Ein tiefer Einblick in Solana, ein leistungsstarkes Blockchain-Netzwerk

Blockchain-Netzwerke werden seit langem als neue innovative Zahlungsschienen vorgeschlagen. Allerdings fällt es ihnen seit vielen Jahren schwer, die Skalierung zu skalieren, um sichere Transaktionen mit hohem Durchsatz und niedrigen Kosten zu unterstützen, die Zahlungsunternehmen benötigen und von Verbrauchern erwartet werden. Im vergangenen Jahr hat unser Team bei Visa die technischen Innovationen hinter der Blockchain-Skalierbarkeit aufmerksam verfolgt und ist ermutigt durch die erheblichen Fortschritte, die sowohl bei neuen „Layer-2“-Netzwerken auf Ethereum als auch bei alternativen Blockchain-Netzwerken, die von Grund auf neu aufgebaut wurden, erzielt wurden hoch. Unser Ziel war es, die technischen Eigenschaften von Blockchain-Netzwerken genau zu verstehen und zu experimentieren, wie wir sie nutzen können, um unser bestehendes Netzwerk zu verbessern und neue Produkte für den Handel und den Geldverkehr zu entwickeln.

Obwohl wir glauben, dass es wahrscheinlich mehrere Blockchain-Netzwerke geben wird, die das Zahlungsökosystem nutzen wird, sehen wir das Potenzial für das Solana-Blockchain-Netzwerk, eines der Netzwerke zu werden, die dazu beitragen könnten, Mainstream-Zahlungsströme voranzutreiben. Aufgrund seiner Geschwindigkeit, Skalierbarkeit und niedrigen Transaktionskosten ist es für Zahlungen vielversprechend, was es zu einem guten Kandidaten für effiziente Blockchain-Abwicklungsschienen mit Stablecoins wie USDC macht. Das Solana-Blockchain-Netzwerk umfasst eine Reihe wichtiger Funktionen und neuartiger Innovationen, die für jeden, der sich für Zahlungstechnologien interessiert, einen Einblick wert sind.

Transaktionsdurchsatz in der Größenordnung von Visa

Als globales Zahlungsnetzwerk verfügt Visa über die Kapazität, mehr als 65.000 Transaktionen pro Sekunde auszuführen. Während Solana keine Transaktionen in der Größenordnung von Visa ausgeführt hat, erreicht Solana durchschnittlich 400 benutzergenerierte Transaktionen pro Sekunde (TPS) und steigt in Zeiten hoher Nachfrage typischerweise auf über 2.000 benutzergenerierte TPS.¹ Dies stellt einen erheblichen nachgewiesenen Durchsatz dar, der das Testen und Pilotieren von Zahlungsanwendungsfällen ermöglicht. Im Vergleich dazu bewältigt Ethereum durchschnittlich 12 TPS, während Bitcoin etwa 7 TPS schafft.

Parallele Transaktionsverarbeitung: Aufgrund seines Designs mit hohem Transaktionsdurchsatz kann Solana Transaktionen parallel verarbeiten und so die Effizienz des Netzwerks erheblich steigern. Transaktionen, die sich auf separate Konten auswirken, können gleichzeitig ausgeführt werden, sodass Solana Zahlungs- und Abwicklungsszenarien effizient unterstützen kann, bei denen Transaktionen hauptsächlich zwischen zwei verschiedenen Parteien stattfinden oder bei denen eine einzelne Partei Zahlungen an viele andere Parteien auszahlt.

In Solana können auch Smart Contracts, sogenannte Programme, parallel ausgeführt werden. Transaktionen geben den Status oder die Konten an, mit denen sie interagieren, sodass Validatoren konfliktfreie Transaktionen gleichzeitig ausführen können. Im Gegensatz zu anderen Ketten wie Ethereum, die ein Single-Thread-Modell verwenden, verwendet Solana einen Multi-Thread-Ansatz, um eine parallele Transaktionsausführung zu ermöglichen. Vereinfacht ausgedrückt: Während Blockchains wie Bitcoin und Ethereum Transaktionen nacheinander verarbeiten, ermöglicht die Architektur von Solana die gleichzeitige Verarbeitung mehrerer Transaktionen. Dieses Design trägt dazu bei, zu verhindern, dass eine Überlastung in einem Teil des Netzwerks die Gesamtleistung des Netzwerks beeinträchtigt.

