Neuer Anker von Solana – DePin

Erweitert1/8/2024, 11:52:43 AM
Dieser Artikel analysiert DePIN in Solana anhand der zugrunde liegenden Technologie.

TL; DR

Im vergangenen Jahr haben wir das bemerkenswerte Wachstum sowohl von Solana als auch von DePin beobachtet. Dabei handelt es sich nicht um einen abrupten Aufschwung der Geek-Technologie, sondern eher um eine schrittweise Weiterentwicklung und Entdeckung neuer Anwendungsszenarien. Darüber hinaus haben wir die Synergiekraft erlebt, die sich aus der Kombination der Solana-Blockchain- und DePin-Protokolle ergibt.

Im ersten Abschnitt geben wir einen Überblick über die einzigartige Architektur von Solana, einschließlich der PoH-Uhr, des Tower-BFT-Konsensalgorithmus, der mempoollosen Transaktionsweiterleitung, der Turbinenblockausbreitung und der optimistischen Parallelitätskontrolle. Der Artikel beleuchtet auch die sich entwickelnden Funktionen von Solana wie den lokalen Gebührenmarkt, Firedancer-Upgrades und die Zustandskomprimierung für komprimierte NFTs.

Im Kontext von DePin (Decentralized Physical Infrastructure) erforschen wir dessen Entstehung, Wesen und Landschaft. Es wird die Pipeline von DePin besprochen, einschließlich Hardware, Hardware-Onboarding, Netzwerkstruktur, Token-Anreiz und der Affiliate-Ebene. Außerdem betonen wir den Paradigmenwechsel der DePin-Protokolle, die bestehende Blockchain-Ökosysteme nutzen, wobei Solana aufgrund seiner Hochgeschwindigkeits-Blockchain und seiner Funktionen eine bevorzugte Plattform ist. Es werden auch mehrere Beispiele für die Migration von DePin-Protokollen zu Solana erwähnt, beispielsweise Helium.

Vergangenheit und Gegenwart von Solana

Zusammenfassung einzigartiger Architektur

Solana wurde für seine außergewöhnliche Leistung unter den Layer-1-Blockchains bekannt, indem es erhebliche Kompromisse einging und von vielen herkömmlichen Blockchain-Designs abwich. Darüber hinaus profitiert Solana dank des Hintergrunds seiner Mitbegründer von einem entscheidenden Vorteil im Kommunikationsbereich. Infolgedessen hat Solana erfolgreich mehrere Optimierungen auf seiner Nachrichtenebene implementiert.

PoH: Der Ausgangspunkt

Bei der Erörterung von Solana ist es wichtig, PoH zu berücksichtigen, da die folgenden Funktionen alle darauf abgestimmt sind.

Viele Leute denken vielleicht, dass PoH ein neuer Konsensalgorithmus ist, aber in Wirklichkeit ist PoH kein Konsensmechanismus. Stattdessen fungiert es als eine Uhr, die vor dem Konsens arbeitet. Die PoH-Uhr ermöglicht es dem Leader-Validator, die Notwendigkeit eines globalen Konsenses über den Zeitstempel und die Reihenfolge der Transaktionen zu umgehen und so eine schnellere Transaktionsausführung zu ermöglichen.

Im Wesentlichen handelt es sich bei PoH um eine spezielle verifizierbare Verzögerungsfunktion (VDF), die Hochfrequenzberechnungen verarbeiten kann. Für diejenigen, die mit VDF nicht vertraut sind: Es handelt sich um eine Funktion, die eine bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Schritte zur Auswertung erfordert und deren Ergebnis effizient überprüft werden kann. VDFs werden üblicherweise zur Messung der Dauer verwendet. Im Fall von PoH umfasst die Hash-Kette Hashes aller von der Anwendung beobachteten Daten und stellt so sicher, dass die Daten vor den nachfolgenden Hashes vorhanden waren. Ein wichtiger Aspekt von VDFs ist ihre Fähigkeit, große Eingaben in feste Ausgaben umzuwandeln.

In der Praxis versieht der Anführer die Transaktionen mit einem Zeitstempel, sodass Prüfer den öffentlichen Schlüssel des designierten Anführers abrufen können. Anschließend signiert der Anführer den Zeitstempel, sodass Validatoren die Signatur überprüfen und bestätigen können, dass der Unterzeichner der Eigentümer des öffentlichen Schlüssels des designierten Anführers ist. Benutzer können dann Transaktionen an den angegebenen Validator senden.

Jeder Block enthält einen kryptografischen Beweis, der es jedem ermöglicht, zu überprüfen, ob seit dem letzten Beweis eine bestimmte Zeitspanne vergangen ist. Alle in den Beweis gehashten Daten sind zweifellos vor der Generierung des Beweises entstanden. Es gibt keine bestimmte Zeitanforderung dafür, wann dieser Block jeden Validator erreicht, da er in beliebiger Reihenfolge eintreffen oder sogar Jahre später erneut abgespielt werden kann.

