Solana技術架構解析及生態發展前景

Solana是一個高性能的區塊鏈平台,採用獨特的技術架構實現高吞吐量和低延遲。其核心技術包括Proof of History (POH)算法、Leader Rotation Schedule和Tower BFT共識機制、Turbine數據傳輸網路以及Solana Virtual Machine (SVM)。這些都是Solana實現高性能的架構設計,但同時也帶來了一些問題,如網路宕機、交易失敗、MEV問題、狀態增長過快和中心化問題。

Solana生態發展迅速,各項數據指標在上半年都迅猛發展,尤其在DeFi、基礎設施、GameFi/NFT、DePin/AI和消費者應用領域。Solana的高TPS和面向消費者應用的戰略以及品牌效應較弱的生態環境爲創業者和開發者提供了豐富的創業機會。在消費者應用方面,Solana展示了其對於推動區塊鏈技術在更廣泛領域應用的願景。

Solana雖然在區塊鏈行業中以其高吞吐量和低交易成本獲得了顯著的市場份額,但它也面臨着來自其他新興公鏈的激烈競爭。Base作爲EVM生態中的一個潛在對手,其鏈上活躍地址數正在迅速增長,同時,Base生態的融資額也首次在Q2季度超越Solana。

盡管Solana在技術和市場接受度上取得了一定的成就,但它需要不斷創新和改進,以應對來自Base等競爭對手的挑戰。特別是在提高網路穩定性、降低交易失敗率、解決MEV問題以及減緩狀態增長速度等方面,Solana需要持續優化其技術架構和網路協議,以保持其在區塊鏈行業的領先地位。

技術架構

Solana以其POH算法、Tower BFT共識機制以及Trubine數據傳輸網路和SVM虛擬機帶來的高TPS和快速Finality著稱。

POH算法

POH(Proof of History)是一個確定全局時間的技術,其並不是共識機制,而是一種確定交易順序的算法。POH技術是來源於最基礎的密碼學SHA256技術。

在Solana的POH序列中,通過應用sha256算法就能確保整個序列的完整性,也就確定了其中交易的完整性。這個就是其Proof of History技術的核心含義,上一個區塊hash,將作爲下一個sha256函數的一部分,類似於一個鏈條,最新的Y,總是包含了歷史的證明。

爲了避免Leader節點處產生單點故障,因此引入了時間限制。在Solana中時間單位是以epoch進行劃分,每個epoch包含432,000個slot(時隙),每個slot持續400ms,在每一個slot中,輪換系統會在每個slot內分配一個Leader節點,Leader節點必須在給定的slot時間內發布區塊(400ms),否則,就會跳過這個slot,重新選舉下一個slot的Leader節點。

Tower BFT共識機制

Tower BFT共識協議來自於BFT共識算法,是其的一種具體工程實現,該算法仍然與POH算法有關。在對區塊進行投票的時候,如果驗證者的投票本身就是一種交易,那麼用戶交易以及驗證者交易所形成的區塊哈希,也能夠作爲歷史證明,哪個用戶的交易細節以及驗證者的投票細節都能被唯一確認。

在Tower BFT算法中規定,如果所有驗證者對該區塊進行投票,超過2/3的驗證者投了approve票,那麼這個區塊就能被確定下來。該機制的好處是,節省大量的內存,因爲僅僅需要對哈希序列進行投票即可確認區塊。

Turbine

Turbine將數據分片以後,使用多層傳播機制來進行傳播,Leader節點會在每個Slot結束之前將區塊交給任意一個區塊驗證者,然後該驗證者會將區塊分片成Shreds,並且生成糾刪碼,該驗證者之後會開啓Turbine傳播。首先要傳播到根節點,然後該根節點會確定哪些驗證者位於第幾層。

這套機制的思想類似於Leader節點的單節點機制。在區塊傳播過程中也存在一些優先的節點,這些節點首先獲得shreds碎片組建完整區塊以達成投票共識的過程。將冗餘推向更深層次,能夠顯著加快Finality的進行,並且最大化吞吐量和效率。

SVM

Solana能夠每秒處理數千筆交易,主要的原因在於其POH機制、Tower BFT共識和Turbine數據傳播機制。但是SVM作爲狀態轉換的虛擬機,如果Leader節點在進行交易執行中,SVM處理速度較慢,那麼就會讓整個系統的吞吐量降低,因此針對SVM,Solana提出了Sealevel並行執行引擎來加快執行交易的速度。

生態發展

在當前的Solana生態發展的過程中,越來越偏向於實際的效用,比如Blinks以及Actions甚至Solana Mobile等,而官方支持的應用發展方向也更偏向於消費者應用程序,而不是對基礎設施的無限內卷。

