简介

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) 算法确保交易顺序和全局时钟
• Leader Rotation Schedule 和 Tower BFT 共识机制提高区块出块速率
• Turbine 机制通过 Reed-solomon 编码优化大区块传播。
• Solana Virtual Machine (SVM) 和 Sealevel 并行执行引擎加快交易执行速度。

这些都是 Solana 实现高性能的架构设计，但同时也带了一些问题，如网络宕机、交易失败、MEV 问题、状态增长过快和中心化问题，我们在本文中着重阐述了 Proof of History (POH) 这种新机制。

Solana面临的另一个潜在不利因素是竞争环境。以太坊的 Layer-2 解决方案（如 Optimism 和 Arbitrum）正在获得越来越多的关注，它们在保持以太坊主网安全和去中心化的同时，提供了更快、更便宜的交易。

Solana 网络设计

在 Solana 网络中，在任意时间点上都会有一个节点被指定为“Leader”（领导者），它的任务是生成一个“历史证明”（Proof of History, PoH）序列，从而为网络提供全局一致的读取并验证事件的时间顺序。Leader 的角色是将用户发送的消息进行排序，以便其他节点可以高效处理这些消息，最大化交易吞吐量。

具体流程如下：

1. 消息排序与交易执行：Leader 会接收用户消息，将它们按顺序排列，然后在当前的系统状态上执行这些交易。当前状态保存在 RAM 中。
2. 状态签名发布：Leader 将执行后的交易结果和最终状态的签名发布给名为“验证者”（Verifiers）的复制节点。
3. 验证与投票：Verifier 节点会执行相同的交易来验证结果，并对该状态生成签名作为确认。这些确认签名最终成为共识算法的投票，以确定一致的网络状态。

在无网络分区的情况下，网络中在任意时间点只有一个 Leader。每个 Verifier 节点的硬件能力与 Leader 相同，且可以通过基于“权益证明”（Proof of Stake, PoS）的选举机制成为新的 Leader。在这种 PoS 机制下，网络通常会优先选择“一致性”而非“可用性”。尤其是在发生网络分区的情况下，更会优先选择“一致性”。

PoH 算法

在 Solana 的白皮书中，“历史证明”（Proof of History，PoH）是一种创新的时间证明机制，用于在区块链系统中验证事件发生的顺序和时间流逝。它通过一个不可预测的加密函数来生成一系列哈希值，确保这些哈希值的生成必须按顺序进行，从而提供了一种无需信任的时间记录。

PoH 的工作原理

计算过程