Tower BFT: Optimierte Version von PBFT für PoH

Solana verwendet Tower BFT als Konsensalgorithmus, eine optimierte Version von PBFT, die speziell für Proof of History entwickelt wurde. Ähnlich wie beim herkömmlichen PBFT besteht der aktive Satz von Validatoren aus allen abgesteckten Konten mit Führungsidentitäten, die innerhalb einer durch den Cluster konfigurierten Anzahl von Ticks abgestimmt haben. Der Leader-Zeitplan für jede Epoche wird basierend auf dem Ledger-Status zu Beginn der vorherigen Epoche berechnet.

Tower BFT weist im Vergleich zu anderen PBFT-Algorithmen einige bemerkenswerte Unterschiede auf. Dank der Proof-of-History-Uhr müssen sich bei Tower BFT nicht alle Prüfer auf einen neu produzierten Block einigen, bevor sie mit dem nächsten fortfahren. Stattdessen kann der nächste Slot-Leader direkt auf dem aktuellen Slot-Leader aufbauen. Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht darin, dass Abstimmungsnachrichten in Solana als Transaktionen behandelt werden. Diese Designwahl ermöglicht es Solana, fast 90 % der in seinem Netzwerk beobachteten TPS (Transaktionen pro Sekunde) zu erreichen. Die tatsächliche TPS liegt bei etwa 400, was im Vergleich zu anderen Layer-1-Protokollen recht beeindruckend ist.

Transaktionsweiterleitung ohne Mempool

Das einzigartige Design von Solana ermöglicht eine effiziente Transaktionsverarbeitung durch einen vorab festgelegten Leader-Validator-Satz und die Trennung von Konsens und Ausführung. Im Gegensatz zu anderen Protokollen wie Ethereum ist Solana für die Transaktionsweitergabe nicht auf einen Mempool angewiesen. Stattdessen werden alle Transaktionen, ob programmgesteuert oder von Endbenutzern initiiert, umgehend an Führungskräfte weitergeleitet, um sie in Blöcke aufzunehmen.

Mit diesem mempoollosen Ansatz ist der Lebenszyklus einer Transaktion in Solana im Vergleich zu herkömmlichen Blockchains deutlich kürzer. Dadurch entfällt die Zeit für Klatsch und Tratsch und die Gesamteffizienz des Prozesses wird von Natur aus verbessert.

Ausbreitung von Turbinenblöcken

Solana führt die Turbinenblockausbreitung ein, um die Effizienz der Knotenkommunikation zu steigern. Im Gegensatz zu herkömmlichen Gossip-Netzwerken werden Transaktionen in Stapel unterteilt, sodass ein Knoten Transaktionen an mehrere Parteien senden kann, ohne mehrere Kopien zu erstellen.

Solana-Validatoren organisieren Transaktionen in kleinere Stapel, die als „Einträge“ bezeichnet werden. Wenn in einem Netzwerk mit 15 Validatoren die Fanout-Größe auf 3 eingestellt ist, sendet der Führungsknoten zunächst an einen speziellen Wurzelknoten, der sich oben im Turbinenbaum befindet. Der Wurzelknoten teilt die Daten dann mit drei Knoten in der ersten Ebene. Knoten in dieser Schicht übertragen die Daten weiter an eine Teilmenge von Knoten in der nächsten Schicht. Dieser Prozess wird fortgesetzt, wobei jeder Knoten in einer Schicht erneut an eine eindeutige Teilmenge von Knoten in der nächsten Schicht überträgt, bis alle Knoten im Cluster alle Datenschredder empfangen haben.

Dieser Ansatz reduziert die Kommunikationskosten und erhöht die Effizienz der Blockausbreitung im Solana-Netzwerk.

Optimistische Parallelitätskontrolle

Optimistische Parallelitätskontrolle ist eine Funktion, über die oft gesprochen wird, wenn es um neue Layer-1-Blockchains geht. Wenn wir Solana jedoch für seine beeindruckende Leistung loben, wird dieses Feature meist nur kurz erwähnt.

In der Ausführungsschicht von Solana verarbeiten Validatoren Transaktionen optimistisch, was bedeutet, dass zwischen dem Erhalt des letzten Eintrags und der Möglichkeit zur Abstimmung nur eine sehr kurze Verzögerung entsteht. Aus diesem Grund gibt es oft mehrere fehlgeschlagene Transaktionen in einem einzigen Block.

Verbesserungen in Bearbeitung

Neben dem innovativen Design, das bei der Einführung von Solana umgesetzt wurde, hat Solana auch viele neue Funktionen eingeführt, um den Marktanforderungen gerecht zu werden, was zu seinem aktuellen Erfolg beigetragen hat.

Lokalisierter Gebührenmarkt

Vorrangige Gebühren können zu einem „Gaskrieg“ führen, aber der Blockraum von Solana ist so strukturiert, dass verhindert wird, dass einzelne „Hotspots“ der Aktivität (wie NFT-Minting) den Blockraum dominieren. Dies trägt dazu bei, die Auswirkungen eines einzelnen Hotspots auf die Gebühren zu minimieren, indem Platz für andere Aktivitäten reserviert wird.

