Trong cuộc đua giữa các blockchain thế hệ mới thì Solana nổi bật là blockchain Layer 1 có hiệu suất vượt trội khi có thể xử lý nhiều giao dịch mỗi giây với chi phí cực thấp. Yếu tố làm nên sự đột phá của Solana nằm ở cơ chế hoạt động độc đáo. Đây được coi là một bước tiến công nghệ thu hút nhiều nhà phát triển lẫn nhà đầu tư trên toàn cầu. Bài viết hôm nay, hãy cùng Bitreviews giải mã cơ chế hoạt động Solana có gì đặc biệt để tạo nên một trong những blockchain nhanh và mạnh mẽ nhất hiện nay nhé!
Tổng quan về blockchain Solana
Là blockchain web-scale đầu tiên trên thế giới được thiết kế nhằm các ứng dụng phi tập trung (DApps) và hợp đồng thông minh. Solana được nghiên cứu từ năm 2017 và chính thức đi vào hoạt động năm 2020 bởi Anatoly Yakovenko mang tới hệ sinh thái mã nguồn mở mạnh mẽ, an toàn và phi tập trung hoàn toàn. Nó đã trở thành nền tảng blockchain nhanh chóng, bảo mật và chống kiểm duyệt với quy mô mở rộng trên toàn cầu. Đây giải pháp thay thế cho các blockchain trước đó với tốc độ giao dịch nhanh chóng lên tới 65.000 TPS và thời gian tạo khối chỉ 400ms cùng chi phí giao dịch thấp chỉ 0,00025 USD, độ bảo mật cao. Bạn có thể tìm hiểu thêm thông tin về đồng solana sol là gì theo góc nhìn của chuyên gia.
Nhờ áp dụng cơ chế đồng thuận PoS kết hợp với PoH giúp tối ưu tốc độ xử lý giao dịch và tăng khả năng mở rộng mà Solana còn mang đến cơ sở hạ tầng mạnh mẽ với bộ công cụ SDK và smart contract. Điều này cho phép các nhà phát triển có thể dễ dàng triển khai các ứng dụng phi tập trung (dApp) trên nền tảng của mình. Đồng thời với sự cải tiến công nghệ, tăng cường độ bảo mật cho mạng lưới cùng nâng cao trải nghiệm của người dùng. Solana đóng vai trò quan trọng đối sự phát triển của các ứng dụng phi tập trung cũng như đáp ứng nhu cầu lớn của người dùng trên thế giới. Với hiệu suất vượt trội, Solana thu hút sự quan tâm lớn từ các nhà phát triển và nhà đầu tư với các dự án DeFi, NFT và gaming trên mạng.
Cơ chế hoạt động Solana như thế nào?
Được cộng đồng crypto đánh giá là một “Ethereum Killer” bởi Solana có khả năng thay thế Ethereum khi là một blockchain có hiệu suất cao và nhanh nhất thế giới. Khác hoàn toàn với các blockchain truyền thống như Bitcoin (PoW) hay Ethereum (PoS), yếu tố tạo nên sức mạnh cho mạng lưới Solana chính là cơ chế hoạt động độc đáo. Sử dụng cơ đồng thuận kết hợp PoS với PoH và tổ hợp công nghệ độc quyền tạo nên blockchain có hiệu suất tốt nhất.
Proof of History (PoH)
Không chỉ là cơ chế đồng thuận mà nó còn đóng vai trò như một chiếc đồng hồ trên blockchain ghi lại trình tự các giao dịch trên chuỗi một cách chính xác. Bằng việc sử dụng thuật toán SHA-256 và kỹ thuật VDF giúp xác minh thời gian giữa các giao dịch hiệu quả. Từ đó loại bỏ sự chờ đợi đồng thuận từ các toàn bộ mạng lưới như các blockchain truyền thống giúp tăng tốc độ xử lý giao dịch nhanh chóng.
Hiểu đơn giản, PoH là bằng chứng lịch sử ghi lại các sự kiện xảy ra trong một thời điểm cụ thể giúp các giao dịch được thực hiện tự động. Dựa trên cơ chế này thì node dẫn đầu (Leader) tương tự như miner trong Bitcoin sẽ tiếp nhận và ghi lại các giao dịch vào mạng càng nhanh càng tốt. Các Leader này sẽ được thay đổi thường xuyên.
Khi người dùng thiết lập giao dịch thì nó sẽ được gửi vào trong mạng Solana. Node dẫn đầu sẽ dựa trên cơ chế PoH để xác định thời gian giao dịch và sau đó gắn vào một Hash (Hàm băm) trong chuỗi giao dịch. Sau đó những giao dịch này được truyền đến node verifier để xác nhận và tạo trạng thái giao dịch trước khi được chuyển lại vào Leader.
