什么是 Solana (SOL)？高速区块链平台的工作原理是什么？
2021年9月14日，Solana宕机长达17个小时。大量机器人恶意刷入代币，导致验证节点崩溃，整条区块链彻底冻结。团队不得不联系验证节点，手动重启系统，就像重启Wi-Fi路由器一样，只不过这次的路由器里存有数十亿美元的资产。加密货币推特上的网友们对此不以为然。“死链！不能相信一个会突然断网的东西！”
六个月后，SOL 的价格飙升至 250 美元。又过了两年，Solana 的日交易量超过了以太坊及其 L2 层的总和。FTX 崩盘后离开的开发者们纷纷回归，并带来了他们的朋友。仅在 2024 年，就有超过 7600 名新开发者开始在 Solana 上进行开发。
我从 2022 年就开始频繁使用 Solana 的 dApp。我在 Jupiter 上进行过兑换，通过 Marinade 进行过质押，也见证了 2024 年的模因币热潮主要在 Solana 上爆发，因为手续费足够低，即使是 15 美元的交易也值得去做。这个网络速度确实很快，但偶尔也会崩溃。这两点都是事实，要理解其中的原因，就需要了解历史证明机制的工作原理，以及 Anatoly Yakovenko 在设计这个系统时所做的权衡。
Solana是什么：简述
Solana 是一个面向高速和低成本用户的 Layer 1 区块链。它于 2020 年 3 月上线主网，由 Anatoly Yakovenko 创立。Yakovenko 曾是高通公司的工程师，在投身加密货币领域之前，他从事分布式系统和无线协议方面的工作多年。他的核心理念是：区块链速度慢是因为验证者需要花费大量时间来确定事件发生的时间。如果事先为他们提供一个共享时钟，一切都会加速。
那座共享时钟就是历史的证明。我们稍后会讲解它的运作原理。
快速概览的关键数据：Solana 在实际环境下每秒可处理 400-4,200 笔交易（理论最大值可达 65,000 TPS）。平均交易费用约为 0.00025 美元。区块最终确认时间约为 400 毫秒。相比之下，以太坊主网上的交易速度为每秒 15-30 笔，基本交易费用为 0.50 美元至 5 美元不等，具体取决于网络拥堵情况。Solana 的价格和速度都远超以太坊。
SOL 代币是该网络的原生加密货币。您使用 SOL 支付交易手续费，质押 SOL 以帮助验证网络，并通过质押获得 SOL 奖励。目前流通供应量超过 5.7 亿枚，没有硬性上限。通货膨胀率最初约为每年 5.4%，并逐渐下降至长期平均水平 1.5%。每笔交易手续费的一半将被销毁（永久销毁），另一半将分配给验证者。
历史证据是如何运作的
历史证明（PoH）是 Solana 的标志性创新，也是大多数文章解释得不好的地方，所以我将努力做得更好。
为什么区块链速度慢？因为验证者大部分时间都在争论事情发生的时间。比特币矿工只有在某个矿工完成区块并广播后才能知道其他矿工在做什么。以太坊验证者每 12 秒就要进行一次委员会讨论。所有这些协调工作就是延迟的根源。
雅科文科从电信工程师的角度看待这个问题。在高通公司，他曾参与过对时间要求极高的系统开发。他的解决方案是：在验证者开始就状态达成一致之前，就为他们提供一个共享时钟。如果每个人都知道事件发生的顺序，共识就变成了一个确认步骤，而不是一个协商过程。
PoH 就是这个“时钟”。它运行着一个连续的 SHA-256 哈希链，每个哈希值都以前一个哈希值作为输入。哈希值 50,000 指向哈希值 50,001，再指向 50,002。这个序列是确定性的，但只能一步一步地计算。你无法跳过某个步骤或伪造它。当一笔交易到达时，领导者（当前区块的验证者）会将其添加到哈希链的特定位置。交易 A 发生在哈希值 50,000 处。交易 B 发生在哈希值 50,500 处。哈希值之间的间隔证明了时间的流逝。无需其他人确认。
其他验证者通过重放哈希链进行验证。如果计算结果正确，则接受该排序。这大大降低了通信开销，从“向所有人广播并等待响应”简化为“在本地检查哈希链”。
