Solana и Ethereum: углубленное сравнение блокчейнов

Вы знаете, в чем фундаментальные различия между Solana и Ethereum? Если вы обладаете базовым пониманием терминологии блокчейн, и хотите узнать это, то давайте вместе рассмотрим эти проекты, их историю и многое другое. Кроме того, мы изучим инфраструктурные различия, включая типы моделей консенсуса, стандарты токенов и дизайн смарт-контрактов.

Ну, а те, кто является новичком, то мы постараемся все объяснить не очень сложным языком.

И так, давайте начнем с того, что согласно рейтингу Coinmarketrate.com, эти два крипто-проекта являются ведущими. При сравнении двух блокчейнов, входящих в десятку лучших, необходимо учитывать множество различных моментов. Во-первых, прежде чем погружаться в технические аспекты, стоит рассмотреть историю и биографию команды разработчиков каждого проекта. Это указывает на прочность фундамента проекта.

Виталик Бутерин первоначально предложил Ethereum в 2013 году, будучи тогда 19-летним мастером программирования и фанатиком Bitcoin. Предвидя новую парадигму децентрализации, Бутерин представил возможности смарт-контрактов, превратив блокчейн из чисто транзакционного сервиса платежей "от А до Б" в ландшафт разработки децентрализованных приложений (dapps) с открытым исходным кодом. К Бутерину в этой революции присоединились эксперты в области компьютерных наук Гэвин Вуд, Чарльз Хоскинсон, Энтони Ди Иорио и Джозеф Любин в качестве дополнительных соучредителей.

Ethereum Foundation (EF) - часть гораздо более крупного сообщества, отвечает за развитие и управление сетью Ethereum. Однако это не централизованная организация, которая контролирует или управляет сетью. Некоммерческая организация способствует реализации ряда инициатив, позволяющих глобальному сообществу разработчиков, художников, лидеров, предпринимателей и ETH HODLers вносить свой вклад в развитие и совершенствование экосистемы. Сюда входят такие мероприятия, как ежегодный Ethereum Devcon. Кроме того, EF предлагает программу стипендий и программу поддержки экосистемы для оказания финансовой и технической поддержки при разработке проектов на основе или с использованием технологий Ethereum.

В 2017 году Анатолий Яковенко, инженер в области компьютерных наук и эксперт по распределенным системам, опубликовал whitepaper, представив концепцию "доказательства истории" (PoH). Имея опыт работы в Qualcomm, D2iQ (ранее Mesosphere) и Dropbox, Яковенко знал, что создание тактового консенсуса для децентрализованных сетей позволит решить трилемму блокчейна - увеличить масштабируемость без ущерба для децентрализации и безопасности.

Несколько месяцев спустя бывший коллега по Qualcomm Грег Фицджеральд воплотил в жизнь "whitepaper" Яковенко, опубликовав проект на GitHub под названием "Silk". Более того, реализация проекта Фитцджеральда оказалась успешной, проверив 10 000 транзакций чуть более чем за 0,5 секунды. Вскоре после этого еще один товарищ из Qualcomm, Стивен Акридж, предложил увеличить пропускную способность, переложив проверку подписи на графические процессоры.

Взяв на вооружение предложения Фицджеральда и Акриджа, Яковенко нанял эту пару, и в марте 2018 года они вместе основали то, что стало известно, как Solana Foundation. Первоначально проект назывался "Loom". Однако примерно в то же время был запущен проект Ethereum layer-2 под названием "Loom Network", что вызвало путаницу в крипто-сообществе. Поэтому проект был ребрендирован в "Solana" в знак того, что Яковенко, Фицджеральд и Акридж занимались серфингом на любимом пляже, когда они вместе работали в Qualcomm.

С точки зрения конечного пользователя, Solana и Ethereum похожи как публичные блокчейны с открытым исходным кодом, совместимые со смарт-контрактами. Однако блокчейн-инфраструктура Solana и Ethereum предлагает широкий спектр технологических достижений и разработок. Хотя оба проекта в целом нацелены на один и тот же результат, каждый делает это по-разному. Это включает в себя использование языков программирования, моделей консенсуса и инструментов разработки.