Niedrige und vorhersehbare Transaktionskosten, die zur Steigerung der Zahlungseffizienz beitragen

Was die Kosten angeht, sind die Transaktionsgebühren von Solana nicht nur erschwinglich, normalerweise unter 0,001 US-Dollar, sondern auch vorhersehbar. Dieses Maß an kostengünstiger Vorhersehbarkeit trägt dazu bei, dass es sich um ein attraktives Netzwerk handelt, um Effizienzsteigerungen und Kosteneinsparungen bei bestehenden Zahlungsvorgängen zu erzielen. In Abbildung 1 unten hebt sich Solana aus Kostensicht deutlich von Bitcoin und Ethereum ab, deren Gebühren je nach Nachfrage nach im Netzwerk auszuführenden Transaktionen unvorhersehbar schwanken können. Ein Netzwerk mit unvorhersehbaren Transaktionskosten kann für Zahlungsunternehmen schwieriger zu verwalten sein und zu verwirrenden Verbrauchererlebnissen führen.

Abbildung 1. Durchschnittliche Transaktionsgebühr in USD

Durchschnittliche Transaktionsgebühr in USD-Bildbeschreibung

Kostenvorhersehbarkeit durch lokalisierte Gebührenmärkte erreichen: Der lokalisierte Gebührenmarkt von Solana ist einzigartig unter den Blockchains. Diese Innovation ist eng mit den Parallelverarbeitungsfähigkeiten von Solana verbunden, bei denen Transaktionen, die sich nicht überschneiden, in separaten Threads ausgeführt werden, ähnlich wie Fahrzeuge, die auf separaten Straßen fahren. Die Überlastung des Netzwerks ist ein wesentlicher Grund dafür, dass bei anderen Blockchain-Netzwerken möglicherweise höhere Gebühren anfallen, die sich dann negativ auf das gesamte System auswirken können. Die Beliebtheit einer NFT-Veröffentlichung könnte die Überlastung des Netzwerks erhöhen und die gleichzeitig stattfindende P2P-Transaktion eines Verbrauchers teurer oder sogar wirtschaftlich undurchführbar machen.

Abbildung 2. Vergleich der Gebührenmärkte: Solana vs. Ethereum und andere gasbasierte Netzwerke

Vergleich der Gebührenmärkte: Bildbeschreibung Solana vs. Ethereum und andere gasbasierte Netzwerke

Der Ansatz von Solana trägt dazu bei, dass die Überlastung eines Kontos (z. B. Alices USDC-Guthaben) keine Auswirkungen auf die anderen (z. B. Bobs USDC-Guthaben) hat. Wenn ein Konto aufgrund der hohen Nachfrage nach einem bestimmten Vermögenswert, beispielsweise einem NFT, ausgelastet ist, erhöhen sich nur die Gebühren für dieses bestimmte Konto. Die Gebühren auf anderen Konten, die von dieser Überlastung nicht betroffen sind, bleiben stabil. Dies führt zu einem Gebührenmarkt, der auf die anwendungsfallbasierte Nachfrage reagiert. Wenn die Nachfrage nach einem bestimmten Vermögenswert steigt, steigen die Transaktionskosten dafür vorübergehend. Die Kosten für andere Transaktionen in der Kette bleiben davon unberührt. Indem Solana die parallele Ausführung von Berechnungen unter Verwendung verschiedener Staaten ermöglicht, kann es Gebührenmärkte schaffen, die auf Bereichen mit „Staatsstreitigkeiten“ basieren, anstatt einen einzigen globalen Gebührenmarkt zu haben.

