Solana技术架构解析及生态发展前景

Solana是一个高性能的区块链平台,采用独特的技术架构实现高吞吐量和低延迟。其核心技术包括Proof of History (POH)算法、Leader Rotation Schedule和Tower BFT共识机制、Turbine数据传输网络以及Solana Virtual Machine (SVM)。这些都是Solana实现高性能的架构设计,但同时也带来了一些问题,如网络宕机、交易失败、MEV问题、状态增长过快和中心化问题。

Solana生态发展迅速,各项数据指标在上半年都迅猛发展,尤其在DeFi、基础设施、GameFi/NFT、DePin/AI和消费者应用领域。Solana的高TPS和面向消费者应用的战略以及品牌效应较弱的生态环境为创业者和开发者提供了丰富的创业机会。在消费者应用方面,Solana展示了其对于推动区块链技术在更广泛领域应用的愿景。

Solana虽然在区块链行业中以其高吞吐量和低交易成本获得了显著的市场份额,但它也面临着来自其他新兴公链的激烈竞争。Base作为EVM生态中的一个潜在对手,其链上活跃地址数正在迅速增长,同时,Base生态的融资额也首次在Q2季度超越Solana。

尽管Solana在技术和市场接受度上取得了一定的成就,但它需要不断创新和改进,以应对来自Base等竞争对手的挑战。特别是在提高网络稳定性、降低交易失败率、解决MEV问题以及减缓状态增长速度等方面,Solana需要持续优化其技术架构和网络协议,以保持其在区块链行业的领先地位。

技术架构

Solana以其POH算法、Tower BFT共识机制以及Trubine数据传输网络和SVM虚拟机带来的高TPS和快速Finality著称。

POH算法

POH(Proof of History)是一个确定全局时间的技术,其并不是共识机制,而是一种确定交易顺序的算法。POH技术是来源于最基础的密码学SHA256技术。

在Solana的POH序列中,通过应用sha256算法就能确保整个序列的完整性,也就确定了其中交易的完整性。这个就是其Proof of History技术的核心含义,上一个区块hash,将作为下一个sha256函数的一部分,类似于一个链条,最新的Y,总是包含了历史的证明。

为了避免Leader节点处产生单点故障,因此引入了时间限制。在Solana中时间单位是以epoch进行划分,每个epoch包含432,000个slot(时隙),每个slot持续400ms,在每一个slot中,轮换系统会在每个slot内分配一个Leader节点,Leader节点必须在给定的slot时间内发布区块(400ms),否则,就会跳过这个slot,重新选举下一个slot的Leader节点。

Tower BFT共识机制

Tower BFT共识协议来自于BFT共识算法,是其的一种具体工程实现,该算法仍然与POH算法有关。在对区块进行投票的时候,如果验证者的投票本身就是一种交易,那么用户交易以及验证者交易所形成的区块哈希,也能够作为历史证明,哪个用户的交易细节以及验证者的投票细节都能被唯一确认。

在Tower BFT算法中规定,如果所有验证者对该区块进行投票,超过2/3的验证者投了approve票,那么这个区块就能被确定下来。该机制的好处是,节省大量的内存,因为仅仅需要对哈希序列进行投票即可确认区块。

Turbine

Turbine将数据分片以后,使用多层传播机制来进行传播,Leader节点会在每个Slot结束之前将区块交给任意一个区块验证者,然后该验证者会将区块分片成Shreds,并且生成纠删码,该验证者之后会开启Turbine传播。首先要传播到根节点,然后该根节点会确定哪些验证者位于第几层。

这套机制的思想类似于Leader节点的单节点机制。在区块传播过程中也存在一些优先的节点,这些节点首先获得shreds碎片组建完整区块以达成投票共识的过程。将冗余推向更深层次,能够显著加快Finality的进行,并且最大化吞吐量和效率。

SVM

Solana能够每秒处理数千笔交易,主要的原因在于其POH机制、Tower BFT共识和Turbine数据传播机制。但是SVM作为状态转换的虚拟机,如果Leader节点在进行交易执行中,SVM处理速度较慢,那么就会让整个系统的吞吐量降低,因此针对SVM,Solana提出了Sealevel并行执行引擎来加快执行交易的速度。

生态发展

在当前的Solana生态发展的过程中,越来越偏向于实际的效用,比如Blinks以及Actions甚至Solana Mobile等,而官方支持的应用发展方向也更偏向于消费者应用程序,而不是对基础设施的无限内卷。

