오늘 소개드릴 프로젝트는 "솔라나(Solana)"입니다.
'솔라나'는 트랜잭션 속도 향상에 기본이 되는 기술 '샤딩(Sharding)'을 사용하지 않으면서도
1GB 네트워크 안에서 TPS를 최대 710,000을 달성할 수 있는 획기적인 기술력을 보유하고 있습니다.
보다 좋은 신기술의 블록체인 플랫폼들이 하루가 멀다하고 등장하고 있습니다. 하지만 블록체인 기반 서비스들은 여전히 느리다는 비판을 받고 있는 실정입니다.
블록체인의 확장성 부족 현상을 해결하려는 해결책들이 제시되고 있지만 기존 중앙화된 인터넷 기반 서비스만큼의 거래량을 감당할 수 있는 플랫폼은 아직은 없어보입니다. 그래서 블록체인 기반 서비스들이 아직은 시기상조라는 지적이 제기되고 있습니다.
최근 싸이월드가 최근 폐쇄된다는 이야기가 자주 거론되고 있습니다.
자주 접속은 하지 않더라고 과거에 일기장처럼 기록했던 것들이 사라지게 되면
아쉬움이 많이 남게 될겁니다.
백업을 한다 해도 한계가 있으니까요.
블록체인 SNS의 영구보존성
제가 자주 애용하고 있는 블록체인 SNS 스팀잇(http://steemit.com) 사진입니다.
페이스북이나 트위터, 네이버 블로그와는 달리 포스팅을 하고 보팅을 받으면 STEEM, SBD로 보상을
받게 됩니다.
포스팅에 대한 보상외에 스팀잇의 가장 큰 장점은 블록체인위에 SNS를 기록한다는 점입니다.
탈중앙화된 SNS라서 영구기록이 가능하고 내가 기록한 글을 중앙서버에서 수정하거나 삭제하지 못합니다.
진정한 언론의 자유가 구현되고 있고 영구보존이 가능한 장점이 있습니다.
하지만 스팀잇의 최대의 단점중 하나는 속도입니다.
평소에도 속도가 느린편이고 사용자가 몰리면 속도가 더 저하됩니다.
그래서 스팀을 일정수준 스테이킹하지 않으면 하루에 글쓰는 양에 제약이 걸립니다.
그러다보니 신규가입자의 증가가 더디게 진행되고 있고 포스팅의 숫자도 정체된 상황입니다.
아마도 블록체인 플랫폼의 속도가 현저하게 개선된다면 스팀잇같은 블록체인 SNS가
페이스북이나 트위터같은 중앙화된 SNS를 대체할 날이 올 것이라고 봅니다.
솔라나는 자체 암호화 기술을 적용한 ‘역사증명(PoH, Proof of History)’ 합의알고리즘으로
확장성과 보안, 속도를 확보했습니다.
솔라나는 샤딩 없이도 기존 블록체인 아키텍쳐 및 알고리즘을 개선했으며 충분한 확장성과 빠른 속도를 구현했습니다.
솔라나 230억 투자유치, 코인베이스 커스터디 선정
솔라나(Solana)는 멀티코인(Multi Coin) 캐피털을 비롯한 유명 크립토 펀드로부터 2천만 달러(약 230억)의 자금을 유치했다고 8월22일에 밝힌바 있습니다.
솔라나는 코인베이스 커스터디 서비스 프로젝트로 선정되기도 했습니다.
솔라나의 실제 처리속도
71만TPS는 위에 표에서와 같이 VISA나 나스닥보다 훨씬 더 빠른 처리속도입니다.
다만 솔라나 테스트넷에선 현재 약 50,000TPS정도의 트랜잭션 처리속도를 보여주었습니다.
최근 리플(XRP)이 1500TPS, EOS가 3800TPS를 보여주고 있습니다.
솔라나의 테스트넷 속도도 이미 EOS 속도의 10배를 넘어서고 있습니다.
(솔라나 테스트넷 실제 영상)
Solana 네트워크를 가능하게하는 8 가지 주요 혁신 8가지
1) 솔라나의 PoH(Proof of History) 합의알고리즘
솔라나의 PoH 합의알고리즘은 노드(검증자) 간 합의에 걸리는 시간을 단축한 알고리즘입니다.
암호화된 안전하고 신뢰가 필요 없는 타임 소스를 만들고 이 주위에 블록체인을 구축했습니다.
따라서, 네트워크의 노드는 이벤트를 직접 목격하지 않고서도 각 이벤트의 발생 시간 및 순서 검증이 가능하며, 메시지 오버헤드가 대폭 감소했고 대규모 네트워크 최적화가 가능합니다.
PoH 는 암호 해쉬화 기능을 각 일들에 추가시켰고 검증자들이 일들의 시퀀스를 증명할수 있도록 만들어줍니다.