Von Verbrauchern erwartete Transaktionsendgültigkeit

Die Transaktionsfinalität misst, wie schnell Benutzer damit rechnen können, dass ihre Aktionen in einem Blockchain-Netzwerk bestätigt werden. Für Zahlungen ist die Zeit bis zur Transaktionsbestätigung ebenso wichtig wie der Netzwerkdurchsatz. Ethereum liegt beispielsweise im Durchschnitt bei etwa 12 TPS; Aufgrund von Gaslimits und Smart-Contract-Anforderungen in Zeiten der Überlastung kann es jedoch zu minutenlangen Wartezeiten für Benutzer kommen, bevor Transaktionen bestätigt werden. Solana strebt eine Slot-Zeit von 400 Millisekunden an, in der Praxis kann sie jedoch zwischen 500 und 600 Millisekunden liegen.²

Die überwiegende Mehrheit der Anträge auf Solana verwenden für ihre Endgültigkeit eine „optimistische Bestätigung“.

Die optimistische Bestätigung ist ein Mechanismus, der in der Solana-Blockchain verwendet wird, um die Endgültigkeit zu erreichen, ohne darauf zu warten, dass alle Validatoren – oder für die Produktion von Blöcken verantwortlichen Einheiten – über einen Block abstimmen. Bei optimistischer Bestätigung kann ein Block als abgeschlossen betrachtet werden, wenn Validatoren, die mehr als zwei Drittel der delegierten Stake-Validatoren repräsentieren, darüber abgestimmt haben und keine Blöcke, die optimistisch bestätigt wurden, jemals zurückgesetzt wurden oder nicht abgeschlossen werden konnten. Dieser Mechanismus ermöglicht es Solana, die Endgültigkeit in viel kürzerer Zeit als vielen anderen Blockchains zu erreichen. Die hohe Geschwindigkeit des Transaktionsabschlusses kann ein besseres Zahlungserlebnis ermöglichen. Im Vergleich dazu kann es bei Bitcoin bis zu 60 Minuten dauern, bis sechs zusätzliche Blöcke erstellt sind, bevor Transaktionen als sicher und endgültig gelten.

Tabelle 1: Blockchain-Bestätigungszeit in Blöcken und Sekunden/Minuten

*Die Anzahl der Blöcke, die Sie warten, bevor eine Übertragung als gültig angesehen wird, wird als „Bestätigungsnummer“ bezeichnet und ist normalerweise für verschiedene Ketten unterschiedlich. Circle APIs verwenden die in der Tabelle genannten Bestätigungsnummern für jede unterstützte Kette.

Quelle: Visa | Daten: Kreis, Stand: 31. August 2023

Verfügbarkeit: Große Anzahl von Knoten und mehrere Validator-Clients

Ein Zahlungsnetzwerk kann nur dann effektiv sein, wenn es immer in dem Moment verfügbar ist, in dem ein Benutzer eine Zahlung tätigen muss, um eine Transaktion zu initiieren und auszuführen. Bei Blockchain-Netzwerken lässt sich die Verfügbarkeit am besten an der Anzahl unabhängiger Teilnehmer oder Knoten messen, die das Netzwerk gemeinsam betreiben, um es Verbrauchern zur Initiierung von Transaktionen zur Verfügung zu stellen. Im Juli 2023 verfügt das Solana-Netzwerk über beeindruckende 1.893 aktive Validatoren – Einheiten, die für die Produktion und Abstimmung von Blöcken verantwortlich sind. Darüber hinaus gibt es 925 weitere Knoten, sogenannte RPC-Knoten, die möglicherweise selbst keine Blöcke erstellen, aber eine lokale Aufzeichnung von Transaktionen verwalten.³ Eine hohe Anzahl von Knoten in einem Blockchain-Netzwerk erhöht dessen Widerstandsfähigkeit und Redundanz. Wenn bei einigen Knoten Probleme auftreten oder sie offline gehen, kann das Netzwerk weiterhin ohne Datenverlust funktionieren, solange eine ausreichende Anzahl von Knoten betriebsbereit bleibt. Die Solana-Community achtet außerdem auf die Vielfalt der Knotengeografie und der Infrastrukturanbieter, um das Netzwerk robuster gegenüber Ereignissen wie Naturkatastrophen oder Änderungen der Zugangsrichtlinien des Anbieters zu machen. Das Solana-Netzwerk verfügt über Knotenpunkte in über 40 verschiedenen Ländern und Hunderte einzigartiger Hosting-Arrangements und unterschiedlicher Standorte.⁴ Dies trägt dazu bei, auch bei technischen Herausforderungen einen reibungslosen und zuverlässigen Betrieb sicherzustellen.

