Chúng tôi tự hào giới thiệu Alpenglow, giao thức nhận thức chung mới của Solana. Alpenglow là một giao thức nhận thức chung được thiết kế cho một blockchain proof-of-stake hiệu suất cao toàn cầu. Chúng tôi tin rằng sự ra mắt của Alpenglow sẽ là một bước ngoặt cho Solana. Alpenglow không chỉ là một giao thức nhận thức chung mới, mà còn là sự thay đổi lớn nhất đối với giao thức cốt lõi của Solana kể từ trước đến nay.

Khi chuyển sang Alpenglow, chúng ta nói lời tạm biệt với một số thành phần kế thừa của giao thức cốt lõi, đặc biệt là TowerBFT và Proof-of-History. Thay vào đó, chúng tôi giới thiệu Votor, nó đảm nhận logic bỏ phiếu và hoàn tất khối. Hơn nữa, thay vì dựa vào gossip, Alpenglow áp dụng một nguyên lý giao tiếp trực tiếp nhanh hơn.

Mặc dù là một thay đổi lớn, Alpenglow xây dựng dựa trên những điểm mạnh lớn nhất của Solana. Turbine đã đóng vai trò quan trọng trong sự thành công của mạng lưới Solana khi giải quyết khía cạnh quan trọng của việc phân phối dữ liệu. Trong các blockchain trước đây, người lãnh đạo thường là nút thắt của hệ thống. Ngược lại, Turbine sử dụng một kỹ thuật trong đó mỗi khối được mã hóa xóa thành nhiều mảnh nhỏ hơn có thể được phân phối nhanh chóng. Quan trọng là, băng thông của tất cả các nút được sử dụng trong quá trình này. Rotor, giao thức phân phối dữ liệu của Alpenglow, tiếp thu cách tiếp cận của Turbine và tinh chỉnh nó.

Với những thay đổi này, chúng tôi sẽ đưa Solana đạt một mức hiệu suất chưa từng có. Với TowerBFT, Solana mất khoảng 12,8 giây từ khi tạo khối cho đến khi khối được xác nhận. Để giảm độ trễ xuống dưới một giây, Solana đã giới thiệu khái niệm "xác nhận lạc quan". Alpenglow sẽ phá vỡ cả hai giới hạn độ trễ này. Chúng tôi kỳ vọng rằng Alpenglow có thể đạt được xác nhận thực sự trong khoảng 150 ms (trung vị). Đôi khi, xác nhận có thể đạt được nhanh chóng chỉ trong 100 ms, một con số cực kỳ thấp cho một giao thức blockchain L1 toàn cầu. (Những con số độ trễ này dựa trên các mô phỏng với phân bố stake hiện tại của mainnet, không tính đến chi phí tính toán.)

Một độ trễ trung bình là 150 ms không chỉ có nghĩa là Solana nhanh — mà còn có nghĩa là Solana có thể cạnh tranh với hạ tầng Web2 về khả năng phản hồi, có khả năng biến công nghệ blockchain trở nên khả thi cho những loại ứng dụng hoàn toàn mới đòi hỏi hiệu suất thời gian thực.

Biểu đồ trên cho thấy sự phân bổ độ trễ của các phần khác nhau của Alpenglow với người lãnh đạo tại Zurich, Thụy Sĩ. Chúng tôi đã chọn Zurich làm ví dụ vì đây là địa điểm của chúng tôi trong quá trình phát triển Alpenglow. Mỗi thanh cho thấy độ trễ trung bình của sự phân phối Solana nút trên toàn cầu hiện tại, được sắp xếp theo khoảng cách từ Zurich. Độ trễ mô phỏng để đạt được các giai đoạn khác nhau của giao thức Alpenglow được vẽ so với tỷ lệ phần trăm của mạng đã đến giai đoạn đó.

