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Solana ist ein hochfunktionales Open-Source-Projekt, das auf die erlaubnisfreie Natur der Blockchain-Technologie setzt, um dezentralisierte Finanzlösungen (DeFi) in einer hoch skalierbaren Weise anzubieten. Während die Idee im Jahr 2017 entstand, wurde Solana im März 2020 von der Solana Foundation lanciert.
Solana möchte mit seinem neuartigen Konsensmechanismus namens Proof of History (PoH) die Nutzererfahrung sowohl von Erstellern als auch von Endnutzern verbessern. PoH trägt dazu bei, die Überlastung des Netzwerks zu verringern, die für dezentralisierte Blockchains in Zeiten hoher Nutzung eine Plage darstellt. Als Ergänzung zu Ethereum hat Solana eine der lebendigsten Communities und eine bemerkenswerte Entwickleraktivität mit über 300 Projekten, die dezentrale Finanzdienstleistungen und kryptonative Spiele, Kunst- und Audio-Streaming- und Mediendienste auf seiner Plattform aufbauen.
Wie Solana funktioniert
Vor der Abrechnung auf der Ethereum-Blockchain ordnen die Miner die Transaktionen in der Regel nach der Höhe der Transaktionsgebühren und nicht nach ihrem jeweiligen Zeitstempel. Dies führt dazu, dass Transaktionen mit relativ niedrigen Gebühren ausgeschlossen werden – und somit Mikrotransaktionen ausgepreist werden. Da Ethereum als Open-Source-System konzipiert ist, nutzen Bots ausserdem Marktsignale, um ihre Transaktionen in einem Block zu priorisieren und so Gelegenheiten zu nutzen, wie etwa die rechtzeitige Teilnahme an einem Token-Verkauf oder einer NFT-Auktion. Dieses Konzept wird als Miner Extractable Value (MEV) bezeichnet, da die Transaktionsgebühren neben der Blockbelohnung einen Teil der Einnahmen der Miner darstellen.
Solanas Proof-of-History (PoH) zielt darauf ab, dieses Problem zu lösen, indem es eine vertrauenswürdige, sichere Zeitquelle oder eine globale Uhr einrichtet, die Arbitrage auf der Grundlage von Transaktionsgebühren und Zeitdiskrepanzen zwischen Validierern verhindert. Proof-of-History ist ein Zusatzprotokoll – kein Konsensmechanismus -, das den Lauf der Zeit in die Blockchain-Datenstruktur einbettet, während es eine chronologische Aufzeichnung von Ereignissen erstellt. Es kann dieses Ergebnis erreichen, da es eine verifizierbare Hochfrequenz-Verzögerungsfunktion (VDF) ist. Dieser Algorithmus schreibt die Anwendung einer Reihe von aufeinanderfolgenden Schritten für eine ordnungsgemässe Auswertung ohne Parallelverarbeitung vor.
Solana verwendet einen seriellen, wiederholenden Algorithmus, SHA-256, um jede Transaktion zu verschlüsseln und ihre chronologische Reihenfolge zu dokumentieren. So werden die verarbeiteten Transaktionen sowohl gehasht als auch als Eingabe für die nachfolgende Transaktion verwendet. Dieses Konzept ist vergleichbar mit einem alten Zeitungsbild auf einem Telefon, mit dem man nachweisen kann, dass die Zeitschrift vor dem eigenen Gerät entstanden ist. Die Harmonie in Bezug auf Zeitpunkt und Reihenfolge der Transaktionen beschleunigt die Zeit, die für ihre Überprüfung benötigt wird, da dieser Prozess keine Kommunikation mit dem Validator erfordert.
Das lebhafte Ökosystem
Der hinterlegte Gesamtwert (TVL) auf Solana erreichte im Dezember 2021 einen Höchststand von 15 Mrd. USD, wobei Raydium, eine der nativen dezentralen Börsen von Solana – das Gegenstück zu Uniswap – die Ränge dominiert. Vergleicht man die Entwicklung von Solana mit anderen Netzwerken, so entspricht das aktuelle TVL von Solana dem von Ethereum im September 2020. Most of Solana’s total value (TVL) comes from three projects – two automated market makers (AMMs), Serum and Raydium, and a staking service, Marinade Finance. Wir gehen davon aus, dass mit dem Aufkommen neuer Finanzdienstleistungen, die das Solana-Netzwerk nutzen, Krypto-Assets über eine grössere Anzahl von Projekten verteilt werden.