In Solana wird Gas als Cus (Compute Units) bezeichnet. Jeder Block hat ein Cus-Limit von 48 Millionen und jedes Konto hat ein Cus-Limit von 12 Millionen. Hotspot-Aktivitäten wirken sich zunächst auf Transaktionen aus, die das Hotspot-Konto betreffen, reguläre Transaktionen wie Überweisungen, Einsätze, Validator-Abstimmungen und Oracle-Updates sind jedoch nicht betroffen. Sobald ein Konto sein weiches CU-Limit erreicht, muss der Absender zusätzliche Gebühren zahlen.

In einem rein globalen Gebührenmarkt füllen mehrere Aktivitäten gemeinsam den Blockraum, ohne dass eine einzelne Aktivität auch nur annähernd das CU-Limit ihres Kontos erreicht. In diesem Szenario sticht kein spezifischer Hotspot hervor, sondern es entsteht ein globaler Gebührenmarkt, auf dem ein Mindestmaß an Priorität erforderlich ist, um konkurrenzfähig zu sein und Blockeinbindung zu erhalten.

Firedancer-Upgrades

Derzeit sind vier verschiedene Arten von Kunden in der Pipeline, die darauf abzielen, die Kundenvielfalt zu verbessern. Allerdings nutzen die meisten Solana-Validatoren den Labs-Client, was im Falle eines Fehlers das Risiko von Netzwerkausfällen birgt. Jito Labs hat einen MEV-Zweig entwickelt, der es Suchern wie Arbitrage-Bots ermöglicht, Validatoren für die Einbeziehung ihrer Transaktionen zu entschädigen. Diese Konfiguration reduziert Spam und stellt sicher, dass Validatoren von den meisten MEV-Möglichkeiten profitieren. Überraschenderweise nutzen im Oktober 2023 mehr als 31 % der Solana-Validatoren den Jito Labs-Client.

Die anderen beiden Clients sind noch in Bearbeitung. Sig ist eine in Zig geschriebene und von Syndica entwickelte Solana-Validator-Client-Implementierung. Obwohl Zig nicht weit verbreitet ist, hat es in der Community nicht viel Aufmerksamkeit erhalten.

Firedancer ist ein neuer unabhängiger Validator-Client für die Solana-Blockchain, erstellt von Jump. Sie haben jede Validator-Komponente überarbeitet, um die Skalierbarkeit zu verbessern, und außerdem Leistungssteigerungen eingeführt, die voraussichtlich die Transaktionen pro Sekunde (TPS) erhöhen werden, ohne dass zusätzliche Hardware erforderlich ist. Einige Mitglieder der Community spekulieren sogar, dass Firedancer als Solana 2.0 betrachtet werden könnte. Derzeit ist Firedancer live im Testnetz und wird voraussichtlich Anfang nächsten Jahres im Mainnet starten.

Zustandskomprimierung für komprimierte NFTs

Die Zustandskomprimierung ist eine wichtige Funktion, die eingeführt wurde. Es folgt der Rollup-Philosophie, bei der ein Merkle-Baum erstellt und der Status auf dem Blattknoten gespeichert wird. Nur die Merkle-Wurzeln werden in der Kette gespeichert. Beim Aktualisieren des Merkle-Baums müssen wir nur den Stammstatus aktualisieren und den Beweis erbringen, ähnlich wie bei zkRollup.

Wenn wir diese Technologie auf NFTs anwenden, entstehen komprimierte NFTs, was die Kosten erheblich senken kann, insbesondere wenn wir Millionen von NFTs für ein einzelnes Projekt prägen müssen. Wie unten gezeigt, betragen die Kosten für die Prägung von 1 Million NFTs mit State Compression nur 5,35 SOL, verglichen mit 12.000 SOL vor den Upgrades.

Wenn wir die Spezifikationen des cNFT untersuchen, stoßen wir auf einen Kompromiss zwischen Kosten und Zusammensetzbarkeit. Es gibt drei Schlüsselfaktoren, die den Merkle-Baum bestimmen: maxDepth, maxBufferSize und canopyDepth. maxDepth bestimmt die Kapazität des Baums, die ungefähr 2^{depth} beträgt. maxBufferSize bestimmt die Anzahl der gleichzeitigen Aktualisierungen, die in einem Block zulässig sind, normalerweise im Bereich von 8 bis 2048.

Der wichtigste Faktor, canopyDepth, bestimmt den Teil des Baums (Anzahl der Proof-Knoten), der in der Kette verbleibt. Eine Erhöhung der Überdachungstiefe führt zu höheren Lagerkosten, bietet aber eine bessere Zusammensetzbarkeit. Denn wir können die Anzahl der Nachweise, die Kunden zur Verifizierung einreichen müssen, reduzieren und so das Transaktionslimit senken. Umgekehrt können wir der Kosteneffizienz den Vorrang vor der Zusammensetzbarkeit geben.

Aktueller Leistungsstatus

Aufgrund der laufenden Bemühungen und Verbesserungen haben sich frühere Bedenken hinsichtlich der Ausfallzeiten deutlich verbessert. Seit dem 25. Februar 2023 wurden keine Dienstunterbrechungen gemeldet und das System hat bisher eine einwandfreie Verfügbarkeit von 100 % aufrechterhalten.


