Sorry, you have been blocked
This website is using a security service to protect itself from online attacks. The action you just performed triggered the security solution. There are several actions that could trigger this block including submitting a certain word or phrase, a SQL command or malformed data.
What can I do to resolve this?
You can email the site owner to let them know you were blocked. Please include what you were doing when this page came up and the Cloudflare Ray ID found at the bottom of this page.
Cloudflare Ray ID: 81953738c86927b8 • Your IP: Click to reveal 45.84.122.38 • Performance & security by Cloudflare
Proof of History: A Clock for Blockchain
A high-level explanation of Solana’s core innovation
Solana is the most performant permissionless blockchain in the world. On current iterations of the Solana Testnet, a network of 200 physically distinct nodes supports a sustained throughput of more than 50,000 transactions per second when running with GPUs. Achieving as such requires the implementation of several optimizations and new technologies, and the result is a breakthrough in network capacity that signals a new phase in blockchain development.
There are 8 key innovations that make the Solana network possible:
-
— a clock before consensus; — a PoH-optimized version of PBFT; — a block propagation protocol; — Mempool-less transaction forwarding protocol; — Parallel smart contracts run-time; — a Transaction Processing Unit for validation optimization — Horizontally-Scaled Accounts Database; and — Distributed ledger store
One of the most difficult problems in distributed systems is agreement on time. In fact, some argue that Bitcoin’s Proof of Work algorithm’s most essential feature is functioning as a decentralized clock for the system. At Solana, we believe Proof of History provides this solution and we’ve built a blockchain based on it.
Decentralized networks have solved this problem with trusted, centralized timing solutions. For example, Google’s Spanner uses synchronized atomic clocks between its data centers. Google’s engineers synchronize these clocks to a very high precision and constantly maintain them.
This problem is even harder in adversarial systems like blockchain. Nodes in the network can’t trust an external source of time or any timestamp that appears in a message. Hashgraph for example, solves this problem with a “median” timestamp. Each message that is seen by the network is signed and timestamped by a supermajority of the network. The median timestamp for the message is what Hashgraph calls “fair” ordering. Each message has to travel to the supermajority of the nodes in the system, then after the message collects enough signatures, the entire set needs to be propagated to the entire network. As you can imagine, this is really slow.
What if you could simply trust the timestamp that is encoded into the message? An enormous wealth of distributed systems optimizations would suddenly be at your disposal. E.g.
“Synchronized clocks are interesting because they can be used to improve the performance of distributed algorithms. They make it possible to replace communication with local computation.”
— Liskov, B. Practical uses of synchronized clocks in distributed systems
In our case this means a high throughput, high performance blockchain
Proof of History
What if instead of trusting the timestamp you could prove that the message occured sometime before and after an event? When you take a photograph with the cover of New York Times, you are creating a proof that your photograph was taken after that newspaper was published, or you have some way to influence what New York Times publishes. With Proof of History, you can create a historical record that proves that an event has occurred at a specific moment in time.
The Proof of History is a high frequency Verifiable Delay Function. A Verifiable Delay Function requires a specific number of sequential steps to evaluate, yet produces a unique output that can be efficiently and publicly verified.
Our specific implementation uses a sequential pre-image resistant hash that runs over itself continuously with the previous output used as the next input. Periodically the count and the current output are recorded.
For a SHA256 hash function, this process is impossible to parallelize without a brute force attack using 2¹²⁸ cores.
We can then be certain that real time has passed between each counter as it was generated, and that the recorded order each counter is the same as it was in real time.
Upper bound on Time
Data can be inserted into the sequence by appending the hash of the data to the previous generated state. The state, input data, and count are all published. Appending the input causes all future output to change unpredictably. It is still impossible to parallelize, and as long as hash function is pre-image and collision resistant, it is impossible to create an input that would generate a desired hash in the future, or create an alternative history with the same hashes. We can prove that time passed between any two append operations. We can prove that the data was created sometime before it was appended. Just like we know that the events published in the New York Times occurred before the newspaper was written.
Lower bound on Time
Inputs into Proof of History can have references back to Proof of History itself. The back reference could be inserted as part of a signed message with the users signature, so it cannot be modified without the users private key. This is just like taking a photograph with the New York Times newspaper in the background. Because this message contains 0xdeadc0de hash we know it was generated after count 510144806912 was created.