PoH 의 알고리즘은 다음 출력으로써 쓰일 수 있도록 이전의 결과와 함께 끊임없이 연속적으로 구동됩니다.
거래 내역을 암호화할 때 시간 순서에 대한 정보를 추가함으로써 검증자들이 각각의 거래를 일일이 확인하지 않고도 합의할 수 있도록 한 것입니다.
결과적으로 합의에 걸리는 시간이 대폭 단축되므로 거래 처리 속도는 자연히 빨라지게 됩니다.
(솔라나 PoH 설명 영상)
2) Tower BFT — PBFT 의 PoH 최적화된 버전
Tower BFT는 합의 이전에 Solana의 PoH를 시계로 활용하여 메시징 오버 헤드 및 대기 시간을 줄입니다.
“생존 성을 제공하기 위해 복제본 요청을 실행할 수없는 경우 새창으로 이동해야합니다. 그러나 결함이없는 복제본이 2f + 1 개 이상인 기간을 최대화하고 요청 된 작업이 실행될 때까지이 기간이 기하 급수적으로 증가하도록하는 것이 중요합니다.”(실제 비잔틴 결함 허용, 미겔 카스트로와 바바라리스 코프)
Solana는 PBFT의 파생을 구현하지만 하나의 근본적인 차이점이 있습니다. PoH (Proof of History)는 컨센서스 이전의 글로벌 시간 소스를 제공합니다.
PBFT 구현에서는 PoH를 네트워크 시간 시계로 사용하며 PBFT에서 복제본이 사용하는 기하 급수적으로 증가하는 시간 제한을 PoH 자체에서 계산하고 적용 할 수 있습니다.
3) Turbine — 블록 전파 기술
고성능 블록 체인의 과제 중 하나는 네트워크가 많은 양의 데이터를 많은 수의 피어에게 전파하는 방법입니다.
예를 들어 20,000 개의 유효성 검사기 네트워크가 있다고 가정 해 보겠습니다.
리더는 128MB 블록 (250 바이트에서 약 500,000 개의 트랜잭션 / 트랜잭션)을 모든 20,000 개의 검증 자에게 전송해야합니다. 순진한 구현에서는 리더가 각 유효성 검사기에 고유하게 연결되어 전체 128MB를 20,000 번 전송해야합니다. 많은 연결을 수용하기에 충분한 대역폭이 없습니다.
이 문제에 대한 솔라나의 솔루션 인 Turbine은 BitTorrent에서 많은 것을 빌려 왔습니다.
몇 가지 주요 기술적 세부 사항이 둘을 구별합니다. 터빈은 스트리밍에 최적화되어 있으며 UDP 만 사용하여 데이터를 전송하며 리더 (블록 생산자)가 데이터를 스트리밍 할 때 네트워크를 통해 패킷 당 임의의 경로를 구현합니다. 리더는 블록을 최대 64KB 크기의 패킷으로 나눕니다. 128MB 블록의 경우 리더는 2,000 개의 64KB 패킷을 생성하고 각 패킷을 다른 유효성 검사기로 전송합니다.
4) Gulf Stream — 고성능 네트워크에서의 Mempool 관리
비트코인과 이더리움의 경우, 확인되지 않은 트랜잭션의 수는 일반적으로 20K-100K 정도입니다.
확인되지 않은 트랜잭션 수로 가장 많이 측정되는 mempool의 크기는 블록 공간의 공급과 수요에 따라 다릅니다. 블록 체인 시대의 초기에도 멤 풀이 상승하면 전체 네트워크에 상당한 병목 현상이 발생합니다.
Solana 네트워크에서 이 문제에 대한 솔루션은 트랜잭션 캐싱 및 전달을 네트워크에지로 푸시하는 것입니다.
이것을 걸프 스트림(Gulf Stream)이라고 부릅니다.
모든 검증 인은 다가올 리더의 순서를 알고 있기 때문에 고객과 검증자는 사전에 예상 리더에게 트랜잭션을 전달합니다. 이를 통해 유효성 검사기는 미리 트랜잭션을 실행하고 확인 시간을 단축하며 리더를 더 빠르게 전환하며 확인되지 않은 트랜잭션 풀에서 유효성 검사기의 메모리 압력을 줄일 수 있습니다.
비결정적 리더가있는 네트워크에서는 이 솔루션을 사용할 수 없습니다.
5) Sealevel — 평행 스마트 컨트랙트 작동
Solana에서 빌드 한 것은 Validator가 사용할 수있는 코어를 사용하여 수만 건의 계약을 동시에 처리 할 수있는 런타임입니다.
Solana가 트랜잭션을 병렬로 처리 할 수있는 이유는 Solana 트랜잭션이 실행 중에 트랜잭션이 읽거나 쓰는 모든 상태를 설명하기 때문입니다. 이를 통해 겹치지 않는 트랜잭션을 동시에 실행할 수있을뿐만 아니라 동일한 상태를 읽는 트랜잭션도 동시에 실행할 수 있습니다.