Darüber hinaus hat sich die Erfolgsquote der Transaktionen deutlich verbessert. In der Anfangsphase von Solana gab es eine beträchtliche Anzahl erfolgloser Transaktionen, fast 20–30 %. Allerdings hat die Erfolgsquote der Transaktionen in den letzten zwei Monaten etwa 99 % erreicht. Darüber hinaus sind die durchschnittlichen Transaktionen pro Sekunde (TPS) im Allgemeinen von 3000 auf 4000 gestiegen.

Neben der Netzwerkleistung wird bei der Erörterung von Solana häufig der Kapitalzufluss außer Acht gelassen. Derzeit sind 1,5 Milliarden Stablecoins im Netzwerk im Umlauf, davon 907 Millionen USDT und 599 Millionen USDC. Unter den Stablecoins liegt der auf Solana ausgegebene USDT volumenmäßig an dritter Stelle, hinter Tron und Ethereum. Obwohl Circle nur über einen Umlaufbestand von 599 Millionen verfügt, hat Circle 5 Milliarden USDC für das Solana-Netzwerk autorisiert, was fast 20 % des gesamten USDC-Angebots ausmacht.

Ein Blick auf DePin

Entstehung und Essenz

DePin oder PoPW

DePin, die Abkürzung für Decentralized Physical Infrastructure, wurde ursprünglich Ende 2022 von Messari vorgeschlagen. Sie haben eine klare Definition gegeben und die Landschaft basierend auf ihrer Perspektive aufgelistet. DePin ist in zwei Hauptsektoren unterteilt: Digital Resource Network und Physical Resource Network. Das Digital Resource Network umfasst Speicher, Rechenleistung und Bandbreite, während sich das Physical Resource Network auf Bereiche im Zusammenhang mit Hardware wie drahtlose Netzwerke, Geodatennetzwerke, Mobilitätsnetzwerke und Energienetzwerke konzentriert.

In ähnlicher Weise führte Multicoin Capital Anfang 2023 eine Erzählung namens PoPW ein, die für Proof of Physical Work steht. Ihrer Definition zufolge bieten Protokolle, die dieser These entsprechen, Anreize für Einzelpersonen, nachweisbare Arbeit zu leisten, die zur Entwicklung einer realen Infrastruktur beiträgt. Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden der Kapitalbildung zum Aufbau physischer Infrastruktur sind diese erlaubnisfreien und glaubwürdig neutralen Protokolle:

  1. Ermöglichen Sie eine schnellere Infrastrukturentwicklung, oft 10–100 Mal schneller
  2. Reagieren besser auf die Bedürfnisse des lokalen Marktes
  3. Kann deutlich kostengünstiger sein



Essenz von Anreiz und Hardware

Wenn wir die Details von DePin/PoPW untersuchen, stellen wir fest, dass es sich nicht um einen neuen Bereich in der Kryptowährung handelt. Schließlich stellt Bitcoin selbst die ursprüngliche dezentrale physische Infrastruktur dar. Daher besteht keine Notwendigkeit, die Definition zu kategorisieren.

Es ist interessant festzustellen, dass diese Unternehmungen in ihrer Erzählung häufig alle Aspekte der Hardware umfassen. Der Kern von DePin/PoPW, und worauf wir uns konzentrieren sollten, ist jedoch das symbolische Wirtschaftsdesign, das die bestehende Infrastruktur ersetzt.

Das Hauptziel von DePin/PoPW ist der Aufbau eines kostengünstigeren globalen Wirtschaftsnetzwerks. Ziel ist es, die Herausforderung der Web2-Giganten zu bewältigen, indem Token-Anreize eingesetzt werden, um Einzelpersonen zum Bootstrap-Netzwerken zu motivieren und letztendlich Endbenutzer anzulocken.

Auf dem traditionellen IKT-Markt erlangen Monopole die Kontrolle, indem sie niedrige Preise oder Subventionen anbieten. Sobald sie den Markt dominieren und hohe Barrieren errichten, erhöhen sie die Preise, um den Umsatz zu maximieren. Dies folgt einer völlig anderen Logik. Durch angemessene symbolische Anreize können wir von Anfang an ein hocheffizientes Netzwerk aufbauen und die exorbitanten Preise der derzeitigen Monopole senken.

Landschaft und Revolution von DePin

Physische Infrastruktur-Pipeline

Das Thema DePin/PoPW ist umfangreich und umfasst verschiedene Bereiche wie PoW, AI, IoT, RWA, Sharing Economy, Decentralized Computing und Decentralized Storage.

Anstatt eine erschöpfende Liste von Protokollen und einen umfassenden Überblick über DePin/PoPW bereitzustellen, werden wir uns auf die Pipeline von DePin/PoPW konzentrieren und die potenziellen Möglichkeiten erkunden, die sie bietet.