But since the message is also inserted back into Proof of History stream, it is as if you took a photo with the New York Times in the background, and the next day the New York Times published that photo. We know that the content of that photo existed before and after a specific day.
Verification
While the recorded sequence can only be generated on a single CPU core, the output can be verified in parallel.
Each recorded slice can be verified from start to finish on separate cores in 1/(number of cores) time it took to generate. So a modern day GPU with 4000 cores can verify a second in 0.25 milliseconds.
ASICS
Isn’t every CPU different, and some much faster then others? How do you actually trust that “time” as it’s generated by our SHA256 loop is accurate?
This topic deserves its own article, but long story short is that we don’t much care if some CPUs are faster then others, and if an ASIC can be faster then the CPUs available to the network. The most important thing is that there is a finite bound on how much faster an ASIC can get.
We are using SHA256, and thanks to Bitcoin there has been significant research in making this cryptographic hash function fast. This function is impossible to speed up by using a larger die area, like a Look Up Table, or unrolling it without impact to clock speed. Both Intel and AMD are releasing consumer chips that can do a full round of SHA256 in 1.75 cycles.
Because of this, we have pretty good certainty that a custom ASIC will not be 100x faster, let alone 1000x, and most likey will be within 30% of what is available to the network. We can construct protocols that exploit this bound and only allow an attacker a very limited, easily detected and shortlived oportunity for a denial of service attack. More on that in the next article!
Обзор блокчейна Solana
Solana — блокчейн нового поколения с открытым исходным кодом. Главная особенность проекта в том, что он использует уникальную технологию, базирующуюся на консенсусе доказательства времени (Proof-of-History) в сочетании с консенсусом доказательства доли (Proof-of-Stake).
Данная технология позволяет обрабатывать
50.000 транзакций в секунду (TPS). Разработчики заверяют, что в перспективе, блокчейн Solana имеет возможность обрабатывать до 710.000 TPS. Для сравнения, самая известная платежная система MasterCard обрабатывает всего 65.000 транзакций в секунду.
Благодаря высокой пропускной способности, низким комиссиям и устойчивости, блокчейн Solana является отличной платформой для запуска децентрализованных приложений (DApps).
Преимущества Solana
Как работает блокчейн Solana?
Команда Solana разработала для своего блокчейна 8 новых технологий:
Proof of History
По сути, это вариант часов на блокчейне.
Из-за того, что невозможно подключить все узлы к единому временному синхронизатору, блоки, которые обрабатываются в разных узлах сети, могут появляться в различное время. Это приводит к появлению конфликтных и невалидных блоков, которые нарушают работу сети. Технология Proof-of-History решает данную проблему. Благодаря ей, сеть записывает не время начала и окончания, а после и до какой транзакции произошла наша транзакция.
Как работает Proof-of-History
Пример. Мы стоим на автобусной остановке и мимо нас проезжают машины. Мы не знаем сколько авто проехало и сколько еще проедет мимо нас и с какими временными интервалами это происходит. Но мы знаем, что сейчас мимо нас проехала 1 черная машина, потом 1 синяя, потом 2 черные и потом 1 красная. Т.е. мы можем сказать, что красная машина проехала после 2-х черных, которые проехали после 1 синей, которая проехала после 1 черной.
Если соединить это в последовательность, то у нас получиться уникальная цепочка движения автомобилей по дороге, где каждая машина имеет свой уникальный номер.
И мы можем с уверенностью говорить, что синяя машина проехала после одной черной и перед 2-мя черными. Так образом, мы получили уникальную "временную" метку для этой машины.
Тоже самое происходит в блокчейне Solana с транзакциями.
Пример последовательности
Tower BFT
Система, которая позволяет валидаторам голосовать за состояние реестра, улучшая оперативность сети. Это механизм консенсуса на основе Proof of Stake. Отличием от классического PoS на Ethereum является то, что он использует Proof-of-History (PoH) в качестве "часов". Это уменьшает потери пропускной способности и задержки передачи данных.
Turbine
Специальный протокол, который разбивает важные данные на более мелкие части. Такие части легче и быстрее передаются на обрабатывающие узлы с минимальными задержками.
Пример работы Turbine
Gulf Stream
Протокол передачи данных без использование мем-пула.