Proof of Stake (PoS)
Tương tự Ethereum, các trình xác thực được chọn dựa trên số lượng token SOL họ nắm giữ và Staking. Ở chế đồng thuận này sẽ đảm bảo những người tham gia vào mạng lưới sẽ nhận được phần thưởng là SOL đồng thời giúp duy trì tính toàn vẹn và bảo mật của mạng lưới. Trên mạng Solana thì cơ chế PoS nó được dùng để xác nhận các khối được tạo ra bởi trình tạo PoH.
Tower Byzantine Fault Tolerance (BFT)
Được xây dựng dựa trên thuật toán pBFT, nó được thiết kế nhằm tận dụng lợi thế của cơ chế PoH nhằm tối ưu hóa quá trình đạt được sự đồng thuận mà không cần phải trao đổi dữ liệu liên tục giữa các node trong mạng lưới từ đó tăng tốc độ xử lý giao dịch. Thuật toán BFT hoạt động ngay cả khi một số node bị lỗi hoặc có hành động gây hại cho mạng chung.
Gulf Stream
Trong quy trình tạo khối, các network leader kế tiếp được lựa chọn dựa trên số lượng token stake. Các validator và client có thể gửi trước giao dịch đến leader dự kiến này trước thời hạn. Điều này cho phép giao dịch được xử lý sớm hơn, rút ngắn thời gian xác nhận, đẩy nhanh quá trình chuyển giao quyền leader cùng giảm tải cho hệ thống do hàng đợi giao dịch chưa xử lý trong các validator.
Sealevel
Công cụ xử lý giao dịch hyper-parallelized với khả năng xử lý song song tối ưu được thiết kế để mở rộng theo chiều ngang trên GPU và SSD. Từ đó tạo ra sự khác biệt cho so với các blockchain khác khi Solana sẽ hỗ trợ việc thực hiện giao dịch, xác minh chữ ký song song trên một shard (phân đoạn) duy nhất. Hơn nữa, công cụ này có khả năng tìm ra các giao dịch không trùng lặp trong một block để thực thi đồng thời dựa trên dữ liệu trạng thái được lưu trên hệ thống RAID 0 SSD.
Đây còn là máy ảo lập lịch giao dịch không thực hiện giao dịch trực tiếp trong VM mà dùng bytecode gọi là Berkeley Packet Filter (BPF). Công nghệ lọc gói hiệu suất cao có thể xử lý 60 triệu gói tin mỗi giây trên mạng 40 gigabit trên một thiết bị chuyển mạch duy nhất..
Turbine
Để nâng cao hiệu suất truyền tải dữ liệu đến các node, Solana áp dụng cơ chế phân mảnh dữ liệu Turbine. Điều này nghĩa là Solana sẽ chia nhỏ thành các gói dữ liệu kích thước nhỏ hơn thay vì gửi dữ liệu dưới dạng khối lớn. Nhờ đó tăng tốc độ truyền và giảm áp lực băng thông giúp giao dịch được xử lý nhanh chóng hơn.
Được phát triển dựa trên công nghệ của Bittorrent Turbine sử dụng giao thức UDP (User Datagram Protocol) để truyền dữ liệu trực tuyến một cách tối ưu. Dữ liệu được phân mảnh thành các gói nhỏ 64 KB và gửi ngẫu nhiên từ các block producer đến các validator giúp giảm thiểu sự tắc nghẽn để đạt được hiệu quả truyền tải tốt nhất.
Cloudbreak — Horizontally-Scaled Accounts Database
Là giải pháp mới giúp giải quyết vấn đề đọc và lưu trữ dữ liệu trong mạng lưới phi tập trung. Thông qua việc tối ưu hóa cấu trúc lưu trữ trên SSD với cấu hình RAID 0. Mỗi ổ cứng bổ sung sẽ gia tăng dung lượng lưu trữ cho các chương trình on-chain. Đồng thời tăng khả năng thực hiện các thao tác đọc/ghi cùng hỗ trợ tốt hơn cho hoạt động của các ứng dụng trong hệ sinh thái Solana. Kết hợp với Sealevel, trình xác thực có thể bắt đầu thực hiện các giao dịch trước khi chúng được mã hóa thành một block giúp tối ưu hóa thời gian tạo khối và giảm độ trễ. Cloudbreak hoạt động song song với các giao thức Pipelining và Archivers.
Pipelining
Được biết đến là một phương pháp tối ưu trong thiết kế CPU để nâng cao hiệu quả xác thực giao dịch. Kỹ thuật lập trình này giúp tối ưu hóa quy trình xác thực giao dịch bằng việc chia nhỏ thành các giai đoạn và thực hiện song song. Từ đó nâng cao hiệu suất mạng lưới qua việc xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây mà vẫn phải đảm bảo sự an ninh và bảo mật hỗ trợ cho sự phát triển bền vững của blockchain Solana đồng thời thu hút thêm nhiều nhà đầu tư.
