solana共识设计理解_solona poh 共识

POH和POS

solana链相较于eth链在共识算法上多了一个poh，这使得solana的交易速度比eth更快，当然除了这个原因还有其他因素
1

pos

基本原理
权益（Stake）：
在 PoS 系统中，参与者需要持有并锁定一定数量的加密货币，作为他们在网络中的“权益”。这些被锁定的加密货币作为一种“抵押”，确保参与者在维护网络安全时有经济利益。

随机选择：
记账权（即创建新区块的权利）是通过随机选择拥有权益的参与者来决定的。选择的概率通常与参与者持有的权益数量成正比。持有更多权益的参与者被选中的概率更高。

挖矿过程
持币人验证：
参与者（称为验证者）锁定他们的加密货币作为权益。系统根据每个验证者的权益数量和其他因素（如随机性）来选择一个验证者生成下一个区块。

生成区块：
被选中的验证者创建新区块，并将其广播到网络中。其他验证者检查区块的有效性，并在共识达成后将区块添加到区块链中。

奖励机制：
验证者在成功创建并验证新区块后，会获得一定数量的加密货币作为奖励。这些奖励可以是交易费用、区块奖励或两者的组合。

特点与优势
能效更高：
PoS 不需要大量计算资源来解决复杂数学问题，因此能源消耗远低于 PoW。这使得 PoS 环境友好，减少了对电力的需求。

去中心化：
PoS 通过随机选择验证者，并根据权益数量调整选中概率，有助于防止权力集中在少数大矿工手中。

安全性：
在 PoS 系统中，攻击者需要持有大量的加密货币，并锁定这些货币以参与网络维护。攻击成本高昂，因为攻击成功会导致其持有的加密货币贬值。

激励机制：
PoS 激励持币人长期持有和参与网络维护，有助于减少市场波动和增强网络稳定性

poh

基本原理
可验证延迟函数（Verifiable Delay Function，VDF）：
PoH 依赖于 VDF 来生成和验证时间序列。VDF 是一种需要固定时间才能计算完成的函数，但一旦完成，其结果可以迅速验证。

时间戳生成：
PoH 通过 VDF 生成一系列连续的时间戳，每个时间戳都包含前一个时间戳的哈希值。这些时间戳形成一个链条，确保区块链上的所有事件都按顺序记录。

去中心化时钟：
PoH 充当一种去中心化时钟，为网络中的所有节点提供一致的时间参考，从而简化了共识过程，减少了节点间的通信和同步需求。

工作流程
时间序列生成：
节点运行 VDF 来生成时间序列，每个时间戳都包含一个唯一的哈希值。时间戳的生成是连续的，确保每个时间戳都有明确的顺序。

交易排序：
交易在进入区块链之前，会被打上时间戳。这些时间戳使得交易能够按顺序排列，从而加速了交易的处理和验证过程。

共识达成：
在 PoH 基础上，Solana 使用一种优化的拜占庭容错算法（Tower BFT）来达成共识。由于时间戳确保了交易顺序，Tower BFT 的共识过程变得更加高效。

特点与优势
高吞吐量：
PoH 提供了一个高效的交易排序机制，使 Solana 能够每秒处理数千笔交易（TPS），大大超过了传统区块链的性能。

低延迟：
PoH 减少了节点间的通信需求，节点可以独立验证时间序列，从而降低了交易确认的延迟。

去中心化：
PoH 不依赖于特定节点生成时间戳，任何节点都可以独立生成和验证时间序列，确保了网络的去中心化特性。

能源效率：
与 PoW 不同，PoH 不需要大量计算资源进行挖矿，因此更加节能环保。

总结

现在，在了解了基本细节之后，我们来看看 Solana 的网络如何通过 PoH 和 PoS 进行运行：
1
.
交易生成：用户创建并广播交易，包括详细的交易信息和数字签名。
2
.
PoH 链上的排序：交易哈希通过数字签名链接到 PoH 链。由于 PoH 链是有序的，交易也是有序的。
3
.
验证者验证：验证者负责验证交易的有效性并选择哪些交易将包含在下一个区块中。此选择可能基于质押代币数量、验证器性能等因素。
4
.
交易打包成块：验证者选择的交易被打包成一个块，其中包括一个特殊的出块交易，其中包含当前 PoH 链的哈希值和其他信息。
5
.
区块传播和确认：区块被广播到整个网络。其他节点验证并确认该块的有效性。一旦确认，该块及其包含的交易将被添加到整个区块链中。
通过这个过程，Solana 通过 PoH 链的有序时间和 PoS 的节点验证机制，实现了交易的流通和整个区块链的更新。这种设计将 Solana 的平均出块时间压缩到 400 毫秒，无需第 2 层即可实现高速，并且产生的交易费用可以忽略不计。