Aktuell verzeichnet das Solana-Netzwerk 30 Milliarden Transaktionen durch ein lebendiges Ökosystem mit mehr als 360 Anwendungen in verschiedenen Sektoren, vor allem dezentralisierte Finanzdienstleistungen und Krypto-Kunst und Spiele. Die Verwendung von Rust anstelle der EVM-kompatiblen Solidity als Kernprogrammiersprache wurde als eines der Haupthindernisse für Entwickler identifiziert, die auf Solana aufbauen. Um das Wachstum des Ökosystems zu fördern, veranstaltet die Solana-Stiftung jährliche Hackathons. Bei der letzten Veranstaltung gab es 13’000 Teilnehmer mit mehr als 350 Projekteinreichungen, was das Interesse und die Stärke der wachsenden Community und die anhaltende Unterstützung durch Entwickler zeigt.
Betrachtet man die Entwicklung von Solana im vergangenen Jahr, so hat das Netzwerk ein erhebliches und exponentielles Wachstum erfahren. Dieses Wachstum wurde grösstenteils verschiedenen Komponenten zugeschrieben: dem viralen Start der Degenerate Ape Academy Mitte August 2021, hohen Renditeanreizen sowie der Einführung mehrerer legitimer Finanzanwendungen wie diversen DeFi-Protokollen und der Solana-Wallet Phantom.
Technische Kompromisse
Eines der Hindernisse, das die Dezentralisierung der Blockchain untergraben könnte, sind die zu hohen Kosten für den Betrieb eines Solana-Validierungsnodes. Die Mindestanforderungen an die Hardware, die für den Betrieb eines Knotens erforderlich sind, liegen schätzungsweise zwischen 3’000 und 5’000 Dollar – für die Beschaffung einer High-End-CPU, da von den Nodes erwartet wird, dass sie über Maschinen mit mindestens 128 GB RAM-Speicher, ein Motherboard mit mindestens 256 GB Kapazität und eine CPU mit 24 Threads verfügen. Mit anderen Worten, aufstrebende Nodes müssten Hardware mit High-End-Spezifikationen erwerben, die für durchschnittliche Einzelhandelskunden nicht erschwinglich sind, wenn man die wirtschaftlichen Hardware-Spezifikationen vergleicht, die für den Betrieb eines Ethereum-Mining-Nodes erforderlich sind. Solana entgegnet, dass sich die Hardware auf der Grundlage des Mooreschen Gesetzes ständig verbessern wird, was schrittweise zu billigeren Geräten führt und damit die Eintrittsbarriere für den Durchschnittsverbraucher senkt.
Ein weiteres potenzielles Problem ergibt sich aus der semizentralisierten Struktur der Netzführer, die es dem Netz ermöglicht, seinen hohen Transaktionsdurchsatz zu erreichen. Anstatt sich darauf zu verlassen, dass die Nodes untereinander kommunizieren, um sicherzustellen, dass sie synchronisiert sind, bevor sie mit der Validierung von Transaktionen fortfahren, verfügt Solana über einen Netzwerkführer, der mit der Erstellung einer Proof-of-History-Sequenz beauftragt ist, die eine eindeutige globale Reihenfolge der Transaktionen für eine effiziente Verarbeitung durch die Validierer garantiert. Anschliessend werden die Transaktionen zusammen mit einer Signatur des Endzustands, die die Identität des Leiters über seinen öffentlichen Schlüssel offenbart, an die Validierer übermittelt. Ein wesentlicher Nachteil dieses Systems besteht darin, dass die zentralen Leiter die Möglichkeit haben, Transaktionen und Abstimmungen zu zensieren. Aus diesem Grund wechseln die Leiter alle 4 Blöcke oder 1.6 Sekunden.
Ende September 2021 kam das Solana-Netzwerk zum Stillstand, wobei die Blockchain fast 17 Stunden lang nicht in der Lage war, neue Blöcke zu erzeugen. Dieser Angriff wurde von Trading-Bots verursacht, die einen Token Launch auf Raydium, dem Gegenstück von Uniswap im Solana-Ökosystem, abfangen wollten. Der technische Überblick, der von der Solana Foundation zur Verfügung gestellt wurde, erklärte, dass die explosive Bot-Aktivität die Kapazität des Netzwerks von 50’000 Transaktionen pro Sekunde überstieg und 400’000 Transaktionen pro Sekunde erreichte. Dies veranlasste das Netzwerk dazu, mehrere Forks von sich selbst zu erzeugen und zwang Nodes dazu, offline zu gehen, da sie sich nicht über den korrekten Zustand des Netzwerks einigen konnten. In den folgenden Monaten ereigneten sich 3 ähnliche Vorfälle.