Was ist Solana (SOL) und wie funktioniert es?
Was ist Solana (SOL)?
Solana ist eine öffentliche Blockchain, auf der Entwickler Onchain-Programme bauen und ausführen können. Diese Programme ähneln Smart Contracts: Codebausteine, die auf der Blockchain laufen und bestimmte Vereinbarungen oder Handlungen automatisch ausführen.
SOL ist der native Token von Solana. Du nutzt SOL unter anderem, um Transaktionskosten im Netzwerk zu bezahlen. Solana hat ein eigenes Mainnet, also die Produktionsumgebung, in der das Netzwerk normalerweise läuft. Daneben gibt es Devnet und Testnet, die für Entwicklung und Tests von Validatoren genutzt werden. Solana Mainnet Beta ging im März 2020 live. Dieser Name wird bis heute für das Produktionsnetzwerk verwendet.
Wichtigste Erkenntnisse
- Solana ist eine öffentliche Blockchain für Onchain-Programme.
- SOL ist der native Token und wird für Transaktionskosten genutzt.
- Validatoren verarbeiten Transaktionen und stimmen über Blöcke per Proof of Stake ab.
- Proof of History hilft dabei, Ereignisse in eine überprüfbare Reihenfolge zu bringen.
- Parallele Verarbeitung kann helfen, funktioniert aber nicht für alle Transaktionen gleichzeitig.
Wie funktioniert Solana?
Solana nutzt Proof of Stake. Dabei helfen Validatoren, das Netzwerk am Laufen zu halten. Ein Validator ist ein Computer, der Transaktionen verarbeitet, über Blöcke abstimmt und mitprüft, welche Daten in das digitale Hauptbuch aufgenommen werden.
Der Einfluss eines Validators hängt von dem Stake ab, der diesem Validator delegiert wurde. Stake bedeutet hier: SOL, das mit einem Validator verknüpft ist, um dessen Teilnahme am Netzwerk zu unterstützen. Der Validator erhält dadurch weder das Eigentum noch die Kontrolle über diese delegierten SOL.
Validatoren wechseln ihre Rolle. Der Validator, der gerade Leader ist, produziert Blöcke und fügt während eines Slots neue Einträge zum Hauptbuch hinzu. Ein Slot ist kurz gesagt ein Zeitraum, in dem dieser Validator diese Aufgabe hat.
Für den Konsens nutzt Solana Tower BFT, eine Konsensmethode. Konsens bedeutet, dass die Teilnehmer des Netzwerks gemeinsam festlegen, welche Version des Hauptbuchs gültig ist. Tower BFT nutzt Proof of History als Zeitreferenz. Sobald ein Block Stimmen von einer Supermehrheit des Netzwerks erhalten hat, gilt er als bestätigt.
Eine Transaktion durchläuft dabei mehrere Schritte. Zuerst kommt sie an, danach wird die Signatur geprüft. Anschließend überprüft das Netzwerk unter anderem den Zahler und die beteiligten Accounts. Danach werden die Anweisungen ausgeführt. Wenn alles stimmt, werden die Änderungen festgehalten. Scheitert die Ausführung, werden die Änderungen zurückgesetzt, abgesehen von eventuell anfallenden Gebühren.
Solana (SOL) Überblick
Was ist Proof of History bei Solana?
Proof of History, oft als PoH abgekürzt, ist eine Methode, um die Reihenfolge und den zeitlichen Ablauf zwischen Ereignissen überprüfbar festzuhalten. Du kannst es dir als eine kryptografische Zeitleiste für das Netzwerk vorstellen.
Technisch arbeitet PoH mit einer sequentiellen Hash-Kette. Ein Hash ist ein digitales Ergebnis einer Berechnung. Bei dieser Kette wird jeder neue Hash mit dem Ergebnis des vorherigen Hashes als Eingabe erzeugt. Dadurch entsteht eine feste Reihenfolge, die sich nicht einfach im Nachhinein ändern lässt, ohne den Rest neu zu berechnen.
Auch Transaktionen oder Hashes von Transaktionen können in diese Reihe aufgenommen werden. So lässt sich überprüfen, wo eine Transaktion in die Reihenfolge gehört. Abschnitte der Reihe können parallel neu berechnet werden, um diese Prüfung durchzuführen.
Proof of History ist kein Ersatz für Proof of Stake oder Validator-Stimmen. Es bestimmt also nicht allein, welche Blöcke endgültig bestätigt werden. Die stake-gewichteten Stimmen der Validatoren bleiben für den Konsens notwendig. Tower BFT nutzt die Zeitreferenz von PoH unter anderem, um Time-outs im Konsensprozess festzulegen.
Wie verarbeitet Solana Transaktionen parallel?
Solana versucht, Transaktionen, die sich nicht gegenseitig behindern, gleichzeitig auszuführen. Das geschieht mit Sealevel. Die wichtigste Idee ist einfach: Eine Transaktion gibt im Voraus an, welche Accounts sie lesen und welche Accounts sie ändern will.
Wenn zwei Transaktionen keinen überlappenden Account-Zugriff haben, kann Sealevel sie parallel planen und ausführen. Das bedeutet, dass sie nebeneinander verarbeitet werden können, statt strikt nacheinander.
Stell dir vor, zwei Transaktionen arbeiten beide mit völlig unterschiedlichen Accounts. Dann können sie unabhängig voneinander laufen. Wenn zwei Transaktionen denselben Account ändern wollen, entsteht ein Konflikt. Diese Transaktionen können nicht unabhängig parallel ausgeführt werden und müssen in einer sicheren Reihenfolge verarbeitet werden.
