Tiết lộ Vua Tốc độ của Blockchain – Solana

Một báo cáo hiệu suất

Các Chuỗi nhanh nhất báo cáo được CoinGecko công bố vào ngày 17 tháng 5 cho thấy rằng Solana là blockchain nhanh nhất trong số các blockchain lớn , với TPS thực tế trung bình hàng ngày cao nhất đạt 1.054 (giao dịch bỏ phiếu đã bị xóa). Sui là blockchain nhanh thứ hai, với TPS thực tế trung bình hàng ngày cao nhất đạt 854. BSC xếp thứ ba, nhưng TPS thực tế đạt được ít hơn một nửa so với Sui.

Từ báo cáo này, có thể thấy rằng Solana và Sui, có hiệu suất tốt nhất, đều là các blockchain không tương thích với EVM. Hơn nữa, TPS thực tế trung bình của 8 blockchain không tương thích với EVM là 284, trong khi TPS trung bình của 17 blockchain tương thích với EVM và Ethereum Layer 2 chỉ là 74. Hiệu suất của các blockchain không tương thích với EVM cao hơn khoảng 4 lần so với các blockchain tương thích với EVM.

Bài viết này sẽ khám phá những điểm nghẽn về hiệu suất của các blockchain tương thích với EVM và tiết lộ Ưu điểm về hiệu suất của Solana .

Những trở ngại về hiệu suất của các blockchain tương thích với EVM

Đầu tiên, chúng tôi khái quát hóa blockchain EVM thành các blockchain chung. Nhìn chung, các blockchain muốn cải thiện TPS bằng các phương pháp sau:

• Cải thiện hiệu suất của nút: Cải thiện hiệu suất của nút bằng cách tích lũy tài nguyên phần cứng. Yêu cầu phần cứng của nút sẽ ảnh hưởng đến mức độ phi tập trung. Ví dụ, cấu hình được đề xuất của Ethereum là CPU 4 lõi, bộ nhớ 16G, băng thông mạng 25Mbps, có thể đạt được bằng các thiết bị cấp độ người dùng thông thường và có mức độ phi tập trung cao; Solana đề xuất cấu hình tương đối cao hơn là CPU 32 lõi, bộ nhớ 128G, băng thông mạng 1Gbps, chỉ có thể đạt được bằng các thiết bị cấp độ chuyên nghiệp và có mức độ phi tập trung chung;

• Cải thiện giao thức cơ bản: bao gồm giao thức mạng, mật mã, lưu trữ, v.v. Việc cải thiện giao thức cơ bản của blockchain không làm thay đổi các thuộc tính của chính blockchain, cũng không ảnh hưởng đến các quy tắc hoạt động của blockchain. Nó có thể trực tiếp cải thiện hiệu suất của blockchain, nhưng công nghệ cơ bản đã nhận được ít sự chú ý và không có đột phá lớn nào trong lĩnh vực nghiên cứu hiện tại.

• Mở rộng các khối: Việc tăng kích thước khối có thể bao gồm nhiều giao dịch hơn, do đó tăng thông lượng giao dịch của blockchain. Ví dụ, Bitcoin Cash (BCH) đã mở rộng kích thước khối từ 1 MB lên 8 MB, rồi lên 32 MB. Tuy nhiên, việc mở rộng khối cũng sẽ làm tăng độ trễ lan truyền và gây ra các mối đe dọa bảo mật, chẳng hạn như tăng khả năng phân nhánh và tấn công DDoS;

• Giao thức đồng thuận: Giao thức đồng thuận đảm bảo rằng tất cả các nút trong blockchain đạt được sự đồng thuận về trạng thái cập nhật của blockchain. Đây là cổng bảo mật quan trọng nhất của blockchain. Các cơ chế đồng thuận đã được sử dụng trong blockchain bao gồm PoW, PoS, PBFT, v.v. Để đáp ứng nhu cầu về khả năng mở rộng, các chuỗi công khai hiệu suất cao thường cải thiện giao thức đồng thuận và kết hợp nó với các cơ chế đặc biệt của riêng chúng, chẳng hạn như cơ chế đồng thuận Solanas dựa trên PoH và cơ chế đồng thuận Avalanche dựa trên Avalanche.