Мем-пул — хранилище транзакций, которые ждут обработки.
Так как в блокчейне Solana нет мем-пула, все новые транзакции, которые появляются до обработки старых, отправляются в самый не загруженный узел сети. Это позволяет распределить нагрузку по узлам и ускорить обработку транзакций.
Пример. Вы идете в больницу и вам нужно получить справку.
Вы заходите в 1-й кабинет, и вам говорят, что нужно идти во 2-й кабинет, потому что в 1-м все заняты.
Во 2-м вам говорят, что нужно идти в 3-й и так далее. И справку вы получаете только в 5-м кабинете.
Вы потратили кучу времени на переходы, а могли бы сразу прийти в 5-й, получить справку и сэкономить время.
Так вот, протокол Gulf Stream определяет заранее, в какой кабинет вам необходимо прийти, чтобы максимально быстро получить справку. Только теперь проецируем это на блокчейн Solana.
Система знает сколько она отправила обрабатывать транзакций на конкретный узел. И поэтому она заранее знает, какой узел менее загружен и отправляет новые транзакции на обработку именно туда.
Пример работы Gulf Stream
Sealevel
Главный протокол, который отвечает за скорость обработки транзакций. Он разбивает обработку одной транзакции на несколько графических процессорах, из-за этого повышается пропускная способность.
Пример. Сравнить это можно с магистралью. Если у нас всего одна полоса, то машины будут медленно ехать из-за пробок. Если у нас 4 полосы, то машины будут распределяться в 4 колоны и проезжать одновременно, а значит значительно быстрей.
Пример работы Sealevel
Pipeline
Протокол конвейерной обработки. Различные типы данных обрабатываются на конкретном оборудовании с разной скоростью. Поэтому в блокчейне Solana, определенные типы информации передаются на те устройства, которые способны быстрее обработать данный тип информации.
Cloudbreak
Протокол, который позволяет ускорить считывание информации из баз данных. Это достигается путем того, что узлы начинают обрабатывать новый блок, до того, как будет закодирован предыдущий. В итоге, системе, чтобы прочесть информацию, не нужно тратить время на раскодировку предыдущего блока. Что значительно упрощает и ускоряет процесс считывания данных.
Archivers
Протокол хранения информации. Он использует технологию Proof-of-Replication. База для протокола была позаимствована у Filecoin.
Список всех технологий Solana
Стресс-тест
Проект Solana дает возможность проверить пропускную способность их блокчейна с помощью стресс-теста сети.
Чтобы поучаствовать в нем, необходимо перейти на официальный сайт Solana:
Пролистать немного ниже и нажать на "Поиграть":
В появившемся окне нажимаем "PLAY THE GAME":
Авторизуемся через Google:
В появившемся окне необходимо настроить TestNet. Вверху справа нажимаем на кнопку "Mainnet Beta":
В меню выбираем "Testnet":
Закрыв меню, увидим, что сеть переключилась на Testnet и напротив "Wallet" появилась надпись "Press Play to Start", нажимаем на "PLAY":
Теперь просто нажимая любые кнопки на клавиатуре или кликая на "Send new transactions", в блокчейн Solana будут отправляться тестовые транзакции, которые имитируют нагрузку на сеть.
После игры, появится отчет о количестве транзакций, времени выполнения и созданной нагрузке на сеть.
Монета SOL
SOL — главная монета блокчейна Solana. Sol использует SPL — стандарт токена в блокчейне Solana, аналогией является ERC-20 в блокчейне Ethereum или BEP-20 в блокчейне Binance Smart Chain.
Данный токен может быть использован в:
- Стейкинге;
- Управлении (голосовании);
- Оплате комиссии за транзакции.
Всего будет выпущено 497.876.366 монет. Предусмотрена дефляционная модель сжигания монет. На данный момент, сообщество обсуждает идею сжигания части комиссии, полученную за обработку транзакции.
Общий начальный уровень инфляции составляет 8%.
Уровень дефляции составляет 15%.
Конечный уровень инфляции составляет 1.5% (будет достигнут через 10 лет после запуска сети).
График годовой инфляции монет Sol
Экосистема Solana
Из-за высокой пропускной способности и быстрого подтверждения валидности (правильности) блоков, Solana является отличным вариантом для развертывания своих децентрализованных приложений. Чем пользуются огромное количество разработчиков.