Archivers
Đóng vai trò là người lưu trữ dữ liệu trên Solana nhằm đảm bảo tính toàn vẹn và xác thực của thông tin trên toàn mạng lưới. Thay vì để validator lưu toàn bộ dữ liệu, Solana phân chia và lưu trữ dữ liệu blockchain dựa trên khả năng lưu trữ của từng node trong hệ thống. Mỗi node có thể tham gia lưu trữ và phân phối dữ liệu tạo nên một hệ thống phi tập trung và an toàn, đảm bảo khả năng truy xuất khi cần.
Có cơ chế vận hành độc đáo nhờ việc kết hợp giữa 2 cơ chế đồng thuận PoH và PoS cùng các công nghệ đột phá đã tạo nên blockchain Solana với hiệu suất vượt trội đáp ứng nhu cầu giao dịch thường xuyên của người dùng và hỗ trợ triển khai nhiều dApp. Để blockchain Solana vận hành hiệu quả thì còn có sự góp mặt của Solana coin đóng vai trò quan trọng giúp duy trì sự hoạt động của mạng lưới. Nó không chỉ được dùng để thanh toán phí trên mạng mà còn được dùng để hỗ trợ các hợp đồng thông minh triển khai các dự án DeFi. $SOL được dùng để quản trị mạng lưới cũng như làm phần thưởng cho các Nodes/Stakers.
Điểm nổi trội của mạng Solana
So với các blockchain khác, cơ chế hoạt động Solana không chỉ độc đáo mà mạng Solana còn sở hữu những điểm mạnh thu hút sự quan tâm của nhà phát triển và người dùng:
Tốc độ giao dịch nhanh chóng: Với cơ chế đồng thuận PoH cùng những công nghệ đột phá giúp tối ưu tốc độ xử lý giao dịch trên mạng. Solana có khả năng xử lý lên đến 65.000 giao dịch mỗi giây với thời gian tạo khối chỉ 400 ms mà không cần áp dụng các giải pháp phức tạp như Sharding hay Layer 2. Điều này khiến Solana trở thành blockchain có tốc độ giao dịch nhanh nhất trên thị trường
Chi phí thấp và thân thiện với môi trường: Nhờ vào kiến trúc độc đáo và cơ chế PoS giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể và thân thiện với môi trường. Các giao dịch trên mạng Solana có chi phí thấp hơn nhiều so với các nền tảng blockchain khác chỉ khoảng 0,00025 USD.
Khả năng mở rộng cao: Sự kết hợp cơ chế PoH và PoS không chỉ giúp tăng tốc độ giao dịch, tối ưu chi phí mà không làm giảm tính phi tập trung hay độ bảo mật của mạng. Do đó, Solana có thể dễ dàng mở rộng quy mô hoạt động nhanh chóng đáp ứng nhu cầu của nhà phát triển các dApp cùng những dự án ngày càng tăng của hệ sinh thái blockchain.
Hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình: Mạng Solana hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình như Rust, C, C++ và Libra’s Move cùng hợp đồng thông minh tạo điều kiện tối đa cho nhà phát triển khi thiết kế ứng dụng phi tập trung (dApp). Trong đó Rust là ngôn ngữ lập trình hàng đầu được đánh giá cao về sự hiệu quả cùng tính an toàn.
Độ bảo mật cao: Mạng Solana đã sử dụng nhiều công nghệ thông minh giúp tăng tốc độ xử lý giao dịch và nâng cao sự an ninh cho mạng lưới với hệ thống bảo mật tiên tiến theo cấp độ doanh nghiệp.
Hệ sinh thái phong phú và cộng đồng mạnh mẽ: Từ khi xuất hiện, Solana đã thu hút một cộng đồng đông đảo gồm nhà phát triển, nhà đầu tư và người dùng trên toàn cầu. Với nhiều ứng dụng và dự án đa dạng từ DeFi, NFT đến các dApp tạo ra môi trường thuận lợi cho mạng lưới Solana phát triển mạnh mẽ.
Thông qua việc tìm hiểu về cơ chế hoạt động Solana chúng ta có thể biết được sự đột phá của blockchain này đến từ đâu. Cũng rất dễ hiểu vì sao Solana lại đóng vai trò quan trọng trong các dự án Web3 trên toàn cầu và được nhiều nhà phát triển dApp ưa chuộng đến vậy. Sự cải tiến về công nghệ trong cách thức vận hành của Solana đã mở ra cuộc cách mạng trong ngành blockchain.