● Solana

Блокчейн Solana использует новые инфраструктурные компоненты, включающие восемь основных характеристик. К ним относится первая в мире среда выполнения параллельных смарт-контрактов Sealevel. В отличие от виртуальных машин Ethereum Virtual Machine (EVM) или WebAssembly (WASM), которые являются однопоточными (работают с одним контрактом за раз), Sealevel может обрабатывать десятки тысяч контрактов одновременно.

Кроме того, в Solana встроен "Pipeline", блок обработки транзакций, который оптимизирует все аппаратное обеспечение в сети для проверки. Кроме того, в проекте реализован "Гольфстрим", альтернативный протокол пересылки транзакций, который позволяет отказаться от использования "мемпулов". Проект использует уникальное решение для масштабирования базы данных горизонтальных счетов под названием "Cloudbreak".

Еще одним инновационным аспектом Solana является "Turbine", протокол распространения блоков, который помогает решить проблему масштабируемости трилеммы блокчейна. Кроме того, Solana использует "архиваторы" для распределенного хранения реестра на легких клиентах (не загружая все данные бухгалтерской книги) в рамках протокола проверки и репликации. Наконец, как главный источник вдохновения для проекта, передовые протоколы доказательств истории (PoH) и "Tower BFT" облегчают механизмы консенсуса для сети Solana. Мы подробно рассмотрим их в следующем разделе.

Solana работает с сетью валидаторов, которые проверяют, управляют и хранят транзакционную активность в цепи, и использует "кластеры" валидаторов, которые работают с определенными целями. Любой желающий может поддержать децентрализацию и цензуроустойчивость сети, используя собственный актив SOL. Более того, не существует минимальных требований для того, чтобы сделать ставку или стать валидатором. Однако существуют некоторые технические требования для запуска блокчейна, а также затраты на участие в консенсусе. При этом дизайн сети будет стимулировать валидаторов, предлагая возможность получения пассивного дохода.

● Ethereum

Запуск сети Ethereum в 2015 году использовал инфраструктуру блокчейна, аналогичную ведущей криптовалюте Bitcoin. Используя алгоритм консенсуса "доказательство выполнения работы", цепочка смарт-контрактов номер один работает с глобально распределенной сетью узлов, подтверждающих транзакции. Однако, поскольку основной задачей Ethereum является содействие децентрализованному развитию, а не создание сети одноранговых платежей, инфраструктура транзакций отличается от Bitcoin. Например, Bitcoin использует модель UTXO (вывод неизрасходованных транзакций), тогда как Ethereum использует модель учета. В результате это позволило Эфиру работать со средней скоростью транзакций вдвое выше, чем у Bitcoin — около 15 транзакций в секунду (TPS).

По мере роста энтузиазма, принятия и развития Ethereum росла и перегруженность сети, а также дорогие тарифы на газ. Однако соучредитель Виталик Бутерин работал над решениями для масштабирования с момента первоначального запуска в 2015 году, и Ethereum 2.0 обещал решить эти проблемы. Первоначально запланированная на 2019 год, первая фаза Ethereum 2.0 была запущена в декабре 2021 года. На этом этапе была введена цепочка Beacon Chain, что ознаменовало начало перехода от консенсуса на основе доказательства работы (PoW) к консенсусу на основе доказательства ставки (PoS). Мы подробно обсудим их в следующем разделе.

Еще одним элементом Ethereum 2.0 являются различные подходы к решениям для масштабирования. Популярным решением для масштабирования Ethereum являются протоколы второго уровня. Они включают в себя использование сайдчейнов, внецепочечных технологий и технологий нулевого знания, работающих поверх основной цепи Ethereum.

Однако большинство протоколов второго уровня - это внешние усовершенствования Ethereum сторонними проектами и разработчиками. Обновления Ethereum 2.0 включают шардинг и технологии нулевого знания (например, zk-роллапы, zk-SNARKs) на Ethereum mainchain. В свою очередь, это позволит резко увеличить пропускную способность цепи до примерно 100 000 транзакций в секунду (TPS).