DeFi

在Solana上的DeFi协议中,有大量未发币的项目,包括Kamino(第一Lending)、Marginfi(Lending + Restaking)、SoLayer(Restaking)、Meteora等,由于Solana的团结生态氛围,通常一个项目在发币的档期,其它项目都会尽量的避开,以吸引足够的市场目光。

当前在整个DEX方面竞争激烈,其龙头也经历了多次迁移,从Raydium,Orca到现在Jupiter为主导地位。值得注意的是,DEX的交易其中大约50%都是由MEV bot发起的,主要是其低廉的费用和Meme交易活跃滋生了MEV的有利可图。而这也是导致用户高峰交易失败频发、宕机的主要原因之一。

Solana上的DeFi协议伴随着SOL价格的上涨,其USD名义TVL也赢来了爆发性的上涨。其TVL上涨的趋势仍然没有停止,新一波的上涨趋势形成。

Infrastructure

在基础设施的构建上,主要的龙头是预言机Pyth以及跨链桥Wormhole,也包括一些针对性的解决方案大众可能了解较少,比如:

1. Jito Labs:专注于构建Solana上的MEV解决方案,其Jito Labs客户端构建了Bundle和伪emempool来给予researchers进行MEV。目前其市占率超过50%。除此之外,其LSD协议Jito的质押的SOL也接近1200万枚,并且仍然在高速增长。

2. Helius:Helius作为Solana上的主动的贡献社区,对Solana有最全的研究以及通过研究进行代码贡献。

3. GenesysGo:其产品ShdwDrive是Solana中数据存储项目,其致力于能够商业化落地的项目支持,包括社交数据、网站托管等业务。目前仍然在测试网阶段。同时,其母公司GenesysGo也在为Solana社区构建各种public goods以及研究。

Gaming / NFT

Solana上也有较为丰富的GameFi和NFT生态,其中Mad Labs在整个Solana生态中占据比较重要的位置,许多项目空投都会优先考虑Mad Labs持有者发放,过去这一龙头的位置是DeGods。而NFT市场也经历了变迁,过去最多人使用的是Magic Eden,现在转变为Tensor。

DePin / AI

目前在Solana的DePin市场上,Render是有实际业务的当之无愧的龙头。伴随着solana以实际应用为中心的发展战略,其也在这轮复苏中,抓住了Depin的叙事之风。在上半年,大量新的Depin项目搭建在Solana之上,其中就包括io.net、Nosana、Shadow等。

Consumer

无论是Solana Mobile,还是Solana Ecosystem官网专门为消费者应用程序构建专栏,Actions以及Blinks的发明,都说明了Solana对于区块链商业化落地和实用性的愿景。其Mobile收集的发布也是在将Web端的dapp放到移动端,这非常符合人性和互联网发展趋势。因此,应用在这种土壤上容易爆发,最典型的就是Stepn。

纵览目前在运行的消费者应用程序,其实大部分仍然没有找到很好的突破口,所以仍然无法实现一个真正的应用落地到商业世界,这其中包括了产品创新单一、商业模式单一、对Web2营销乏力、Gas Fee的需求、代币的入门门槛等多种因素。

Payments

Solana上的钱包包括了Phantom、Backpack、TipLink等。与DEX一样,这里的品牌效应并不强,因此创业者有更多的机会,过去钱包龙头是Phantom,现在转变为Backpack,其是Mad Labs构建,值得一提的是Mad Labs现在也是Solana上的NFT龙头。

其目前与Paypal、Visa等合作进行链上的稳定币支付转账,这个业务场景本身非常有利于快速Finality以及低Gas Fee的Solana链。目前其链上稳定币处于缓慢增长的状态。

Solana在上半年具有引人瞩目的稳定币转账的市场份额。但是从6月份之后,其市场份额显著下滑。上半年Solana表现的绝对亮眼,但是其在下半年的开端转账数据有明显下滑的趋势。

竞争对手数据

在一众公链中,Base被视为EVM生态潜在的Solana竞争对手。Base的链上活跃地址数正在迅猛增加,而Solana在具备先发优势的情况下,也仍处于高速增长的阶段。NEAR维持高位不变,但是Aptos以及Sui在公链的竞争中落后。

Solana在Defi领域的TVL也进展显著,其TVL已经创下历史新高,并且与其它公链相比也有一大段距离,但是值得注意的是Base也处于高速成长的阶段。

目前Solana的稳定币供应的市场份额一直萎靡不振,Ethereum由于多链的出现,其市场份额自然缩小,Base市场份额在悄然增加。

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