• Thực hiện giao dịch: Thực hiện giao dịch chỉ quan tâm đến số lượng giao dịch hoặc tác vụ tính toán được xử lý trên một đơn vị thời gian. Các chuỗi khối như Ethereum sử dụng thực hiện tuần tự để thực hiện các giao dịch hợp đồng thông minh theo khối. Trong thực hiện tuần tự, nút thắt hiệu suất CPU rất rõ ràng, điều này hạn chế nghiêm trọng thông lượng của chuỗi khối. Nhìn chung, các chuỗi công khai hiệu suất cao sẽ áp dụng thực hiện song song và một số cũng sẽ đề xuất các mô hình ngôn ngữ thuận lợi hơn cho việc song song hóa để xây dựng các hợp đồng thông minh, chẳng hạn như Sui Move.

Đối với blockchain EVM, thách thức lớn nhất nằm ở việc thực hiện giao dịch vì máy ảo, tức là môi trường thực hiện giao dịch, bị giới hạn. EVM có hai vấn đề chính về hiệu suất:

• 256-bit: EVM được thiết kế như một máy ảo 256-bit để giúp xử lý thuật toán băm Ethereum dễ dàng hơn, thuật toán này sẽ tạo ra đầu ra 256-bit một cách rõ ràng. Tuy nhiên, máy tính thực sự chạy EVM cần phải ánh xạ các byte 256-bit vào kiến trúc cục bộ để thực thi. Một mã lệnh EVM sẽ tương ứng với nhiều mã lệnh cục bộ, khiến toàn bộ hệ thống trở nên rất kém hiệu quả và không thực tế;

• Thiếu thư viện chuẩn: Không có thư viện chuẩn trong Solidity và bạn phải tự triển khai bằng mã Solidity. Mặc dù OpenZeppelin đã cải thiện tình trạng này ở một mức độ nhất định, họ cung cấp một thư viện chuẩn do Solidity triển khai (bằng cách đưa mã vào hợp đồng hoặc gọi hợp đồng đã triển khai dưới dạng delegatecall), tốc độ thực thi của mã byte EVM chậm hơn nhiều so với thư viện chuẩn được biên dịch trước.

Theo góc độ tối ưu hóa thực hiện, EVM vẫn còn hai nhược điểm lớn:

• Khó thực hiện phân tích tĩnh: Thực hiện song song trong blockchain có nghĩa là xử lý các giao dịch không liên quan cùng một lúc, coi các giao dịch không liên quan là các sự kiện không ảnh hưởng lẫn nhau. Thách thức chính trong việc đạt được thực hiện song song là xác định giao dịch nào không liên quan và giao dịch nào độc lập. Hiện tại, một số chuỗi công khai hiệu suất cao sẽ thực hiện phân tích tĩnh trên các giao dịch trước và cơ chế nhảy động của EVM khiến việc thực hiện phân tích tĩnh trên mã trở nên khó khăn;

• Trình biên dịch JIT chưa hoàn thiện: Trình biên dịch JIT (Trình biên dịch Just In Time) là một phương pháp tối ưu hóa phổ biến được sử dụng bởi các máy ảo hiện đại. Mục tiêu chính của JIT là biến thực thi được diễn giải thành thực thi được biên dịch. Khi chạy, máy ảo biên dịch mã nóng thành mã máy liên quan đến nền tảng cục bộ và thực hiện nhiều cấp độ tối ưu hóa khác nhau. Mặc dù có các dự án EVM JIT, nhưng chúng vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm và chưa đủ trưởng thành.

Do đó, về mặt lựa chọn máy ảo, các chuỗi công khai hiệu suất cao có xu hướng sử dụng máy ảo dựa trên WASM, mã byte eBPF hoặc mã byte Move thay vì EVM. Ví dụ, Solana sử dụng máy ảo SVM và mã byte dựa trên eBPF SBF độc đáo của riêng mình.

Chuỗi nhanh nhất: Solana

Solana được biết đến với cơ chế PoH (Proof of History) cũng như độ trễ thấp và thông lượng cao, và là một trong những kẻ hủy diệt Ethereum nổi tiếng nhất.

Về bản chất, PoH là một thuật toán băm đơn giản tương tự như Verifiable Delay Function (VDF). Solana sử dụng một hàm băm chống ảnh trước chuỗi (SHA-256) chạy liên tục, sử dụng đầu ra của một lần lặp làm đầu vào cho lần lặp tiếp theo. Tính toán này chạy trên một lõi duy nhất cho mỗi trình xác thực.