Модель консенсуса - это алгоритм или механизм, который позволяет всем узлам и валидаторам в сети согласиться с тем, что транзакция действительна до ее подтверждения. Как таковые, модели консенсуса сильно различаются. Здесь мы рассмотрим модели консенсуса, которые используют оба проекта в качестве ориентира при сравнении Solana и Ethereum.

● Ethereum

Как мы уже упоминали, Ethereum находится в процессе перехода от консенсуса PoW к консенсусу PoS. Но в чем же различия, и зачем корректировать основной протокол блокчейна? Есть несколько причин. Чтобы полностью понять преимущества, мы вкратце объясним, как работает каждая модель консенсуса.

Консенсус Proof-of-work (PoW) был представлен Сатоши Накамото, как решение печально известной проблемы "двойной траты" в научном сообществе. Вкратце, это требует, чтобы компьютеры (узлы) соревновались в решении чрезвычайно сложного уравнения, которое может математически доказать валидность транзакции. Уравнение настолько сложное, что требует больших вычислительных мощностей для того, чтобы узлы неоднократно угадывали ответ. В конце концов, первый узел, правильно угадавший ответ, выигрывает комиссию за транзакцию и помещает ее в блок. Процесс повторяется до тех пор, пока блоки не заполнятся и не будут криптографически добавлены в блокчейн. Хотя PoW невероятно безопасен, он потребляет огромное количество энергии. Кроме того, при значительных первоначальных затратах сеть легко монополизируется несколькими крупными игроками.

С другой стороны, Proof-of-Stake (PoS) работает за счет валидаторов, каждый из которых имеет значительную "ставку" под риском (минимум 32 ETH), и случайным образом выбирается для "подтверждения" валидации транзакций. Соответственно, валидаторы получают вознаграждение за подтверждение и предложение новых блоков. Если валидаторы осуществляют вредоносную деятельность, их доля будет уменьшена.

Переход от консенсуса PoW к консенсусу PoS дает много преимуществ. Во-первых, общая энергоэффективность увеличивается более чем на 99%. Таким образом, текущие расходы на валидатора снижаются. Однако первоначальная стоимость будет постоянно расти в соответствии со стоимостью ETH.

Кроме того, валидаторам не требуется дорогостоящее оборудование для майнинга. Также, обеспечивая более сильный иммунитет к централизации, PoS способствует более надежной поддержке безопасности цепочек шардов.

● Solana

Solana использует совершенно иной подход к сетевому консенсусу. Основатель компании Анатолий Яковенко объединил свой более чем 40-летний опыт работы в распределенных системах с развивающейся индустрией блокчейн. Результатом стало "время до консенсуса", доказательство истории (PoH).

PoH - это революционный протокол, позволяющий валидаторам иметь проверяемое доказательство порядка транзакций вплоть до гранулярного уровня. В результате пропускная способность транзакций Solana в 10 000 раз быстрее, чем у других ведущих цепей.

На фундаментальном уровне доказательство истории (PoH) - это способ "криптографически подтвердить прохождение времени между двумя событиями". Каждая транзакция или фрагмент данных получает уникальную временную метку, отображающую состояние, индекс и данные с помощью криптографически защищенных хэшей. Таким образом, можно гарантировать порядок событий и точно определить время создания данных. Хотя PoH имеет решающее значение для модели консенсуса, он не является основным протоколом консенсуса. Вместо этого в Solana используется практический механизм византийской отказоустойчивости (PBFT) под названием "Tower Consensus", переплетающийся с механизмом PoS.

Совместные усилия валидаторов PoS, использующих протокол PoH и оптимизирующих консенсус, делают Solana одной из самых быстрых, безопасных и децентрализованных блокчейн в мире. Протокол Tower Consensus уменьшает задержку благодаря использованию протокола PoH в качестве глобального источника времени.

Еще один аспект, который необходимо рассмотреть при сравнении Solana и Ethereum — это смарт-контракты. Оба проекта являются публичными блокчейнами с открытым исходным кодом и предлагают разработчикам возможность создавать децентрализованные приложения (dApps). Dapps работают как сборники запрограммированных смарт-контрактов.

Смарт-контракты - это части кода, которые могут автоматизировать определенную функцию. Например, если произойдет "x", отправьте "y" на счет "z". Опять же, оба проекта используют разные подходы к смарт-контрактам. Это включает использование языков программирования, наборов инструментов и доступных стандартов токенов.