Validator-Clients sind Softwaretools, die es Knotenbetreibern ermöglichen, als Validatoren auf einer Proof-of-Stake-Blockchain zu fungieren. Die Vielfalt der Validator-Clients erhöht die Widerstandsfähigkeit eines Netzwerks. Während ein Client möglicherweise Fehler oder Schwachstellen aufweist, ist dies bei einem anderen möglicherweise nicht der Fall. Dies verringert letztendlich die Wahrscheinlichkeit, dass ein einzelner Softwarefehler das Netzwerk lahmlegt. Solana arbeitete ursprünglich mit einem Validator-Client von Solana Labs. Im August 2022 führte Jito Labs ein zweites für das Mainnet ein, das Jito-Solana. Kurz darauf stellte Jump Crypto Firedancer (in der Testphase) vor, einen unabhängigen C++-Validator-Client. Firedancer zeichnet sich durch sein Potenzial für erhebliche Leistungssteigerungen aus, wie eine Live-Demo zeigt, die 600.000 TPS erreichte.⁵ Das Ziel verschiedener Validator-Clients besteht darin, das Netzwerk stabil zu halten. Außerhalb von Ethereum ist Solana eine der wenigen Ketten, die über mehrere völlig unabhängige Validator-Clients verfügt.

Modernen Ansprüchen gerecht werden

Die einzigartigen technologischen Vorteile von Solana, darunter hoher Durchsatz bei paralleler Verarbeitung, niedrige Kosten mit lokalisierten Gebührenmärkten und hohe Ausfallsicherheit mit einer beträchtlichen Anzahl von Knoten und mehreren Knoten-Clients, wirken zusammen, um eine skalierbare Blockchain-Plattform mit einem überzeugenden Wertversprechen für Zahlungen zu schaffen. Dies sind einige der Gründe, warum wir uns entschieden haben, unser Stablecoin-Abwicklungspilotprojekt auf Transaktionen über das Solana-Netzwerk auszudehnen. Während wir unsere Stablecoin-Abwicklungsfunktion auf Solana testen, wollen wir testen, ob Solana in der Lage ist, den Anforderungen moderner Unternehmens-Treasury-Abläufe gerecht zu werden.

Dieser Artikel ist Teil einer Reihe über Entwicklungen im Blockchain-Ökosystem. Besuchen Sie Visa Crypto Thought Leadership, um durch unsere Forschung weitere Verbrauchereinblicke, Best Practices und innovative Ansätze für die Blockchain zu erhalten. Um mehr über unser Engagement im Krypto-Ökosystem und die Produkte, die wir derzeit entwickeln, zu erfahren, wenden Sie sich an GDLVisaCryptoResearch@visa.com

Fußnoten

Solana-Blockchain-Explorer. Die Zahlen umfassen echte TPS, ohne Stimmabgabe-TPS.

Blockchain-Explorer, Solana Explorer.

Anzahl der Knoten.

Solana-Validator-Metriken.

Firedancer-Ankündigung von Jump Crypto.

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1. Dieser Artikel ist ein Nachdruck aus [VISA CRYPTO THOUGHT LEADERSHIP]. Alle Urheberrechte liegen beim ursprünglichen Autor [Mustafa Bedawala, Arjuna Wijeyekoon]. Wenn Sie Einwände gegen diesen Nachdruck haben, wenden Sie sich bitte an das Gate Learn-Team, das sich umgehend darum kümmern wird.
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