Trong khi việc tạo chuỗi là tuần tự và luồng đơn, việc xác minh có thể được thực hiện song song, cho phép xác minh hiệu quả trên các hệ thống đa lõi. Mặc dù có giới hạn trên về tốc độ băm, nhưng việc cải tiến phần cứng có thể mang lại hiệu suất tăng thêm.

Quá trình đồng thuận Solana

Cơ chế PoH hoạt động như một nguồn thời gian đáng tin cậy và không cần tin cậy, tạo ra một bản ghi có thể xác minh và có thứ tự về các sự kiện trong mạng. Thời gian dựa trên PoH cho phép mạng lưới Solana luân phiên các nhà lãnh đạo theo cách được xác định trước và minh bạch . Sự luân chuyển này diễn ra theo các khoảng thời gian cố định là 4 khe, mỗi khe hiện được đặt thành 400 mili giây. Cơ chế luân chuyển người dẫn đầu này đảm bảo rằng mọi trình xác thực tham gia đều có cơ hội công bằng để trở thành người dẫn đầu và là một cơ chế quan trọng để mạng Solana duy trì tính phi tập trung và bảo mật, ngăn không cho bất kỳ trình xác thực nào giành được quá nhiều quyền lực trên mạng.

Trong mỗi khe, người dẫn đầu đề xuất một khối mới chứa các giao dịch nhận được từ người dùng. Người dẫn đầu xác minh các giao dịch này, đóng gói chúng thành một khối, sau đó phát khối đến các trình xác thực còn lại của mạng. Quá trình đề xuất và phát khối này được gọi là sản xuất khối và các trình xác thực khác trong mạng phải bỏ phiếu về tính hợp lệ của khối. Trình xác thực kiểm tra nội dung của khối để đảm bảo rằng các giao dịch hợp lệ và tuân theo các quy tắc của mạng. Nếu một khối nhận được đa số phiếu bầu của trọng số cổ phần, khối đó được coi là đã được xác nhận. Quá trình xác nhận này rất quan trọng để duy trì tính bảo mật của mạng Solana và ngăn chặn chi tiêu gấp đôi.

Khi khoảng thời gian của người dẫn đầu hiện tại kết thúc, mạng không dừng lại hoặc chờ xác nhận khối, mà thay vào đó chuyển sang khoảng thời gian tiếp theo, tạo cơ hội cho những người dẫn đầu tiếp theo tạo khối và toàn bộ quá trình bắt đầu lại. Cách tiếp cận này đảm bảo rằng mạng Solana duy trì thông lượng cao và vẫn phục hồi ngay cả khi một số trình xác thực gặp sự cố kỹ thuật hoặc ngoại tuyến.

Hiệu suất Solana

Vì mạng Solana có thể xác nhận trước người dẫn đầu, Solana không cần nhóm bộ nhớ công khai để lưu các giao dịch của người dùng. Khi người dùng gửi giao dịch, máy chủ RPC sẽ chuyển đổi giao dịch đó thành gói QUIC và ngay lập tức chuyển tiếp đến trình xác thực người dẫn đầu. Phương pháp này được gọi là Gulf Stream, cho phép chuyển đổi người dẫn đầu nhanh chóng và thực hiện trước các giao dịch, giảm tải bộ nhớ của các trình xác thực khác.

Dữ liệu khối Solanas được đưa vào không gian hạt nhân và sau đó được chuyển đến GPU để xác minh chữ ký song song. Sau khi chữ ký được xác minh trên GPU, dữ liệu được chuyển đến CPU để thực hiện giao dịch và cuối cùng được trả về không gian hạt nhân để duy trì dữ liệu. Quá trình chia dữ liệu thành nhiều bước xử lý của các thành phần phần cứng khác nhau này được gọi là đường ống, có thể tối đa hóa việc sử dụng phần cứng và tăng tốc quá trình xác minh và truyền các khối.

Vì giao dịch Solanas chỉ rõ tài khoản nào cần truy cập, nên trình lập lịch giao dịch Solanas có thể sử dụng cơ chế khóa đọc-ghi để thực hiện giao dịch song song. Mỗi luồng của trình lập lịch giao dịch Solana có hàng đợi riêng, xử lý giao dịch tuần tự và độc lập, cố gắng khóa (khóa đọc-ghi) tài khoản của giao dịch và thực hiện giao dịch, và các giao dịch có xung đột tài khoản sẽ được thực hiện sau. Công nghệ thực hiện song song đa luồng này được gọi là Sealevel.

