Wat is Solana (SOL) en hoe werkt het?

Wat is Solana (SOL)?

Solana is een publieke blockchain waarop ontwikkelaars onchain programma's kunnen bouwen en uitvoeren. Die programma's lijken op smart contracts: stukjes code die op de blockchain draaien en bepaalde afspraken of handelingen automatisch uitvoeren.

SOL is de native token van Solana. Je gebruikt SOL onder meer om transactiekosten op het netwerk te betalen. Solana heeft een eigen mainnet, de productieomgeving waar het netwerk normaal draait. Daarnaast zijn er Devnet en Testnet, die worden gebruikt voor ontwikkeling en tests door validators. Solana Mainnet Beta ging in maart 2020 live. Die naam wordt nog steeds gebruikt voor het productienetwerk.

Korte samenvatting

• Solana is een publieke blockchain voor onchain programma's.
• SOL is de native token en wordt gebruikt voor transactiekosten.
• Validators verwerken transacties en stemmen over blokken via proof of stake.
• Proof of History helpt gebeurtenissen in een controleerbare volgorde te zetten.
• Parallelle verwerking kan helpen, maar werkt niet voor alle transacties tegelijk.

Hoe werkt Solana?

Solana gebruikt proof of stake. Daarbij helpen validators het netwerk draaiend te houden. Een validator is een computer die transacties verwerkt, over blokken stemt en mee controleert welke gegevens in het digitale grootboek terechtkomen.

De invloed van een validator hangt af van de stake die aan die validator is gedelegeerd. Stake betekent hier: SOL die aan een validator is gekoppeld om diens deelname aan het netwerk te ondersteunen. De validator krijgt daarmee niet de eigendom of controle over die gedelegeerde SOL.

Validators wisselen van rol. De validator die op dat moment leader is, produceert blokken en voegt tijdens een slot nieuwe vermeldingen aan het grootboek toe. Een slot is kort gezegd een periode waarin die validator deze taak heeft.

Voor overeenstemming gebruikt Solana Tower BFT, een consensusmethode. Consensus betekent dat de deelnemers aan het netwerk samen bepalen welke versie van het grootboek geldig is. Tower BFT gebruikt Proof of History als tijdsreferentie. Zodra een blok stemmen van een supermeerderheid van het netwerk heeft ontvangen, geldt het als bevestigd.

Een transactie gaat daarbij door meerdere stappen. Eerst komt deze binnen, daarna wordt de handtekening gecontroleerd. Vervolgens controleert het netwerk onder meer de betaler en de betrokken accounts. Daarna worden de instructies uitgevoerd. Als alles klopt, worden de wijzigingen vastgelegd. Lukt de uitvoering niet, dan worden de wijzigingen teruggedraaid, behalve eventuele toepasselijke kosten.

Solana (SOL) overzicht

Wat is Proof of History op Solana?

Proof of History, vaak afgekort als PoH, is een manier om de volgorde en het tijdsverloop tussen gebeurtenissen controleerbaar vast te leggen. Je kunt het zien als een cryptografische tijdlijn voor het netwerk.

Technisch werkt PoH met een sequentiële hashketen. Een hash is een digitale uitkomst van een berekening. Bij deze keten wordt elke nieuwe hash gemaakt met de uitkomst van de vorige hash als invoer. Daardoor ontstaat een vaste volgorde die niet zomaar achteraf kan worden veranderd zonder de rest opnieuw te berekenen.

Ook transacties, of hashes van transacties, kunnen in deze reeks worden opgenomen. Daardoor kan worden gecontroleerd waar een transactie in de volgorde thuishoort. Segmenten van de reeks kunnen parallel opnieuw worden berekend om deze controle uit te voeren.

Proof of History is geen vervanging voor proof of stake of validatorstemmen. Het bepaalt dus niet zelfstandig welke blokken definitief worden goedgekeurd. De stake-gewogen stemmen van validators blijven nodig voor consensus. Tower BFT gebruikt de tijdsreferentie van PoH onder meer om time-outs in het consensusproces te bepalen.

Hoe verwerkt Solana transacties parallel?

Solana probeert transacties die elkaar niet in de weg zitten gelijktijdig uit te voeren. Dit gebeurt met Sealevel. Het belangrijkste idee is simpel: een transactie geeft vooraf aan welke accounts zij wil lezen en welke accounts zij mag wijzigen.

Wanneer twee transacties geen overlappende accounttoegang hebben, kan Sealevel ze parallel plannen en uitvoeren. Dat betekent dat ze naast elkaar kunnen worden verwerkt in plaats van strikt één voor één.

Stel dat twee transacties allebei met totaal verschillende accounts werken. Dan kunnen ze onafhankelijk van elkaar draaien. Willen twee transacties hetzelfde account wijzigen, dan ontstaat er een conflict. Die transacties kunnen niet onafhankelijk parallel worden uitgevoerd en moeten in een veilige volgorde worden verwerkt.