Các cột màu xanh lá cây cho thấy độ trễ mạng. Với phân phối nút hiện tại của Solana, khoảng 65% số vốn của Solana nằm trong độ trễ mạng 50ms từ Zurich. Đuôi dài của vốn có độ trễ mạng hơn 200ms từ Zurich. Độ trễ mạng đóng vai trò như một giới hạn tự nhiên cho đồ thị của chúng tôi, ví dụ, nếu một nút cách Zurich 100ms, thì bất kỳ giao thức nào cũng cần ít nhất 100ms để hoàn tất một khối tại nút đó.
Các thanh màu vàng cho thấy độ trễ mà Rotor, giai đoạn đầu tiên của giao thức của chúng tôi, phải chịu.
Các thanh đỏ đánh dấu khoảng thời gian khi một nút đã nhận được phiếu chứng thực từ ít nhất 60% số stake.
Cuối cùng, các thanh xanh cho thấy thời gian hoàn tất.

Vậy hiệu suất cao này đến từ đâu?

Thành phần bỏ phiếu Votor của Alpenglow hoàn tất các khối trong một vòng bỏ phiếu duy nhất kỷ lục nếu 80% cổ phần tham gia, và trong hai vòng nếu chỉ có 60% cổ phần phản hồi. Hai chế độ bỏ phiếu này được tích hợp và thực hiện đồng thời, để việc hoàn tất xảy ra ngay khi con đường nhanh hơn trong hai con đường kết thúc.

Rotor, mà là giao thức phân tán dữ liệu của Alpenglow, áp dụng cách tiếp cận của Turbine và tinh chỉnh nó. Giống như Turbine, Rotor sử dụng băng thông của các nút tham gia tỷ lệ với cổ phần của họ, giảm thiểu nút thắt cổ chai lãnh đạo cho thông lượng cao. Kết quả là, băng thông tổng có sẵn được sử dụng một cách tối ưu tiệm cận. Một trong những hiểu biết hướng dẫn thiết kế của Rotor là tốc độ ánh sáng vẫn quá chậm, và độ trễ trong việc phân tán thông tin bị chi phối bởi độ trễ mạng, thay vì độ trễ truyền tải hay tính toán. Rotor có một lớp nút tiếpRelay duy nhất, thay vì cây nhiều lớp của Turbine. Bằng cách này, Rotor giảm thiểu số lượng nhảy mạng. Hơn nữa, Rotor giới thiệu các kỹ thuật mới để xác định các nút tiếpRelay, dẫn đến độ bền được cải thiện.

Alpenglow được xây dựng trên cơ sở nghiên cứu tiên tiến, kết hợp phân phối dữ liệu mã hóa xóa với những tiến bộ mới nhất trong nhận thức chung. Nó giới thiệu các đổi mới, chẳng hạn như các chế độ bỏ phiếu tích hợp một/hai vòng, dẫn đến độ trễ hoàn tất chưa từng có. Đặc điểm “20+20” cho phép giao thức hoạt động hiệu quả ngay cả trong các điều kiện mạng khắc nghiệt, chịu được tới 20% cổ phần đối kháng và 20% cổ phần không phản hồi bổ sung. Các đóng góp khác bao gồm một chiến lược lấy mẫu biến thiên thấp.

Chúng tôi đã viết một tài liệu trắng toàn diện mô tả Alpenglow một cách chi tiết. Tài liệu trắng trình bày trực giác phía sau Alpenglow, và những gì chúng tôi muốn đạt được. Nó cũng thảo luận về giao thức với các định nghĩa ngắn gọn và mã giả. Tài liệu trắng bao gồm các phép đo và tính toán mô phỏng khác nhau để hiểu cách Alpenglow sẽ hoạt động. Cuối cùng, tài liệu trắng chứa các chứng minh tính chính xác.

Disclaimer：

1. Bài viết này được đăng lại từ [anza]. Tất cả bản quyền thuộc về tác giả gốc [Quentin Kniep, Kobi Sliwinski, và Roger Wattenhofer]. Nếu có ý kiến phản đối về việc in lại này, xin vui lòng liên hệ với Gate Learnđội ngũ, và họ sẽ xử lý nó kịp thời.
2. Tuyên bố từ chối trách nhiệm: Những quan điểm và ý kiến được bày tỏ trong bài viết này hoàn toàn là của tác giả và không cấu thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.
3. Bản dịch của bài viết sang các ngôn ngữ khác được thực hiện bởi đội ngũ Gate Learn. Trừ khi có đề cập, việc sao chép, phân phối hoặc đạo văn các bài viết đã được dịch là bị cấm.