DeFi

在Solana上的DeFi協議中,有大量未發幣的項目,包括Kamino(第一Lending)、Marginfi(Lending + Restaking)、SoLayer(Restaking)、Meteora等,由於Solana的團結生態氛圍,通常一個項目在發幣的檔期,其它項目都會盡量的避開,以吸引足夠的市場目光。

當前在整個DEX方面競爭激烈,其龍頭也經歷了多次遷移,從Raydium,Orca到現在Jupiter爲主導地位。值得注意的是,DEX的交易其中大約50%都是由MEV bot發起的,主要是其低廉的費用和Meme交易活躍滋生了MEV的有利可圖。而這也是導致用戶高峯交易失敗頻發、宕機的主要原因之一。

Solana上的DeFi協議伴隨着SOL價格的漲,其USD名義TVL也贏來了爆發性的漲。其TVL漲的趨勢仍然沒有停止,新一波的漲趨勢形成。

Infrastructure

在基礎設施的構建上,主要的龍頭是預言機Pyth以及跨鏈橋Wormhole,也包括一些針對性的解決方案大衆可能了解較少,比如:

1. Jito Labs:專注於構建Solana上的MEV解決方案,其Jito Labs客戶端構建了Bundle和僞emempool來給予researchers進行MEV。目前其市佔率超過50%。除此之外,其LSD協議Jito的質押的SOL也接近1200萬枚,並且仍然在高速增長。

2. Helius:Helius作爲Solana上的主動的貢獻社區,對Solana有最全的研究以及通過研究進行代碼貢獻。

3. GenesysGo:其產品ShdwDrive是Solana中數據存儲項目,其致力於能夠商業化落地的項目支持,包括社交數據、網站托管等業務。目前仍然在測試網階段。同時,其母公司GenesysGo也在爲Solana社區構建各種public goods以及研究。

Gaming / NFT

Solana上也有較爲豐富的GameFi和NFT生態,其中Mad Labs在整個Solana生態中佔據比較重要的位置,許多項目空投都會優先考慮Mad Labs持有者發放,過去這一龍頭的位置是DeGods。而NFT市場也經歷了變遷,過去最多人使用的是Magic Eden,現在轉變爲Tensor。

DePin / AI

目前在Solana的DePin市場上,Render是有實際業務的當之無愧的龍頭。伴隨着solana以實際應用爲中心的發展戰略,其也在這輪復蘇中,抓住了Depin的敘事之風。在上半年,大量新的Depin項目搭建在Solana之上,其中就包括io.net、Nosana、Shadow等。

Consumer

無論是Solana Mobile,還是Solana Ecosystem官網專門爲消費者應用程序構建專欄,Actions以及Blinks的發明,都說明了Solana對於區塊鏈商業化落地和實用性的願景。其Mobile收集的發布也是在將Web端的dapp放到移動端,這非常符合人性和互聯網發展趨勢。因此,應用在這種土壤上容易爆發,最典型的就是Stepn。

縱覽目前在運行的消費者應用程序,其實大部分仍然沒有找到很好的突破口,所以仍然無法實現一個真正的應用落地到商業世界,這其中包括了產品創新單一、商業模式單一、對Web2營銷乏力、Gas Fee的需求、代幣的入門門檻等多種因素。

Payments

Solana上的錢包包括了Phantom、Backpack、TipLink等。與DEX一樣,這裏的品牌效應並不強,因此創業者有更多的機會,過去錢包龍頭是Phantom,現在轉變爲Backpack,其是Mad Labs構建,值得一提的是Mad Labs現在也是Solana上的NFT龍頭。

其目前與Paypal、Visa等合作進行鏈上的穩定幣支付轉帳,這個業務場景本身非常有利於快速Finality以及低Gas Fee的Solana鏈。目前其鏈上穩定幣處於緩慢增長的狀態。

Solana在上半年具有引人矚目的穩定幣轉帳的市場份額。但是從6月份之後,其市場份額顯著下滑。上半年Solana表現的絕對亮眼,但是其在下半年的開端轉帳數據有明顯下滑的趨勢。

競爭對手數據

在一衆公鏈中,Base被視爲EVM生態潛在的Solana競爭對手。Base的鏈上活躍地址數正在迅猛增加,而Solana在具備先發優勢的情況下,也仍處於高速增長的階段。NEAR維持高位不變,但是Aptos以及Sui在公鏈的競爭中落後。

Solana在Defi領域的TVL也進展顯著,其TVL已經創下歷史新高,並且與其它公鏈相比也有一大段距離,但是值得注意的是Base也處於高速成長的階段。

目前Solana的穩定幣供應的市場份額一直萎靡不振,Ethereum由於多鏈的出現,其市場份額自然縮小,Base市場份額在悄然增加。

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