Kami dengan bangga mempersembahkan Alpenglow, protokol konsensus baru Solana. Alpenglow adalah protokol konsensus yang dirancang untuk blockchain proof-of-stake berkinerja tinggi global. Kami percaya bahwa peluncuran Alpenglow akan menjadi titik balik bagi Solana. Alpenglow bukan hanya protokol konsensus baru, tetapi juga perubahan terbesar pada protokol inti Solana sejak, ya, selamanya.

Ketika berpindah ke Alpenglow, kami mengucapkan selamat tinggal kepada sejumlah komponen warisan dari protokol inti, khususnya TowerBFT dan Proof-of-History. Sebagai gantinya, kami memperkenalkan Votor, yang mengambil alih logika pemungutan suara dan finalisasi blok. Selain itu, alih-alih bergantung pada gossip, Alpenglow mengadopsi primitif komunikasi langsung yang lebih cepat.

Meski merupakan perubahan besar, Alpenglow membangun kekuatan terbesar Solana. Turbine telah memainkan peran penting dalam kesuksesan jaringan Solana karena menangani aspek penting dari penyebaran data. Dalam blockchain di masa lalu, pemimpin sering kali menjadi bottleneck sistem. Sebaliknya, Turbine memiliki teknik di mana setiap blok dihapus-kode menjadi banyak potongan kecil yang dapat disebarkan dengan cepat. Yang penting, bandwidth semua node digunakan dalam proses ini. Rotor, yang merupakan protokol penyebaran data Alpenglow, mengadopsi pendekatan Turbine dan menyempurnakannya.

Dengan perubahan ini, kami akan membawa Solana ke tingkat kinerja yang belum pernah ada sebelumnya. Dengan TowerBFT, Solana membutuhkan sekitar 12,8 detik dari pembuatan blok hingga finalitas blok. Untuk menurunkan latensi ke domain sub-detik, Solana memperkenalkan konsep "konfirmasi optimis". Alpenglow akan menghancurkan kedua batas latensi ini. Kami mengharapkan Alpenglow dapat mencapai finalitas aktual dalam waktu sekitar 150 ms (median). Terkadang finalitas dapat dicapai secepat 100 ms, yang merupakan angka yang sangat rendah untuk protokol blockchain L1 di seluruh dunia. (Angka latensi ini didasarkan pada simulasi dengan distribusi stake mainnet saat ini, tidak menghitung overhead komputasi.)

Latency median sebesar 150 ms tidak hanya berarti bahwa Solana cepat — itu berarti Solana dapat bersaing dengan infrastruktur Web2 dalam hal responsivitas, yang berpotensi menjadikan teknologi blockchain layak untuk kategori aplikasi baru yang sama sekali membutuhkan kinerja waktu nyata.

Plot di atas menunjukkan pemecahan latensi dari berbagai bagian Alpenglow dengan pemimpin di Zurich, Swiss. Kami telah memilih Zurich sebagai contoh karena itu adalah lokasi kami saat mengembangkan Alpenglow. Setiap batang menunjukkan rata-rata keterlambatan dari distribusi node Solana di seluruh dunia saat ini, diurutkan berdasarkan jarak dari Zurich. Latensi yang disimulasikan untuk mencapai berbagai tahap protokol Alpenglow dipetakan terhadap fraksi jaringan yang telah tiba di tahap tersebut.

Batang hijau menunjukkan latensi jaringan. Dengan distribusi node Solana saat ini, sekitar 65% dari total stake Solana berada dalam latensi jaringan 50ms dari Zurich. Ekor panjang dari stake memiliki latensi jaringan lebih dari 200ms dari Zurich. Latensi jaringan berfungsi sebagai batas bawah alami untuk plot kami, misalnya, jika suatu node berjarak 100ms dari Zurich, maka protokol apa pun membutuhkan setidaknya 100ms untuk menyelesaikan blok di node tersebut.
Balk kuning menunjukkan keterlambatan yang terjadi oleh Rotor, tahap pertama dari protokol kami.
Bilah merah menandai waktu ketika sebuah node telah menerima suara notarisasi dari setidaknya 60% dari total saham.
Akhirnya, batang biru menunjukkan waktu finalisasi.

Jadi dari mana performa tinggi ini berasal?

Komponen pemungutan suara Alpenglow, Votor, menyelesaikan blok dalam satu putaran pemungutan suara jika 80% dari stake berpartisipasi, dan dalam dua putaran jika hanya 60% dari stake yang responsif. Dua mode pemungutan suara ini terintegrasi dan dilakukan secara bersamaan, sehingga finalisasi terjadi segera setelah jalur yang lebih cepat dari dua jalur tersebut berakhir.

Rotor, yang merupakan sub-protokol penyebaran data Alpenglow, mengadopsi pendekatan Turbine dan menyempurnakannya. Seperti Turbine, Rotor memanfaatkan bandwidth dari node yang berpartisipasi secara proporsional dengan kepemilikan mereka, mengurangi kemacetan pemimpin untuk throughput yang tinggi. Akibatnya, total bandwidth yang tersedia digunakan secara asimptotikal optimal. Salah satu wawasan yang mempengaruhi desain Rotor adalah bahwa kecepatan cahaya masih terlalu lambat, dan penundaan dalam penyebaran informasi didominasi oleh latensi jaringan, bukan oleh penundaan transmisi atau komputasi. Rotor memiliki satu lapisan node relay, dibandingkan dengan pohon multi-lapisan dari Turbine. Dengan cara ini, Rotor meminimalkan jumlah lompatan jaringan. Selain itu, Rotor memperkenalkan teknik baru untuk menentukan node relay, yang menghasilkan ketahanan yang lebih baik.

Alpenglow dibangun di atas penelitian mutakhir, menggabungkan distribusi data yang terkodekan dengan penghapusan dengan kemajuan terbaru dalam konsensus. Ini memperkenalkan inovasi, seperti mode pemungutan suara satu/dua putaran yang terintegrasi, yang menghasilkan latensi finalisasi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Ketahanan khas "20+20" memungkinkan protokol untuk beroperasi secara efektif bahkan dalam kondisi jaringan yang keras, mentolerir hingga 20% taruhan adversarial dan tambahan 20% taruhan yang tidak responsif. Kontribusi lainnya termasuk strategi pengambilan sampel dengan varians rendah.

Kami telah menulis sebuah makalah putih yang komprehensif yang menjelaskan Alpenglow secara rinci. Makalah putih ini menyajikan intuisi di balik Alpenglow, dan apa yang ingin kami capai. Ini juga membahas protokol dengan definisi ringkas dan pseudo-code. Makalah putih ini mencakup berbagai pengukuran dan perhitungan simulasi untuk memahami bagaimana Alpenglow akan berfungsi. Dan akhirnya, makalah putih ini berisi bukti kebenaran.

Penafian：

1. Artikel ini diterbitkan ulang dari [anza]. Semua hak cipta milik penulis asli [Quentin Kniep, Kobi Sliwinski, dan Roger Wattenhofer]. Jika ada keberatan terhadap cetak ulang ini, silakan hubungi Gate Learn tim, dan mereka akan menanganinya dengan cepat.
2. Penafian Tanggung Jawab: Pandangan dan opini yang diungkapkan dalam artikel ini sepenuhnya merupakan pendapat penulis dan tidak merupakan nasihat investasi.
3. Terjemahan artikel ke dalam bahasa lain dilakukan oleh tim Gate Learn. Kecuali disebutkan, menyalin, mendistribusikan, atau menjiplak artikel yang diterjemahkan dilarang.