سازنده گواه اثبات تاریخچه میتواند به قرارگیری یک تراکنش خاص در انتهای یک بخش قبل از هش از پیش تعریف شده منجر شود. این هش برای انتخاب یک بایت تصادفی است.
معماری سیستم
بخش معماری سیستم در وایت‌پیپر سولانا دارای 5 بخش است که همه آنها دارای محاسبات پیچیده ریاضی هستند. خواندن و فهم این بخش نیاز به داشتن دانش ریاضی مرتبط با بلاکچین در حداقل سطح متوسط دارد. پنج بخشی که ذیل معماری سیستم قرار می گیرد موارد زیر هستند:
- اجزاء
- محدودیت‌های شبکه
- محدودیت‌های محاسباتی
- محدودیت حافظه
- قرارداد هوشمند با کارایی بالا
سخن پایانی
در این بخش به بررسی وایت‌پیپر سولانا پرداختیم و بخش‌های مختلف آن را به شکلی که برای عموم قابل درک باشد بیان کردیم. ارز سولانا با طی کردن دورانی از سال 2017 تاکنون تبدیل به یک ارز پرطرفدار در میان ارزهای دیجیتال شده است و بستر آن مورد استفاده گروه‌های مختلف برای ایجاد پروژه قرار گرفته است.