● Solana

Одним из лучших преимуществ Solana является то, что для создания приложения вам не нужен опыт работы с блокчейном. Более того, в экосистеме Solana смарт-контракты называются "программами". Поэтому разработчики могут использовать знакомые языки, такие как C и C++ (а также менее распространенный язык программирования Rust), для создания и развертывания dapps на блокчейне. Затем программы Solana будут неизменно запускаться через протокол выполнения Solana Sealevel. Более того, разработчики могут использовать, объединять и обновлять существующие программы Solana для создания мощных уникальных инструментов или приложений.

Создание чего-либо с использованием блокчейна может быть сродни строительству из кирпичиков LEGO. Код с открытым исходным кодом может быть использован и улучшен кем угодно. Solana предлагает разработчикам опыт создания dapp, похожий на рабочий процесс проектирования веб-приложений Web2, облегчая работу с различными SDK (комплектами для разработки программного обеспечения). Соответственно, другие программы на цепочке Solana также могут использовать JSON RPC API.

Solana предлагает два основных набора программ: нативные программы и библиотека программ Solana (SPL). Нативные программы - самые популярные программы Solana, предлагающие фундаментальные функции для приложений. Некоторые из нативных программ включают программы "система", "ставка" и "голосование". Кроме того, библиотека программ Solana предлагает утилиты, в большей степени ориентированные на токены, использующие стандарт токенов SPL. Например, программа "токены" позволяет разработчикам чеканить, запрашивать, сжигать или передавать токены. Более того, сюда входят как сгораемые (криптовалюты), так и невзаимозаменяемые токены (NFT).

● Ethereum

Сооснователь и главный технический директор (CTO) Ethereum, доктор Гэвин Вуд, оказывает значительное влияние на принятие смарт-контрактов сегодня. Поскольку Ethereum был пионером блокчейн, совместимых с умными контрактами, Вуд разработал совершенно новый язык программирования Solidity. Solidity стал первым полным по Тьюрингу языком программирования смарт-контрактов для блокчейн. Вуд разработал "желтый документ" для протокола выполнения смарт-контрактов - Ethereum Virtual Machine (EVM). Этот процесс имеет решающее значение для целостности и совместимости приложения в сети Ethereum, выявляя любые ошибки в коде.

Первоначально разработка и развертывание смарт-контрактов и приложений на Ethereum были ограничены разработчиками блокчейна, которые потратили время на изучение нового языка. Однако, как только знания, применение и полезность смарт-контрактов стали популярными, возникла потребность в дополнительной совместимости языков кодирования. В последние годы многие независимые разработчики и проекты сосредоточились на том, чтобы сделать программирование на Ethereum как можно более простым. Таким образом, создание и развертывание токенов и приложений на ведущей в мире цепочке смарт-контрактов стало настолько простым, что это может сделать каждый.

Масштаб, надежность и репутация Ethereum часто являются решающими факторами при выборе блокчейна для многих разработчиков. Кроме того, существует множество инструментов, руководств и образовательных материалов, облегчающих этот процесс. К ним относятся, например, OpenZeppelin, Remix, Truffle Suite и другие. Сейчас существуют различные другие языки, которые разработчики могут использовать для развертывания приложений Ethereum, такие как JavaScript и Vyper.

Да, мы не затронули нативные токены проектов, так как этому нужно посвящать отдельный разговор.

Ethereum в настоящее время является крупнейшим блокчейном, совместимым со смарт-контрактами. На нем размещено больше децентрализованных приложений (dapps), чем в любой другой экосистеме блокчейна. Однако в период ожидания полного развертывания Ethereum 2.0 стоимость транзакций может быть непомерно высокой, а время ожидания - долгим.

Блокчейн Solana напротив, объединяет несколько новых протоколов, решая трилемму масштабируемости, безопасности и децентрализации. Более того, он подтверждает транзакции с субсекундной скоростью при мизерных затратах.

Тем не менее, у нее нет такого широкого сообщества или уровня принятия, как у Ethereum.

Мы надеемся, что эта статья поможет вам разобраться, и сделать свой, правильный выбор.