Самые известные DApps, работающие на блокчейне Solana: MetaSOL, SOLFarm, Anchor, Serum, O3Labs. Полный список можно увидеть на официальном сайте Solana в разделе "Экосистема".
Экосистема Solana
Где купить и хранить SOL?
Где хранить монеты SOL?
Приобрести монету SOL можно на большинстве популярных крипто-бирж: Binance, FTX, Huobi, Bitfinex, Coinbase, HitBTC и многих других.
Самыми популярными кошельками для хранения SOL являются TrustWallet, Coin98 и Solflare.
Полный список кошельков, поддерживающих сеть SPL, указан в разделе "Экосистема" —> "Wallet".
Кошельки поддерживающие стандарт токенов SPL
Вывод
Проект Solana использует уникальный подход к консенсусу, основанный на "временных" метках. Алгоритмы, на которых построен блокчейн Solana, позволяют обрабатывать до
50.000 TPS (потенциальный выход на 710.000 TPS) и подтверждать правильность данных за считанные секунды. Это делает Solana самым быстрым блокчейном в мире!
Проект молодой. Разработка введется с 2017 года, а сам протокол был запущен только в 2020 году. Перспективы у проекта огромные. Большое количество DApps уже работают на блокчейне и их количество с каждым днем только растет.
Алгоритм Proof-of-History (PoH): что это и как работает
Если вы хотя бы немного знакомы с понятием «блокчейн» и того, как он функционирует, то наверняка слышали про алгоритмы консенсуса Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS). Именно благодаря им каждый узел сети, в которой мы работаем, знает столько же информации, сколько и остальные, а также позволяет сохранять фундаментальные принципы децентрализации (подробнее про это можно прочитать здесь).
Однако и PoW, и PoS имеют ряд недостатков, из-за которых некоторым проектам (в том числе Bitcoin и Ethereum) становится сложнее масштабироваться и развиваться. И в этой статье мы поговорим про альтернативный алгоритм консенсуса, который предложила команда известного проекта Solana — Proof-of-History.
Что это за алгоритм? Как он работает? Чем отличается от PoW и PoS? В чем его ключевые преимущества и недостатки? Есть ли у него будущее?
Ответы на эти и другие вопросы мы подробно дадим в нашей статье. Но перед этим рекомендуем освежить знания по некоторым понятиям, которые периодически будут упоминаться в нашем материале.
Рекомендуем к прочтению:
Proof-of-History — что это
Прежде, чем мы начнем глубоко погружаться в детали алгоритма консенсуса PoH, давайте сначала разберемся в его предшественниках и почему возникла необходимость разработки этой новой технологии.
Про принципы работы PoW и PoS многие знают. А вот PoH — это что-то совершенно иное.
В мире криптовалют существует несколько алгоритмов, которые используются для обеспечения безопасности и управления блокчейн-сетью. Среди них наиболее известными являются Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS).
Proof-of-Work — это алгоритм, который стал основой многих криптовалют, включая самую известную из них — Bitcoin.
PoW представляет собой процесс решения сложных математических задач для создания нового блока и включения его в блокчейн
Майнеры соревнуются между собой в решении этих задач, и тот, кто первым придет к решению, получает вознаграждение в виде криптовалюты. Однако, PoW требует большого количества вычислительных ресурсов и энергии, что делает его менее устойчивым к масштабированию и экологически нежелательным.
Proof-of-Stake — это альтернативный алгоритм, который был разработан для купирования некоторых проблем, связанных с PoW.
Вместо решения сложных математических задач, участники сети PoS отправляют в стейкинг свои токены для получения возможности валидации блоков
Чем больше токенов участник имеет, тем выше его шансы быть выбранным для создания нового блока и получения вознаграждения. PoS предложил более экологичный и масштабируемый подход, но все же он не лишен недостатков, таких как централизация и потенциальные атаки.
В свете проблем, связанных с PoW и PoS, был разработан новый алгоритм, известный как Proof-of-History. PoH был впервые представлен командой Solana.
Proof-of-History (PoH) – это алгоритм консенсуса, который позволяет сети поддерживать высокую пропускную способность и быстрое время обработки транзакций, при минимальных комиссиях (что очень привлекательно для пользователей и разработчиков децентрализованных приложений (dApps)).
