TL;DR
Solana ist eine integrierte quelloffene Blockchain mit dem Ziel, globale Informationen in Lichtgeschwindigkeit zu synchronisieren. Der Fokus des Netzwerks liegt auf schnellen Transaktionen und hohem Durchsatz, um die Massenakzeptanz der Blockchain-Technologie voranzutreiben. Solana ist auf Latenz und Durchsatz optimiert. Erreicht wird dies durch einen neuartigen Zeitstempel-Mechanismus namens Proof of History (PoH), durch das Blockverbreitungsprotokoll Turbine und durch eine parallele Transaktionsverarbeitung.
Seit dem Mainnet-Start im März 2020 wurde die Netzwerkleistung und -stabilität durch mehrere Netzwerk-Upgrades verbessert, darunter QUIC, nach Stake gewichtete Dienstqualität (Quality of Service, QoS) und lokale Gebührenmärkte.
Dank Proof of History (PoH) und paralleler Transaktionsverarbeitung erreicht das Solana-Netzwerk mit einer dezentralen, genehmigungsfreien globalen Blockchain die Leistung zentralisierter Systeme. Nutzer können mit SOL, dem nativen Token des Netzwerks, ihre Transaktionsgebühren bezahlen und mit Smart Contracts interagieren. Eine weitere Innovation sind Token-Erweiterungen – ein breites Set an Funktionen, die nativ in das Token-Programm integriert sind und komplexe Vorgänge wie z. B. vertrauliche Übertragungen ermöglichen.
Einführung
Die Skalierbarkeit ist eine der größten Herausforderungen für die Blockchain-Technologie. Im Zuge ihres Wachstums stoßen Netzwerke bei Transaktionsgeschwindigkeit und Bestätigungszeiten häufig an ihre Grenzen. Mithilfe der neuen Architektur von Solana werden diese Grenzen überwunden, ohne dabei Kompromisse bei Sicherheit oder Dezentralisierung einzugehen.
Die Solana-Blockchain wurde 2017 von Anatoly Yakovenko (Solana Labs) gegründet und ist heute eine der meistverwendeten Blockchains weltweit. Solana nutzt eine Reihe von Innovationen wie PoH und Parallelisierung, um Zehntausende von Transaktionen pro Sekunde (TPS) in einer einzigen Zustandsmaschine effizient zu verarbeiten.
Wie funktioniert Solana?
Solana ist eine Proof-of-Stake-Blockchain (PoS) der dritten Generation, die durch Implementierung mehrerer einzigartiger Innovationen für hohen Durchsatz, schnelle Transaktionen und niedrige Gebühren sorgt:
Parallelisierung: Die Fähigkeit, mehr als eine Transaktion gleichzeitig zu verarbeiten
Proof of History (PoH): Eine Methode zur Überprüfung der Zeit, ohne dass ein herkömmlicher Zeitstempel erforderlich ist
Tower Byzantine Fault Tolerance (BFT): Eine PoH-optimierte Version von Practical BFT
Turbine: Ein Blockverbreitungsprotokoll, das für die konstante Synchronisierung des Netzwerks sorgt.
Gulf Stream: Transaktionsweiterleitungsprotokoll ohne Mempool
Solana Virtual Machine: Parallele Smart Contracts Runtime.
Mit diesen Eigenschaften und Funktionen wird ein Hochleistungsnetzwerk geschaffen, das Blockzeiten von 400 ms erreicht und Zehntausende von Transaktionen pro Sekunde (TPS) verarbeiten kann. Zum Vergleich: Die Blockzeit von Bitcoin beträgt ungefähr zehn Minuten, die von Ethereum etwa 15 Sekunden.
SOL-Inhaber können ihre Tokens als Teil des PoS-Konsensmechanismus der Blockchain im Staking-Prozess einsetzen. Mit einer kompatiblen Krypto-Wallet kannst du deine Tokens staken, und zwar mit Hilfe von Validatoren, die die Transaktionen des Netzwerks verarbeiten. Ein erfolgreicher Validierer kann dann Belohnungen mit denen teilen, die am Staking teilgenommen haben. Dieser Belohnungsmechanismus schafft Anreize für Validatoren und Delegierer, im Interesse des Netzwerks zu handeln.