6) Pipelining — 유효성 검사 최적화를 위한 트랜잭션 처리 장치
솔라나팀은 대규모 트랜잭션 블록을 신속하게 검증하는 동시에 네트워크를 통해 신속하게 복제 할 수있는 방법을 개발해야했습니다. 이를 달성하기 위해 Solana 네트워크에서의 트랜잭션 유효성 검사 프로세스는 파이프 라이닝이라고하는 CPU 설계에서 공통적 인 최적화를 광범위하게 사용합니다.
파이프 라이닝은 일련의 단계로 처리해야하는 입력 데이터 스트림이 있고 각각에 대해 서로 다른 하드웨어가있는 경우 적절한 프로세스입니다.
이것을 설명하기위한 전형적인 비유는 세탁물과 건조기입니다.
효율성을 극대화하기 위해 파이프 라인을 여러 단계로 만듭니다. 세탁기를 한 단계로, 건조기를 다른 단계로, 접는 과정을 세 번째 단계로하겠습니다. 파이프 라인을 가동하기 위해 첫 번째 부하가 건조기에 추가 된 직후 세탁기에 두 번째 세탁물이 추가됩니다. 마찬가지로, 두 번째는 건조기에 있고 첫 번째는 접힌 후에 세 번째 하중이 와셔에 추가됩니다. 이런 식으로, 세탁물 세 개를 동시에 진행할 수 있습니다. 무한 하중이 주어지면 파이프 라인은 파이프 라인에서 가장 느린 단계의 속도로 지속적으로 하중을 완료합니다.
7) Cloudbreak — 수평 스케일 계정 데이터베이스
Solana의 가이딩 설계 원칙은 하드웨어를 벗어나 100 % 활용이 가능한 소프트웨어를 설계하는 것입니다.
32 개의 스레드간에 동시 읽기 및 쓰기가 가능하도록 계정 데이터베이스를 구성하는 것은 어려운 일입니다. LevelDB와 같은 바닐라 오픈 소스 데이터베이스는 블록 체인 설정에서 이러한 특정 문제에 대해 최적화되지 않기 때문에 병목 현상을 일으 킵니다.
Solana는 이러한 문제를 해결하기 위해 기존 데이터베이스를 사용하지 않습니다. 대신 운영 체제에서 사용하는 몇 가지 메커니즘을 사용합니다.
우선 메모리 매핑 파일을 활용합니다.
두 번째로 중요한 설계 고려 사항은 순차적 작업이 임의 작업보다 훨씬 빠릅니다.
이것은 SSD뿐만 아니라 전체 가상 메모리 스택에도 적용됩니다.
CPU는 순차적으로 액세스되는 메모리를 프리 페치하는 데 능숙하며 운영 체제는 순차적 페이지 결함을 처리하는 데 능숙합니다.
Cloudbreak는 또한 가비지 수집 형식을 수행합니다.
롤백을 넘어서 포크가 완료되고 계정이 업데이트되면 오래된 유효하지 않은 계정이 가비지 수집되고 메모리가 포기됩니다.
8) Replicators — 탈중앙화 렛저 스토어
전체 용량에서 Solana 네트워크는 매년 1gb / s * 365 일 = 4 페타 바이트의 데이터를 생성합니다.
네트워크의 모든 노드가 모든 데이터를 저장해야하는 경우, 네트워크 구성원을 해당 종류의 스토리지 용량을 유지하는 중앙 집중화 된 소수로 제한합니다.
Proof of History 기술을 사용하여 복제 증명을 빠르게 검증하고 전 세계 수백만 개의 Replicator 노드에 원장을 조금씩 급격하게 분배함으로써이 문제를 완화 할 수 있습니다.
복제자는 합의 된 참가자가 아니며 하드웨어 요구 사항이 매우 낮습니다.
Replicator 네트워크 참여자는 그들의 노력에 대해서 ~ 3 %의 인플레이션을 보상으로 받습니다.
Tour de SOL ( 인센티브가 주어지는 테스트넷 이벤트)
Solana의 인센티브가 주어지는 테스트 넷 이벤트 인 Tour de SOL가 진행중입니다.
솔라나는 검증자 커뮤니티가 검증 기술을 유연하게하고 토큰을 획득하며
메인 넷 출시가 임박함에 따라 Solana 네트워크를 강화할 수있는 기회를 제공하고자 합니다.
Solana의 Tour de SOL은 3 단계로 진행되며, 각 단계는 네트워크 참가자가 되기 위해 필요한 상이한 성능에 포커싱 합니다.
첫 번째 단계는 네트워크 성능에 중점을두고,
두 번째 단계는 고성능 스마트 계약 실행 테스트를 강조하고,
세 번째 및 마지막 단계는 유효성 검사기 및 복제기를 포함한 모든 기능을 갖춘 Testnet이됩니다.
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