Quá trình mà các nhà lãnh đạo truyền bá các khối chia các gói QUIC (tùy chọn sử dụng mã hóa xóa) thành các gói nhỏ hơn và phân phối chúng cho các trình xác thực trong một cấu trúc phân cấp. Kỹ thuật này được gọi là Turbine và chủ yếu được sử dụng để giảm mức sử dụng băng thông của các nhà lãnh đạo.

Trong quá trình bỏ phiếu, người xác thực sử dụng cơ chế đồng thuận cho các phiếu bầu phân nhánh. Người xác thực không cần phải chờ phiếu bầu để tiến hành sản xuất khối; thay vào đó, người sản xuất khối liên tục theo dõi các phiếu bầu mới hợp lệ và kết hợp chúng vào khối hiện tại theo thời gian thực. Cơ chế đồng thuận này được gọi là TowerBFT và bằng cách hợp nhất các phiếu bầu phân nhánh theo thời gian thực, Solana đảm bảo quy trình đồng thuận hiệu quả và hợp lý hơn, do đó cải thiện hiệu suất tổng thể.

Để duy trì tính bền bỉ của các khối, Solana đã phát triển cơ sở dữ liệu Cloudbreak, phân vùng cấu trúc dữ liệu tài khoản theo cách cụ thể để tận dụng tốc độ của các hoạt động tuần tự và sử dụng các tệp ánh xạ bộ nhớ để tối đa hóa hiệu quả của SSD.

Để giảm gánh nặng cho trình xác thực, Solana chuyển dữ liệu lưu trữ từ trình xác thực sang mạng lưới các nút được gọi là Archiver. Lịch sử trạng thái giao dịch được chia thành nhiều đoạn và sử dụng công nghệ mã hóa xóa. Archiver được sử dụng để lưu trữ các đoạn trạng thái nhưng không tham gia vào sự đồng thuận.

Tóm tắt

Tầm nhìn của Solana là trở thành một blockchain có phần mềm có thể mở rộng theo tốc độ phần cứng, do đó Solana tận dụng tối đa mọi sức mạnh của CPU, GPU và băng thông có sẵn trong các máy tính hiện nay để tối đa hóa hiệu suất, đạt tốc độ lý thuyết tối đa là 65.000 TPS.

Chính vì hiệu suất cao và khả năng mở rộng của Solana mà Solana đã trở thành nền tảng blockchain được ưa chuộng để xử lý các giao dịch tần suất cao và hợp đồng thông minh phức tạp. Cho dù là đường đua DePIN/AI vào đầu năm hay đường đua Meme đang hot gần đây, Solana đã cho thấy tiềm năng to lớn.

Sau khi ra mắt Ethereum ETF, Solana cũng đã trở thành loại tiền điện tử có nhiều lời kêu gọi nhất cho ETF tiếp theo, mặc dù SEC vẫn liệt kê Solana là một loại chứng khoán và sẽ không chấp thuận các ETF tiền điện tử khác trong ngắn hạn. Nhưng trong thị trường tiền điện tử, sự đồng thuận là giá trị và sự đồng thuận của Solana có thể trở nên bất khả xâm phạm như Bitcoin và Ethereum.

Bài viết này có nguồn từ internet: Tiết lộ Vua tốc độ của Blockchain – Solana

Có liên quan: Hướng dẫn giao dịch ETF ETH Narrative: Nắm bắt cơ hội vàng của hệ sinh thái ETH và khu vực RWA

Tác giả gốc: 0X KYLE Bản dịch gốc: TechFlow Giới thiệu Trong bài viết này, tác giả phân tích sự ra mắt của Ethereum ETF và tác động tiềm tàng của nó lên thị trường, đồng thời đề xuất một chiến lược giao dịch cụ thể. Mặc dù thị trường đã thay đổi trong thời gian viết bài, tác giả tin rằng vẫn còn chỗ để kiếm lời. Bài viết này không chỉ khám phá hiệu suất của Ethereum và các tài sản liên quan mà còn liên quan đến các cơ hội của ngành RWA (tài sản thế giới thực) trong môi trường quản lý mới. Nội dung văn bản Tôi bắt đầu viết bài viết này vào ngày 24 tháng 5 năm 2024, khi ETH ở mức $3632.22 và ONDO ở mức $1.08. Mặc dù giá của một số tài sản đã thay đổi trong quá trình viết bài, tác giả tin rằng tiềm năng tăng giá vẫn còn, mặc dù tỷ lệ rủi ro/phần thưởng giảm trên…