Per Januar 2024 hat Solana 2.145 Validatoren und einen Nakamoto-Koeffizienten von 31.
Proof of History
Die Nachverfolgung der Reihenfolge von Transaktionen ist bei Kryptowährungen von enormer Bedeutung. Bitcoin tut dies, indem es Transaktionen in Blöcken mit spezifischen Zeitstempeln bündelt. Jeder Knoten muss diese Blöcke im Konsens mit anderen Knoten validieren. Dieser Prozess ist allerdings mit erheblichen Wartezeiten für die Knoten verbunden, um Blöcke über das Netzwerk zu bestätigen. Solana verfolgt einen anderen Ansatz, den sogenannten Proof of History (PoH).
Die Ereignisse und Transaktionen von Solana werden alle mit der Hash-Funktion SHA256 gehasht, die aus einer Eingabe eine eindeutige und extrem schwer vorhersagbare Ausgabe erzeugt. Solana nimmt die Ausgabe einer Transaktion und verwendet sie als Eingabe für den nächsten Hash, sodass die Reihenfolge der Transaktionen nun in die gehashte Ausgabe integriert ist.
Dieser Hashing-Prozess schafft eine lange, ungebrochene Kette von gehashten Transaktionen. Daraus ergibt sich eine klare, überprüfbare Reihenfolge der Transaktionen, die einen Validierer zu einem Block hinzufügen kann, ohne dass ein herkömmlicher Zeitstempel erforderlich ist.
Das Hashing benötigt außerdem eine bestimmte Zeit, um abgeschlossen zu werden, was bedeutet, dass Validierer leicht überprüfen können, wie viel Zeit vergangen ist. Durch die Anordnung der Transaktionen in einer Kette von Hashes verarbeiten und übertragen die Validierer weniger Informationen pro Block. Die Verwendung einer gehashten Version des letzten Stands der Transaktionen verkürzt die Bestätigungszeit eines Blocks erheblich.
PoH ist kein Konsensmechanismus, sondern eine Möglichkeit, die Zeit für die Bestätigung der Reihenfolge von Transaktionen zu verkürzen. In Kombination mit PoS ist die Auswahl des nächsten Validierers für einen Block viel einfacher. Knoten benötigen weniger Zeit, um die Reihenfolge der Transaktionen zu validieren, d. h. das Netzwerk wählt schneller einen neuen Validierer.
Kostengünstig
Solana hat extrem niedrige Gebühren, die durchschnittliche Transaktion kostet 0,00025 USD. Niedrige Gebühren können einige der größten Eintrittsbarrieren von Web3 beseitigen, da Gasgebühren bei anderen Blockchains zu erheblichen Kosten bei einem einzigen Kauf führen können.
Energieeffizient
Da die Knoten von Solana für die Validierung von Transaktionen deutlich weniger Zeit und Ressourcen benötigen und kein Mining wie bei PoW-Netzwerken (Proof-of-Work) erforderlich ist, hat sich das Netzwerk als eine der energieeffizientesten Blockchains etabliert.
Die Solana Foundation, eine gemeinnützige Organisation zur Sicherung und Unterstützung des Solana-Netzwerks, veröffentlicht regelmäßig die Ergebnisse von Audits externer Prüfer zum Energieverbrauch von Solana, auch im Vergleich mit anderen Blockchain-Projekten. Ausweislich des jüngsten Audit-Berichts (veröffentlicht im Dezember 2023) konnte der Energieverbrauch pro Transaktion von 0,879 kJ um 25 % auf 0,658 kJ gesenkt werden.
Was ist SOL?
SOL ist Solanas nativer Utility-Token, den das Netzwerk als Teil seines deflationären Modells verbrennt. Die Nutzer benötigen SOL, um Transaktionsgebühren zu bezahlen, wenn sie Transaktionen durchführen oder mit Smart Contracts interagieren. SOL-Inhaber können auch Netzwerk-Validierer werden. Ähnlich wie Ethereum erlaubt Solana Entwicklern, Smart Contracts zu erstellen und Projekte auf Basis der Blockchain zu realisieren.
SOL verwendet das SPL-Protokoll. SPL ist der Token-Standard für die Solana-Blockchain, ähnlich wie ERC-20 bei Ethereum. Der SOL-Token hat zwei Hauptanwendungsfälle:
Die Zahlung von Transaktionsgebühren erfolgt, wenn du das Netzwerk oder Smart Contracts nutzt.