Ook handtekeningen van transacties worden in batches parallel gecontroleerd. Binnen één afzonderlijke transactie worden instructies wel achtereenvolgens uitgevoerd. Gaat er onderweg iets fout, dan draait het netwerk de wijzigingen van die transactie terug, afgezien van toepasselijke kosten.

Parallelle verwerking betekent dus niet dat alle transacties in een blok altijd tegelijk draaien. Gedeelde schrijfbare accounts beperken hoeveel paralleliteit mogelijk is.

Wie heeft Solana opgericht?

Anatoly Yakovenko en Raj Gokal zijn de medeoprichters van Solana. Yakovenko ontwikkelde het oorspronkelijke Proof of History-concept en publiceerde de eerste technische beschrijving daarvan in 2017.

Raj Gokal sloot zich in december 2017 aan bij het vroege project. Greg Fitzgerald en Stephen Akridge waren vroege technische medewerkers. Zij hielpen om de technische ideeën om te zetten in een prototype en een netwerkimplementatie.

Solana Labs werd in 2018 opgericht rond de ontwikkeling van het netwerk.

Wat zijn de voordelen van Solana?

Solana combineert stake-gewogen consensus met een verifieerbare tijdsreferentie via Proof of History. Daardoor hoeven validators minder voortdurend met elkaar af te stemmen over de volgorde van gebeurtenissen.

Sealevel maakt parallelle uitvoering mogelijk voor transacties die geen accounttoegang delen. Dat ontwerp kan helpen om onafhankelijk werk naast elkaar te verwerken. Hoeveel paralleliteit er in de praktijk mogelijk is, hangt wel af van de transacties zelf en de gebruikte accounts.

Solana-programma's kunnen binnen dezelfde transactie andere programma's aanroepen. Daardoor kunnen onchain toepassingen met elkaar samenwerken en bouwstenen van elkaar gebruiken.

Transactiekosten betaal je in SOL. Elke transactie heeft een basistarief en kan daarnaast een optioneel prioriteitstarief bevatten. Met zo'n prioriteitstarief kan een gebruiker een leader extra betalen om een transactie sneller in te plannen.

SOL-houders kunnen hun stake aan een of meer validators delegeren. Daarbij houden zij zelf de eigendom en controle over hun gedelegeerde tokens.

Wat zijn de nadelen van Solana?

Solana heeft historische perioden gehad waarin het mainnet geen nieuwe blokken bevestigde en validators een gecoördineerde herstart nodig hadden. Op 14 september 2021 lag het netwerk 17 uur stil na een transactie-overstroming die tot geheugenproblemen en validatorcrashes leidde.

Op 30 september 2022 stopte de blokproductie opnieuw. Een fout in de consensusimplementatie voorkwam toen het herstel van een fork, waarna de blokproductie na een gecoördineerde herstart weer verderging. Dit zijn historische incidenten en bewijzen niet dat het netwerk nu niet functioneert, maar ze laten wel zien dat beschikbaarheidsproblemen zijn voorgekomen.

Een validator draaien vraagt relatief krachtige hardware. Voor een validator worden momenteel minimaal 12 CPU-cores, 256 GB RAM, NVMe-opslag en een symmetrische internetverbinding van minstens 1 Gbit/s aanbevolen. Zulke vereisten kunnen deelname als validator lastiger maken voor partijen zonder deze middelen. De aanbevelingen kunnen bovendien veranderen met toekomstige softwareversies.

Omdat stemmen stake-gewogen zijn, hebben validators met meer gedelegeerde stake meer invloed op de consensusuitkomst. Daarnaast is slashing momenteel niet als in-protocolmechanisme ingevoerd. Slashing is een systeem waarbij stake kan worden gekort als een validator zich niet aan bepaalde regels houdt.

Ook kosten en beloningen liggen niet vast. De transactiekosten kunnen onder meer verschillen door de gekozen prioriteit en het gebruik van het netwerk. Stakingbeloningen hangen onder meer samen met validatorcommissie, uptime en de totale hoeveelheid gedelegeerde stake. Validator- en delegatorbeloningen worden mede gefinancierd door protocoluitgifte en transactiekosten.

Conclusie

Solana is een publieke blockchain voor onchain programma's, met SOL als native token voor onder meer transactiekosten. Validators verwerken transacties en bereiken via Proof of Stake en Tower BFT overeenstemming over blokken.

Proof of History vormt daarbij een controleerbare tijdsreferentie. Sealevel kan transacties parallel uitvoeren wanneer zij geen conflicterende toegang tot accounts hebben. Dat betekent niet dat elke transactie automatisch tegelijk kan worden verwerkt.

Belangrijke afwegingen zijn de historische netwerkstoringen, de relatief zware hardware voor validators en het feit dat invloed binnen consensus samenhangt met gedelegeerde stake. Wie Solana wil begrijpen, hoeft vooral te onthouden hoe validators, Proof of History en parallelle verwerking samenkomen in hetzelfde netwerk.