Solana 的共识层 Tower BFT 建立在 PoH 之上。它是拜占庭容错机制的改进版本，验证者使用 PoH 时间戳作为参考对链状态进行投票。投票权重取决于 SOL 的持有量（Solana 使用委托权益证明，因此普通持有者将 SOL 委托给专业验证者）。整个系统的设计目标是速度足够快，即使是价值 5000 美元的服务器也能运行。至于是否真的需要一台价值 5000 美元的服务器而不是一台价值 200 美元的树莓派……这正是中心化之争的精髓所在。
Solana建筑内部的八项创新
索拉娜的速度并非仅仅来自PoH。开发团队构建了八个相互协作的独立组件。大多数文章只是罗列了这些组件，却没有解释它们的重要性，所以这里提供一个更清晰易懂的解释。
Gulf Stream会在当前区块完成之前将交易转发给预期的下一个领导者。它无需等待区块完成再寻找下一个领导者，而是预先路由交易。这缩短了确认时间，并保持了较小的内存池大小。
Sealevel是并行交易处理引擎。以太坊的 EVM 按顺序（逐笔）处理交易，而 Sealevel 则在多个核心上同时处理不涉及同一账户的交易。一个配备 12 核 CPU 的 Solana 验证器可以同时处理 12 笔独立的交易。
Turbine将区块数据分割成小数据包，并像 BitTorrent 一样将它们分发到网络中。每个验证者不再需要从领导者那里下载完整的区块，而是获取区块的一部分，然后根据从邻居节点接收到的数据包重建完整的区块。这使得区块传播速度能够随着验证者数量的增加而扩展，而不会受到带宽的限制。
Pipeline是一种交易处理单元，它将不同的硬件阶段分配给不同的步骤：数据获取、签名验证、银行转账和写入。就像工厂的装配线一样，每个阶段同时处理不同的交易批次。
Cloudbreak是专为固态硬盘上的并发读写而设计的账户数据库。它支持 Sealevel 所需的并行处理，允许多个线程在不锁定的情况下访问账户数据。
归档器负责长期数据存储。历史区块和交易数据会从验证器卸载到专用存储节点。这可以防止运行验证器的硬件成本随时间无限增长，但“可控”只是相对而言，因为 Solana 验证器仍然需要 256 GB 的内存和 1 TB 或更多的 SSD 空间。
这六个组件在一个流水线中协同工作，交易从提交到最终确认只需不到一秒。整个系统经过深度优化，与任何其他区块链架构都截然不同。以太坊的设计理念是更简单（一步一步来，所有环节都由所有人验证）。Solana 的方案速度更快，但也更脆弱。更多的组件意味着更多可能出错的地方，而这正是每次重大故障发生的原因。我认识的那些使用 Solana 进行开发的开发者经常问我一个问题：这种复杂性是否值得追求速度？他们的回答通常是“值得，但并不值得，而且我希望文档能做得更好。”
Solana 与以太坊：每个人都想看的对比
这是推特上 90% 的加密货币争论的驱动力，所以我们不妨把这些数字放在一起比较一下。
| 指标 | 索拉纳 | 以太坊（主网） |
|---|---|---|
| TPS（实际） | 400-4,200 | 15-30 |
| TPS（理论） | 65,000 | 约 10 万（采用分片技术，路线图） |
| 交易费 | 约 0.00025 美元 | 0.50美元至5美元以上 |
| 区块最终性 | 约400毫秒 | 约12-15秒 |
| 共识 | PoH + Tower BFT + DPoS | 权益证明（Casper） |
| 验证者 | 1400+ | 1,000,000+（包括家庭质押者） |
| 电视线 | 约95亿美元 | 超过500亿美元 |
| 智能合约语言 | 锈，C | 固体 |
| 开发者数量（新增，2024 年） | 7600+ | 约6000+ |
Solana 速度更快、成本更低。以太坊更加去中心化，生态系统也更庞大。这就是客观的总结。任何声称其中一个绝对优于另一个的人，要么是在推销某种东西，要么就是没有认真考虑过两者之间的利弊权衡。