Отличительной особенностью алгоритма PoH является то, что он использует время, как основной элемент для достижения консенсуса. Вместо того чтобы полагаться на сложные математические задачи (как в Proof-of-Work) или количество токенов в собственности (как в Proof-of-Stake), PoH использует концепцию «временных штампов», чтобы упорядочить транзакции и достичь согласия в сети.
Звучит достаточно сложно для понимания, поэтому давайте более подробно разберем, как работает алгоритм Proof-of-History.
Принципы работы PoH
Чтобы разобраться, как работает Proof-of-History, сначала нужно понять, что такое «временной штамп».
Временной штамп – это уникальный идентификатор, который связывает событие, транзакцию или набор данных в блокчейне с конкретным моментом времени.
В контексте PoH временной штамп присваивается каждой транзакции, которая происходит в сети. Другими словами, алгоритм создает запись о прошедшем времени, генерируя криптографические хеши в последовательном порядке. Эти хеши затем используются для установки времени и последовательности событий в блокчейне.
Схема хеширования в PoW и PoH. Проще говоря, в случае с Proof-of-History, выход одного хеша становится входом для другого. Именно это дает возможность проверить валидность транзакций без необходимости согласования друг с другом (как в случае с PoW).
Вот как это работает на практике:
- Генерация хешей. В сердце PoH находится генератор хешей. Он берет в качестве входных данных предыдущий хеш и текущее время, а затем создает новый хеш. Этот процесс повторяется снова и снова, создавая последовательность хешей;
- Запись событий. Когда событие происходит в блокчейне (например, транзакция), оно записывается вместе с текущим хешем. Это создает запись о том, что событие произошло после предыдущего хеша и перед следующим;
- Валидация. Когда другие узлы в сети принимают новый блок, они могут проверить время и последовательность событий, проверив хеши, и если они совпадают — то события произошли в заявленное время.
У вас может возникнуть вполне закономерный вопрос: почему время так важно для блокчейна? Все просто. В блокчейне время используется для определения последовательности событий. Это особенно важно для системы, в которой участники могут находиться в разных часовых поясах, и где латентность сети может вызвать задержки в передаче информации.
Важно отметить, что временные штампы генерируются с использованием криптографического алгоритма, который гарантирует, что каждый временной штамп является уникальным и не может быть подделан.
Плюсы и минусы PoH
Теперь, когда мы поняли, как работает Proof-of-History, давайте рассмотрим некоторые из его преимуществ.
- Скорость. Возможно, самое большое преимущество Proof-of-History — это его скорость. PoH позволяет обрабатывать транзакции гораздо быстрее, чем традиционные алгоритмы консенсуса, такие как PoW или PoS. Это делает его идеальным для высокопроизводительных приложений (dApps);
- Безопасность. PoH обеспечивает надежный источник времени, что делает его устойчивым к атакам и мошенничеству. Поскольку каждое событие в сети связано с определенным временным штампом, мошеннические попытки изменить историю транзакций становятся невозможными;
- Децентрализация. В отличие от других алгоритмов консенсуса, PoH не требует, чтобы участники держали большое количество токенов или выполняли сложные вычислительные задачи. Это делает его более децентрализованным.
Тем не менее, несмотря на все преимущества, Proof-of-History также имеет свои недостатки (некоторые из которых достаточно существенные).
Например, потребность в синхронизации. Несмотря на то, что PoH создает надежный источник времени внутри блокчейна, он все равно требует некоторой синхронизации между узлами.
Если узлы не синхронизированы, это может привести к проблемам с согласованностью, сбоям и даже потере данных (в теории).
Заключение
Можно с уверенностью сказать, что появление Proof-of-History в мире блокчейн-технологий — это хорошо. Хорошо для пользователей, т.к. транзакции с этим алгоритмом проходят очень быстро и стоят дешево. Для разработчиков тоже хорошо, т.к. с PoH удобно работать высокопроизводительным приложениям (dApps), за счет его быстродействия и надежности.
В целом, это еще один алгоритм консенсуса среди многих, создатели которого предложили интересную технологию, и который получил популярность благодаря популярности проекта Solana.
Тем не менее самым популярным алгоритмом все еще остается Proof-of-Stake, и вряд ли эта ситуация изменится в ближайшие несколько лет.