Cómo la prueba de historia de Solana es un gran avance para el tiempo en bloque

Descubra por qué Solana supera a las redes blockchain de Bitcoin, Ethereum, Libra, Tendermint y Algorand.

Solana es la primera cadena de bloques a escala web del mundo. En las iteraciones actuales de Solana Testnet, una red de 200 nodos físicamente distintos admite un rendimiento sostenido de más de 50.000 transacciones por segundo cuando se ejecuta con GPU. Lograr como tal requiere la implementación de varias optimizaciones y nuevas tecnologías, y el resultado es un gran avance en la capacidad de la red que señala una nueva fase en el desarrollo de blockchain.

La innovación central que subyace a la Red Solana es Prueba de Historia, y es exactamente lo que sugiere el nombre: una prueba de eventos históricos. El uso de Prueba de historial crea un registro histórico que prueba que un evento ha ocurrido en un momento específico en el tiempo. Mientras que otras cadenas de bloques requieren que los validadores se comuniquen entre sí para acordar que el tiempo ha pasado, cada validador de Solana mantiene su propio reloj codificando el paso del tiempo en una función SHA-256 simple de retardo verificable de hash secuencial (VDF) / p>

Esto difiere del estándar actual de infraestructura blockchain, que se basa en una producción secuencial de bloques que se ven obstaculizados al esperar la confirmación en la red antes de seguir adelante. Proof of History presenta un avance fundamental en la estructura de las redes blockchain en cuanto a velocidad y capacidad.

Así es como funciona Proof of History: La estructura de datos de Solana encadena los mensajes. Esto proporciona una prueba criptográfica del orden relativo y la hora de cada mensaje en el registro histórico. Esto permite que la red ignore los relojes locales y acomode gradualmente todos los retrasos potenciales de la red a medida que la estructura de datos finalmente se entrega y se vuelve a ensamblar. Es por eso que Solana puede superar los límites de los tiempos de confirmación para que la red proporcione una experiencia tan efectiva como un sistema centralizado sin sacrificar la seguridad o la descentralización.

Sin embargo, la prueba de historial no es necesaria para una cadena de bloques sin permiso. Se están construyendo muchas redes basadas en Proof of Stake sin él. Lo que Proof of History, o PoH, agrega a la red es una fuente de objetividad. Permite a los validadores de la red calcular el estado de la red a partir del propio libro mayor. En función de los mensajes de validación presentes en el libro mayor, un validador puede decidir si algún nodo se considera activo (válido) o inactivo (no válido) y si la red ha enviado una cantidad suficiente de votos para que el libro mayor se considere válido. No es necesario que los mensajes lleguen a un validador determinado de manera oportuna. El libro mayor finalmente llega a cada validador y, dado que los mensajes son parte del libro mayor, PoH proporciona la garantía criptográfica de que los mensajes se crearon cuando se reclamaron.

Esta propiedad nos permite optimizar la red a través de múltiples parámetros, particularmente en lo que respecta al tiempo de bloqueo, un elemento esencial de la infraestructura de blockchain en lo que respecta a velocidad y eficiencia. Además de Block Time, PoH permite a Solana optimizar la propagación de bloques (log200 (n)), el rendimiento (50K-80K TPS)) y el almacenamiento de libros mayores (petabytes) disponibles en la red.

Tiempo de bloqueo

El tiempo de bloque, más que las transacciones por segundo sin procesar, es un parámetro que separa claramente los sistemas centralizados de las cadenas de bloques descentralizadas. Tendermint tiene una ventana de tiempo de espera de 3 segundos, Libra alrededor de 10, Aglorand alrededor de 5. La red de prueba distribuida globalmente de Solana se implementa con un tiempo de bloque de bloques de 400ms con un líder programado para 4 bloques consecutivos.

Para cuando Libra confirma un solo bloque, Solana ha confirmado 25 bloques propuestos por 25 validadores diferentes. Visa tiene un requisito de tiempo de confirmación de 2,4 segundos para toda la ruta de punto a punto. Ni Ethereum, Bitcoin o Libra están ni cerca de satisfacer ese requisito. Solana lo hace.

En general, hay dos formas en que los sistemas distribuidos clásicos se han ocupado de los relojes. Los mensajes tienen la marca de tiempo del remitente y la marca de tiempo está firmada. Los nodos eliminan mensajes que son demasiado antiguos o demasiado nuevos. Este cálculo se basa en la diferencia entre la marca de tiempo y el reloj local. El segundo enfoque es que cada transición estatal tiene un tiempo de espera local antes de que expire. En Tendermint, por ejemplo, un estado de compromiso previo tiene un tiempo de espera de un segundo. El siguiente productor de bloques puede intentar proponer el siguiente bloque, pero todos los nodos de la red esperarán al menos 1 segundo desde el inicio de la transición del estado de compromiso previo antes de considerar la nueva propuesta.

En ambos enfoques, no se puede confiar en el reloj del proponente, y cada nodo toma precauciones y obliga a retrasar el progreso de la máquina de estado de consenso para garantizar que el proponente no haga trampa. Aunque estos retrasos son esenciales para la seguridad de la red, se traducen en tiempos de bloqueo más lentos.

El consenso de Nakamoto introdujo una tercera forma de lidiar con los relojes. El ajuste de dificultad en Bitcoin obliga a la red a producir un bloque en promedio aproximadamente una vez cada 10 minutos. La dificultad de Ethereum se establece de manera que se produzca un bloque en promedio una vez cada 15 segundos. La diferencia entre las dos redes se puede medir en el número de colisiones o tíos. Cuanto más corto sea el tiempo de bloqueo, mayor será la probabilidad de que dos nodos produzcan un bloque al mismo tiempo, y es probable que 15 segundos sea el límite inferior de la rapidez con que una cadena de estilo Nakamoto puede producir un bloque.

El enfoque de Solana

Con Solana, estamos introduciendo un cuarto enfoque que da como resultado una red que nunca se retrasa. El protocolo Solana no depende de los relojes de las computadoras locales ni de los tiempos de espera locales entre las transiciones de estado más allá de la función de retardo verificable. En cambio, el VDF asegura que cada productor de bloques demuestre que ha esperado una cantidad de tiempo suficiente y la red avanza. A diferencia de Tendermint, el siguiente productor de bloques tiene que generar localmente una parte del VDF hasta la ranura programada.

Esto significa que los nodos receptores pueden comenzar la transición de estado tan pronto como se reciba el mensaje, porque tienen una prueba criptográfica de que el productor obedeció los retrasos del protocolo. Además, los mensajes pueden llegar desordenados y el costo de los retrasos de la red se acomoda gradualmente a la entrega de muchos paquetes. Una vez que se reconstruye PoH, toda la estructura de datos garantiza que los retrasos apropiados entre todos los productores de bloques sean correctos.

El resultado de esta funcionalidad es que la red nunca se retrasa y puede continuar produciendo a velocidades ultrarrápidas a pesar de las variaciones causadas por los productores de bloques. Proof of History es un mecanismo poderoso que desbloquea velocidades de red nunca antes vistas en la tecnología blockchain. Junto con innovaciones como los nodos Tower BFT, Turbine y Replicator, Proof of History convierte a Solana en la primera cadena de bloques a escala web con capacidad transaccional similar a la Internet moderna.

Lo invitamos a profundizar en todas las innovaciones tecnológicas que el equipo de Solana está implementando y a involucrarse con la comunidad de Solana uniéndose a nuestro Discord o revisando ‘No Sharding: The Solana Podcast’. Para los desarrolladores, es una gran oportunidad de obtener información sobre el proyecto directamente de los miembros del equipo de Solana.