Die Grundlage der physischen Infrastruktur bildet die Hardware. Wenn Sie ein DePin-/PoPW-Projekt in Angriff nehmen, dreht sich die erste Entscheidung darum, ob Sie vorhandene Allzweck-Hardware nutzen oder sich für eine maßgeschneiderte Lösung entscheiden. Allzweck-Hardware bietet Zugänglichkeit und Abdeckung, was besonders für den Aufbau des Computer- und Speichernetzwerks in der Anfangsphase von Vorteil ist. Die Verwendung allgemeiner Hardware erfordert jedoch zusätzliche Anstrengungen, um die Kompatibilität sicherzustellen. Bei maßgeschneiderter Hardware hingegen geht es darum, spezielle Komponenten zu erstellen, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen, beispielsweise maßgeschneiderte Dashcams für Kartierungszwecke. Dies eröffnet Hardwareherstellern erhebliche Möglichkeiten, da sich die meisten DePin-Projekte auf Software konzentrieren und häufig Unterstützung von Drittanbietern in Anspruch nehmen, die auf personalisierte Hardwarelösungen spezialisiert sind.

Die zweite Ebene konzentriert sich auf das Hardware-Onboarding. Benutzer haben zwei Möglichkeiten: Sie können professionelle Hilfe vom Depin-Supportteam in Anspruch nehmen oder ein Toolkit zur Selbstbereitstellung verwenden. Das Support-Team bietet während des gesamten Onboarding-Prozesses Fachwissen und Anleitung und stellt sicher, dass Benutzer über das erforderliche Wissen verfügen, um die Hardware effektiv einzurichten und zu integrieren. Andererseits stellt das Self-Deploy-Toolkit Benutzern die Ressourcen und Dokumentation zur Verfügung, die sie zum unabhängigen Einrichten und Onboarding der Hardware benötigen. Im weiteren Verlauf des Projekts werden wir möglicherweise auch Drittanbieter in diesem Bereich sehen.

Die dritte Schicht der Pipeline ist die Netzwerkstruktur, die die Konsensschicht, die Kommunikationsschicht und andere Komponenten umfasst, die für die Koordinierung der für ein einzelnes Projekt spezifischen Dienstanbieter erforderlich sind. Hier gibt es zwei Hauptansätze: entweder den Aufbau eines dedizierten Netzwerks für das gesamte Protokoll oder die Wiederverwendung bestehender Layer-1- oder Layer-2-Netzwerke und den Aufbau nur der verbleibenden Komponenten.

Die oberste Schicht ist die Token-Anreizschicht, die für allgemeine Benutzer und Investoren der wichtigste und am leichtesten zugängliche Teil ist. Um den Verkaufsdruck der Miner zu bewältigen, ist es von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass die Interessen der allgemeinen Benutzer mit dem Netzwerk und den Minern in Einklang stehen.

Während der gesamten Pipeline dient die Affiliate-Schicht als Frontend-Aggregator sowohl für Dienstanbieter als auch für allgemeine Benutzer. Für Dienstanbieter konsolidiert der Aggregator verschiedene Komponenten und Funktionalitäten auf einer einzigen Plattform, wodurch Benutzerinteraktionen einfacher werden und Arbeitsabläufe optimiert werden. Es kann auch Dienstanbieter zu einem Cluster zusammenfassen, ähnlich einem Mining-Pool, um eine stärkere Position im Netzwerk zu erlangen. Für allgemeine Benutzer führt der Frontend-Aggregator verschiedene Dienste und Datenquellen zusammen, sodass sie den Status überprüfen können, wie in DefiLlama zu sehen ist.

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Der Paradigmenwechsel

In der Vergangenheit wurden Protokolle typischerweise zum Aufbau eigener Netzwerke verwendet, ähnlich wie bei herkömmlichen öffentlichen Ketten. Viele Protokolle ziehen es jedoch inzwischen vor, ein bestehendes Ökosystem zu nutzen, anstatt eine eigene Kette aufzubauen. Dies liegt daran, dass sich das Layer-1-Muster bereits etabliert hat und DePin/PoPW diesem Trend folgt.

Wir können diesen Wandel im Ansatz deutlich am führenden Protokoll in DePin/PoPW, Helium, erkennen.

Zuvor galt DePin/PoPW als vollständige Plattform, die alle oben genannten Ebenen abdeckte. Das bedeutete, dass das Protokoll den gesamten Prozess abwickeln musste. Während die Hardware an Dritte ausgelagert werden konnte, stellte der Aufbau des Netzwerks von Grund auf ein erhebliches Hindernis dar, ganz zu schweigen von der laufenden Wartung.

Daher ist es für die meisten DePin-/PoPW-Protokolle sinnvoll, den Blockchain-Netzwerkaspekt auf eine ausgereifte Plattform zu verlagern. Die gemeinsamen Konsens-, Ausführungs- und Abwicklungsschichten können in bestehenden Layer-1- oder Layer-2-Lösungen wiederverwendet werden. Einige DePin-/PoPW-Protokolle unterhalten weiterhin ein Hardware-Netzwerk für die Kommunikation, insbesondere solche, die schnelle Reaktionszeiten und hohe Bandbreite erfordern.