以太坊的验证者数量（包括独立质押者在内超过100万）远超Solana的1400个。Solana的Nakamoto系数（能够串谋瘫痪区块链的最小实体数量）为19，而以太坊的Nakamoto系数则高得多。这一点至关重要，因为去中心化正是运行区块链而非数据库的根本所在。如果19个验证者就能关闭你的区块链，那么这种权力集中程度就值得警惕了。
另一方面，Solana 在 2024 年新增开发者数量上超过了以太坊，新增开发者超过 7600 人，而以太坊约为 6000 人。该生态系统拥有 700 多个协议，并且还在不断增长。Jupiter（领先的去中心化交易所聚合器）、Raydium、Drift、Marinade（流动性质押）、Jito 和 Kamino 都是主要的协议。2024-2025 年的模因币爆发，无论你喜欢还是讨厌，主要发生在 Solana 上，因为其交易手续费足够低，使得 20 美元的交易成为可能。
宕机问题：Solana最大的弱点
说实话，Solana 崩溃过很多次。自上线以来，已经发生了八次重大故障和十次部分故障。以下是其中最严重的几次故障列表。
2021年9月，长达17个小时的宕机。大量机器人涌入IDO发布，导致验证节点内存耗尽。团队不得不通过Discord和电话协调手动重启。一个需要电话沟通才能重启的区块链形象实在不敢恭维。
2022年5月，NFT铸造期间宕机7小时。情况依旧如此。机器人程序。社区开始注意到其中的规律。
2023年2月，系统故障持续18小时。交易技术上可以处理，但速度极慢，导致许多交易超时。这是系统部分功能中断持续时间最长的一次。
2024年2月，离线5小时。此时响应速度更快，修复也更精准，但标题仍然很糟糕。
批评之声不言而喻：一条停止处理区块的区块链只不过是一个附带代币的数据库。我不会否认这种批评并非毫无道理。如果19个验证节点宕机就能导致整个网络瘫痪，那么无论宣传材料如何粉饰，这个网络都存在单点故障问题。
变化之处：QUIC 网络取代了 UDP，在协议层面过滤垃圾邮件。优先费用（类似于以太坊的 gas 市场）让真实用户能够在网络拥堵时竞价击败机器人。此外，由 Jump Crypto 从零开始构建的第二个验证器客户端 Firedancer 已正式上线。拥有两个独立的客户端意味着即使其中一个客户端出现故障，也不会导致整个网络瘫痪，这与以太坊即使某个客户端（例如 Prism、Lighthouse 等）出现问题也能保持运行的原理相同。
自 2024 年年中以来，未发生重大故障。2024 年末的模因币流量激增，可以说是 Solana 有史以来承受的最高持续负载，但并未导致其崩溃。这令人鼓舞。然而，一年的良好表现并不能抹去八次故障事件的影响。重建信任所需的时间比修复故障所需的时间更长。
SOL 代币：供应量、质押和经济学
SOL 的设计本身就具有通胀机制。它的总供应量没有硬性上限（与比特币的 2100 万枚不同）。初始通胀率为 8%，之后每年递减 15%，直至最终达到 1.5%。截至 2026 年初，通胀率约为 5.4%。
通缩平衡机制：每笔交易手续费的 50% 将被销毁。在网络活动高峰期，相当数量的 SOL 将被永久从流通中移除。在 2024 年末的模因币热潮期间，每日手续费销毁量在一段时间内超过了每日通胀发行量，使得 SOL 短暂地呈现净通缩效应。
SOL 验证者的质押收益率约为每年 6-7%，具体收益率取决于当前的通胀率和质押总量。超过 65% 的流通 SOL 被锁定在质押中，这是加密货币领域最高的参与率之一。这有利于安全性，但也意味着大量 SOL 供应实际上缺乏流动性。
流动性质押解决了部分锁定问题。Marinade Finance 和 Jito 允许用户质押 SOL 并获得可在 DeFi 中使用的收据代币（mSOL 或 jitoSOL）。用户不仅可以获得质押收益，还可以使用该收据代币进行借贷或担任流动性提供者 (LP)。这与以太坊上 Lido 的 stETH 概念相同，但 Solana 的采用门槛更低，因为低廉的交易费用使得额外的交易成本很低。