Staking von Tokens ist Teil des PoS-Konsensmechanismus.
Dezentrale Anwendungen (DApps), die auf Solana aufbauen, schaffen neue Anwendungsfälle für SOL und andere Tokens, die den SPL-Standard verwenden.
Das Solana-Ökosystem
Das Solana-Ökosystem verzeichnet seit dem Start des Mainnet-Beta im Jahr 2020 ein massives Wachstum. Per Januar 2024 gibt es über eine Million aktive Wallets auf Solana, und es sind über 2.500 Entwickler in Solana-Projekte involviert.
Auch traditionelle Wirtschaftsgiganten haben ihre Integration mit Solana angekündigt. Dazu gehören Discord (das es Nutzern ermöglicht, ihre Profile mit Solana-Wallets zu verknüpfen) und ASICS (das die Solana Pay-Zahlungsschiene nutzte, um Kunden den Kauf eines Schuhdesigns in limitierter Auflage zu ermöglichen).
Die schnellen Transaktionen und der hohe Durchsatz von Solana haben es zum bevorzugten Netz für verschiedene Web3-Anwendungen gemacht, wie z. B.:
Dezentrale physische Infrastrukturnetzwerke (DePIN): Durch die Fähigkeit zur Verarbeitung von Transaktionen mit extrem hoher Geschwindigkeit werden reale Netzwerke mit Token-Incentivierung (wie z. B. das dezentrale Mapping-Protokoll Hivemapper) ermöglicht.
NFTs der nächsten Generation: Im Solana-Ökosystem entstehen neue Standards für nicht fungible Tokens (NFTs), die von der Skalierbarkeit des Netzwerks profitieren, um neue Anwendungsmöglichkeiten zu eröffnen. Die ausführbaren NFTs (xNFTs) von Coral sind in der Lage, ein Programm zu starten, wodurch die Aussicht auf einen vollständig in die Wallet integrierten Web- und Anwendungs-Stack näher rückt. Komprimierte NFTs (cNFTs) verwenden Merkle-Bäume, um die Kosten für die On-Chain-Datenspeicherung drastisch zu reduzieren. Die Kosten für die Erstellung von einer Million NFTs lassen sich damit von mehreren Millionen auf einige hundert US-Dollar senken.
Zahlungen: Das Solana Pay-Protokoll hat ein Ökosystem reibungsloser, genehmigungsfreier Zahlungsstrukturen geschaffen, mit denen Unternehmen Zahlungen in Sekundenschnelle abwickeln können.
Spiele und Unterhaltung: Die Verarbeitung großvolumiger Transaktionen mit minimaler Verzögerungszeit eröffnet Web3-Anwendungsfälle für Spiele, Unterhaltung und Metaverse-Funktionen.
DeFi: Der hohe Durchsatz und die niedrigen Gebühren von Solana ermöglichen unter anderem die Erstellung automatischer Market-Maker und dezentraler Börsen.
Wie geht es weiter?
Die Solana Foundation hat auf ihrer Konferenz „Breakpoint 2023“ mehrere Projekte vorgestellt, die in den kommenden Monaten und Jahren umgesetzt werden sollen, u. a.:
Firedancer: Jump Crypto entwickelt eine neue quelloffene Solana-Kernsoftware. Darin enthalten ist ein zweiter Validator-Client, der per November 2023 in einer Testumgebung eine Verarbeitungsgeschwindigkeit von 1,2 Millionen TPS erreichte, wodurch der Durchsatz von Solana weiter erhöht wird.
Token-Erweiterungen: Mit dem 2024 neu eingeführten Token-Programm können Entwickler Funktionen wie vertrauliche Übertragungen hinzuzufügen und berechtigte Empfänger auf die Whitelist setzen, ohne dafür zusätzlichen Code schreiben zu müssen.
Fazit
Nach seinem Erscheinen in der Blockchain-Szene im Jahr 2020 reift Solana weiter zu einem robusten, nachhaltigen Ökosystem. Seitdem hat es sich zu einer beliebten Wahl für Projekte und Nutzer entwickelt und scheint bereit zu sein, noch weiter zu wachsen.