Andere DePin-/PoPW-Protokolle, die nicht stark auf Hardware-Kommunikation angewiesen sind, wählen möglicherweise alternative Ansätze wie zkRollup. In diesem Fall erfolgt die physische Arbeit der Hardware vollständig außerhalb der Kette, während der On-Chain-Teil den Rest des DePin/PoPW-Netzwerks abwickelt und den Nachweis der physischen Arbeit überprüft.

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Gegenseitige Bemühungen schaffen die Zukunft

Migration führender Protokolle nach Solana

Wie bereits erwähnt, besteht der Trend bei DePin-/PoPW-Protokollen darin, ein Ökosystem auszuwählen, das die vorhandene Blockchain-Infrastruktur nutzen kann. Von den verschiedenen verfügbaren Plattformen sind nur wenige in der Lage, die Anforderungen von DePin / PoPW zu erfüllen. Diese Protokolle erfordern eine Reaktionsfähigkeit in Echtzeit und niedrigere Transaktionsgebühren. Solana passt mit seiner Hochgeschwindigkeits-Blockchain und Features wie einer Blockzeit von 0,5 s und direkter Verarbeitung des Validators hervorragend zu DePin/PoPW. Darüber hinaus bieten die cNFTs von Solana eine kostengünstigere Möglichkeit, Zertifikate an Knoten von DePin/PoPW zu vergeben, was eine gängige Praxis ist.

In diesem Abschnitt stellen wir mehrere Beispiele von Solana vor, um die gemeinsamen Bemühungen bei dieser Migration zu veranschaulichen.

Helium: Dezentrales drahtloses Netzwerk

Helium ist ein bekanntes dezentrales LoRaWAN-Netzwerk, das einzelne Hotspots mit Strom versorgt und in bestimmten amerikanischen Städten auch 5G-Dienste anbietet. Zuvor unterhielt Helium eine allgemeine L1-Plattform, hatte jedoch Schwierigkeiten, Killer-Apps und Benutzerakzeptanz zu gewinnen, obwohl es zu dieser Zeit das größte DePin/PoPW-Netzwerk war.

Die Lektion aus Helium ist, dass die Wartung einer allgemeinen Smart-Contract-Plattform nicht notwendig ist und eine Ressourcenverschwendung für DePin/PoPW-Netzwerke darstellen kann.

Anfang 2023 stimmte die Helium-Community dafür, ihre Blockchain auf Solana zu migrieren, indem sie mithilfe der Zustandskomprimierung fast eine Million Hotspots als NFTs prägte. Diese Migration ermöglichte es Helium, sich auf das drahtlose Netzwerk selbst zu konzentrieren.

Die erfolgreiche Migration ohne Probleme hat bewiesen, dass der Aufbau eines DePIN-Geschäfts auf Solana aufbauend möglich ist. Der Wechsel von Helium zu Solana löste auch Wachstum in der gesamten DePIN-Bewegung aus.

Hivemapper: Dezentrales Mapping

Das Hivemapper-Netzwerk wurde im November 2022 gestartet und nutzt die Solana-Blockchain, um eine von der Community betriebene, anreizgesteuerte Online-Karte zu erstellen.

Darüber hinaus nutzt Hivemapper die State-Compression-Technologie auf Solana, um die Gebühren deutlich zu senken und sicherzustellen, dass der Belohnungszyklus aufrechterhalten wird. Karten sind Werkzeuge, die dem wirklichen Leben sehr ähneln und für jedermann zugänglich sind. Sie ermöglichen es uns, uns eine Zukunft vorzustellen, in der Karten nahtlos in verschiedene Aspekte unseres Lebens integriert werden.

Damit ein Dienst ein breites Publikum erreicht, muss er kostengünstig und benutzerfreundlich sein. Hivemapper und Solana dienen in dieser Hinsicht als hervorragende Beispiele.

Render-Netzwerk: Dezentrales GPU-Rendering

Das Render-Netzwerk ist das führende verteilte Hochleistungs-GPU-Rendering-Netzwerk, das einen Marktplatz für Rechenressourcen zwischen GPU-Anbietern und GPU-Anforderern ermöglicht.

Render Network ist in die Fußstapfen von Helium getreten und hat nach einer Community-Abstimmung beschlossen, zu Solana zu wechseln. Diese Migration zu Solana ist ein wichtiger Meilenstein für Render Network, da sie zusätzlich zur Zustandskomprimierung neue Funktionen wie Echtzeit-Streaming und dynamische NFTs freischaltet.

Es ist erwähnenswert, dass Render Network zuvor auf Ethereum operierte. Die Entscheidung zur Migration ist für die DePin-Protokolle von großer Bedeutung. Während Ethereum für seine Dezentralisierung und seinen starken Konsens bekannt ist, mussten bei DePin-Protokollen häufig Kompromisse zwischen Kosten und Dezentralisierung eingegangen werden. Allerdings verfügt Solana mittlerweile über die zweithöchste Anzahl an Validatoren und übertrifft Ethereum und andere gängige Layer-1-Netzwerke hinsichtlich des Nakamoto-Koeffizienten. Daher ist der Aufbau auf Solana für die meisten DePin-Protokolle eine naheliegende Wahl.