Auch Signaturen von Transaktionen werden in Batches parallel geprüft. Innerhalb einer einzelnen Transaktion werden Anweisungen jedoch nacheinander ausgeführt. Geht unterwegs etwas schief, setzt das Netzwerk die Änderungen dieser Transaktion zurück, abgesehen von den anfallenden Gebühren.
Parallele Verarbeitung bedeutet also nicht, dass alle Transaktionen in einem Block immer gleichzeitig laufen. Gemeinsame schreibbare Accounts begrenzen, wie viel Parallelität möglich ist.
Wer hat Solana gegründet?
Anatoly Yakovenko und Raj Gokal sind die Mitgründer von Solana. Yakovenko entwickelte das ursprüngliche Proof-of-History-Konzept und veröffentlichte 2017 die erste technische Beschreibung dazu.
Raj Gokal stieß im Dezember 2017 zum frühen Projekt. Greg Fitzgerald und Stephen Akridge waren frühe technische Mitarbeiter. Sie halfen dabei, die technischen Ideen in einen Prototypen und eine Netzwerkinstallation zu überführen.
Solana Labs wurde 2018 rund um die Entwicklung des Netzwerks gegründet.
Was sind die Vorteile von Solana?
Solana kombiniert stake-gewichteten Konsens mit einer überprüfbaren Zeitreferenz über Proof of History. Dadurch müssen sich Validatoren weniger ständig untereinander über die Reihenfolge von Ereignissen abstimmen.
Sealevel ermöglicht die parallele Ausführung von Transaktionen, die keinen gemeinsamen Account-Zugriff haben. Dieses Design kann helfen, unabhängige Arbeit nebeneinander zu verarbeiten. Wie viel Parallelität in der Praxis möglich ist, hängt allerdings von den Transaktionen selbst und den verwendeten Accounts ab.
Solana-Programme können innerhalb derselben Transaktion andere Programme aufrufen. Dadurch können Onchain-Anwendungen miteinander zusammenarbeiten und Bausteine voneinander nutzen.
Transaktionskosten bezahlst du in SOL. Jede Transaktion hat eine Basisgebühr und kann zusätzlich eine optionale Prioritätsgebühr enthalten. Mit so einer Prioritätsgebühr kann ein Nutzer einen Leader zusätzlich bezahlen, damit eine Transaktion schneller eingeplant wird.
SOL-Inhaber können ihren Stake an einen oder mehrere Validatoren delegieren. Dabei behalten sie selbst das Eigentum und die Kontrolle über ihre delegierten Token.
Was sind die Nachteile von Solana?
Solana hatte in der Vergangenheit Phasen, in denen das Mainnet keine neuen Blöcke bestätigte und Validatoren einen koordinierten Neustart brauchten. Am 14. September 2021 stand das Netzwerk 17 Stunden still, nachdem eine Transaktionsflut zu Speicherproblemen und Abstürzen von Validatoren geführt hatte.
Am 30. September 2022 stoppte die Blockproduktion erneut. Ein Fehler in der Konsensimplementierung verhinderte damals die Wiederherstellung eines Forks, woraufhin die Blockproduktion nach einem koordinierten Neustart wieder aufgenommen wurde. Das sind historische Vorfälle und beweisen nicht, dass das Netzwerk heute nicht funktioniert, aber sie zeigen, dass es Verfügbarkeitsprobleme gegeben hat.
Einen Validator zu betreiben erfordert vergleichsweise leistungsstarke Hardware. Für einen Validator werden derzeit mindestens 12 CPU-Kerne, 256 GB RAM, NVMe-Speicher und eine symmetrische Internetverbindung von mindestens 1 Gbit/s empfohlen. Solche Anforderungen können die Teilnahme als Validator für Parteien ohne diese Mittel erschweren. Die Empfehlungen können sich außerdem mit zukünftigen Softwareversionen ändern.
Da Stimmen stake-gewichtet sind, haben Validatoren mit mehr delegiertem Stake mehr Einfluss auf das Konsensergebnis. Außerdem ist Slashing derzeit nicht als Mechanismus im Protokoll umgesetzt. Slashing ist ein System, bei dem Stake gekürzt werden kann, wenn sich ein Validator nicht an bestimmte Regeln hält.
Auch Gebühren und Belohnungen sind nicht festgelegt. Die Transaktionskosten können sich unter anderem durch die gewählte Priorität und die Netzwerkauslastung unterscheiden. Staking-Belohnungen hängen unter anderem mit der Validator-Kommission, der Uptime und der gesamten Menge an delegiertem Stake zusammen. Validator- und Delegator-Belohnungen werden unter anderem durch Protokollausgabe und Transaktionsgebühren finanziert.
Fazit
Solana ist eine öffentliche Blockchain für Onchain-Programme, mit SOL als nativem Token unter anderem für Transaktionskosten. Validatoren verarbeiten Transaktionen und erreichen über Proof of Stake und Tower BFT einen Konsens über Blöcke.
Proof of History bildet dabei eine überprüfbare Zeitreferenz. Sealevel kann Transaktionen parallel ausführen, wenn sie keinen widersprüchlichen Zugriff auf Accounts haben. Das bedeutet nicht, dass jede Transaktion automatisch gleichzeitig verarbeitet werden kann.
Wichtige Abwägungen sind die historischen Netzwerkausfälle, die vergleichsweise hohe Hardware-Anforderung für Validatoren und die Tatsache, dass der Einfluss im Konsens mit delegiertem Stake zusammenhängt. Wer Solana verstehen will, sollte vor allem im Kopf behalten, wie Validatoren, Proof of History und parallele Verarbeitung im selben Netzwerk zusammenspielen.