GainForest: Wiederaufforstungsbemühungen stärken

GainForest ist eine Plattform, die es Spendern ermöglicht, überprüfbare und nachverfolgbare Spenden zu leisten und so die direkte Unterstützung lokaler Einzelpersonen sicherzustellen, die für den Erhalt der Wälder verantwortlich sind.

Für Landwirte und andere Gemeindemitglieder, die sich für den Schutz und die Wiederherstellung gefährdeter Regenwaldgebiete einsetzen, bietet GainForest eine zeitnahe und faire Entschädigung für ihre körperlichen Anstrengungen beim Pflanzen und Pflegen von Bäumen.

Im Gegenzug erhalten Spender von Solana betriebene „NFTrees“-Token, die ihre Investition in die Umwelt darstellen. Diese NFTree-Inhaber genießen auch digitale Belohnungen, wie zum Beispiel Wildkameravideos, die das blühende Tierleben in den Gebieten zeigen, die sie zum Schutz beigetragen haben.

Zusammensetzbarkeit und Burggraben des blühenden Ökosystems

Obwohl wir oben nur einige typische DePin/PoPW-Protokolle erwähnt haben, können wir die Vielfalt und das Wachstum des DePin-Tracks auf Solana erkennen.

Das führende Protokoll, Helium, wurde Anfang des Jahres auf Solana eingeführt und seine Wirkung war unmittelbar spürbar. Immer mehr DePin/PoPW-Protokolle wählen Solana als Basisschicht. Fast alle Unterabteilungen der DePin/PoPW-Protokolle wurden erfolgreich in Solana integriert und bewiesen damit das Konzept dieser Protokolle, an dem zunächst Zweifel bestanden.

Darüber hinaus hat die Fähigkeit der DePin/PoPW-Protokolle, zusammenzuarbeiten, erhebliche Auswirkungen auf das Ökosystem. Diese Protokollgruppe fungiert als weiterer Baustein für DeFi auf Solana und bringt möglicherweise einen DePin-Sommer mit sich. Die bestehende Benutzerbasis und der bestehende Ablauf bieten einen fruchtbaren Boden für neue Protokolle, die problemlos auf bestehenden Protokollen aufbauen oder mit ihnen zusammenarbeiten können. Dadurch entsteht ein neuer positiver Kreislauf, der immer mehr Protokolle in das Solana-Ökosystem lockt.

Wie wir im Paradigmenwechsel erwähnt haben, ist die Migration traditioneller Blockchain-Netzwerke auf eine ausgereiftere Plattform ein unvermeidlicher Trend, und Solana ist derzeit die erste Wahl. Zu diesem Zeitpunkt hat Solana eine starke Position im DePin/PoPW-Bereich aufgebaut, was es für andere öffentliche Ketten schwierig macht, Marktanteile zu gewinnen.

Jede Smart-Contract-Plattform verfügt über ihre eigene Unterstützungsbasis. Ethereum hat DeFi, Arbitrum hat GMX und jetzt wird DePin zum neuen Anker für Solana. Wir gehen davon aus, dass es Solana in der nächsten Wachstumswelle vorantreiben wird.

Anhang

  1. https://solscan.io/
  2. https://docs.solana.com/
  3. https://github.com/Syndica/sig
  4. https://compressed.app/?ref=solana.ghost.io
  5. https://multicoin.capital/2022/04/05/proof-of-physical-work/
  6. https://multicoin.capital/2023/09/21/exploring-the-design-space-of-deping-networks/
  7. https://explorer.helium.com/
  8. https://hivemapper.com/explorer
  9. https://maps.gainforest.app/
  10. https://medium.com/render-token/fall-2023-render-network-metrics-bf08243a59ed

Haftungsausschluss:

  1. Dieser Artikel wurde von [Medium] nachgedruckt. Alle Urheberrechte liegen beim ursprünglichen Autor [LBank Labs]. Wenn Sie Einwände gegen diesen Nachdruck haben, wenden Sie sich bitte an das Gate Learn- Team, das sich umgehend darum kümmern wird.
  2. Haftungsausschluss: Die in diesem Artikel geäußerten Ansichten und Meinungen sind ausschließlich die des Autors und stellen keine Anlageberatung dar.
  3. Übersetzungen des Artikels in andere Sprachen werden vom Gate Learn-Team durchgeführt. Sofern nicht anders angegeben, ist das Kopieren, Verbreiten oder Plagiieren der übersetzten Artikel verboten.

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Neuer Anker von Solana – DePin

Erweitert1/8/2024, 11:52:43 AM
Dieser Artikel analysiert DePIN in Solana anhand der zugrunde liegenden Technologie.

TL; DR

Im vergangenen Jahr haben wir das bemerkenswerte Wachstum sowohl von Solana als auch von DePin beobachtet. Dabei handelt es sich nicht um einen abrupten Aufschwung der Geek-Technologie, sondern eher um eine schrittweise Weiterentwicklung und Entdeckung neuer Anwendungsszenarien. Darüber hinaus haben wir die Synergiekraft erlebt, die sich aus der Kombination der Solana-Blockchain- und DePin-Protokolle ergibt.

Im ersten Abschnitt geben wir einen Überblick über die einzigartige Architektur von Solana, einschließlich der PoH-Uhr, des Tower-BFT-Konsensalgorithmus, der mempoollosen Transaktionsweiterleitung, der Turbinenblockausbreitung und der optimistischen Parallelitätskontrolle. Der Artikel beleuchtet auch die sich entwickelnden Funktionen von Solana wie den lokalen Gebührenmarkt, Firedancer-Upgrades und die Zustandskomprimierung für komprimierte NFTs.

Im Kontext von DePin (Decentralized Physical Infrastructure) erforschen wir dessen Entstehung, Wesen und Landschaft. Es wird die Pipeline von DePin besprochen, einschließlich Hardware, Hardware-Onboarding, Netzwerkstruktur, Token-Anreiz und der Affiliate-Ebene. Außerdem betonen wir den Paradigmenwechsel der DePin-Protokolle, die bestehende Blockchain-Ökosysteme nutzen, wobei Solana aufgrund seiner Hochgeschwindigkeits-Blockchain und seiner Funktionen eine bevorzugte Plattform ist. Es werden auch mehrere Beispiele für die Migration von DePin-Protokollen zu Solana erwähnt, beispielsweise Helium.

Vergangenheit und Gegenwart von Solana

Zusammenfassung einzigartiger Architektur

Solana wurde für seine außergewöhnliche Leistung unter den Layer-1-Blockchains bekannt, indem es erhebliche Kompromisse einging und von vielen herkömmlichen Blockchain-Designs abwich. Darüber hinaus profitiert Solana dank des Hintergrunds seiner Mitbegründer von einem entscheidenden Vorteil im Kommunikationsbereich. Infolgedessen hat Solana erfolgreich mehrere Optimierungen auf seiner Nachrichtenebene implementiert.

PoH: Der Ausgangspunkt

Bei der Erörterung von Solana ist es wichtig, PoH zu berücksichtigen, da die folgenden Funktionen alle darauf abgestimmt sind.

Viele Leute denken vielleicht, dass PoH ein neuer Konsensalgorithmus ist, aber in Wirklichkeit ist PoH kein Konsensmechanismus. Stattdessen fungiert es als eine Uhr, die vor dem Konsens arbeitet. Die PoH-Uhr ermöglicht es dem Leader-Validator, die Notwendigkeit eines globalen Konsenses über den Zeitstempel und die Reihenfolge der Transaktionen zu umgehen und so eine schnellere Transaktionsausführung zu ermöglichen.

Im Wesentlichen handelt es sich bei PoH um eine spezielle verifizierbare Verzögerungsfunktion (VDF), die Hochfrequenzberechnungen verarbeiten kann. Für diejenigen, die mit VDF nicht vertraut sind: Es handelt sich um eine Funktion, die eine bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Schritte zur Auswertung erfordert und deren Ergebnis effizient überprüft werden kann. VDFs werden üblicherweise zur Messung der Dauer verwendet. Im Fall von PoH umfasst die Hash-Kette Hashes aller von der Anwendung beobachteten Daten und stellt so sicher, dass die Daten vor den nachfolgenden Hashes vorhanden waren. Ein wichtiger Aspekt von VDFs ist ihre Fähigkeit, große Eingaben in feste Ausgaben umzuwandeln.

In der Praxis versieht der Anführer die Transaktionen mit einem Zeitstempel, sodass Prüfer den öffentlichen Schlüssel des designierten Anführers abrufen können. Anschließend signiert der Anführer den Zeitstempel, sodass Validatoren die Signatur überprüfen und bestätigen können, dass der Unterzeichner der Eigentümer des öffentlichen Schlüssels des designierten Anführers ist. Benutzer können dann Transaktionen an den angegebenen Validator senden.

Jeder Block enthält einen kryptografischen Beweis, der es jedem ermöglicht, zu überprüfen, ob seit dem letzten Beweis eine bestimmte Zeitspanne vergangen ist. Alle in den Beweis gehashten Daten sind zweifellos vor der Generierung des Beweises entstanden. Es gibt keine bestimmte Zeitanforderung dafür, wann dieser Block jeden Validator erreicht, da er in beliebiger Reihenfolge eintreffen oder sogar Jahre später erneut abgespielt werden kann.

Tower BFT: Optimierte Version von PBFT für PoH

Solana verwendet Tower BFT als Konsensalgorithmus, eine optimierte Version von PBFT, die speziell für Proof of History entwickelt wurde. Ähnlich wie beim herkömmlichen PBFT besteht der aktive Satz von Validatoren aus allen abgesteckten Konten mit Führungsidentitäten, die innerhalb einer durch den Cluster konfigurierten Anzahl von Ticks abgestimmt haben. Der Leader-Zeitplan für jede Epoche wird basierend auf dem Ledger-Status zu Beginn der vorherigen Epoche berechnet.

Tower BFT weist im Vergleich zu anderen PBFT-Algorithmen einige bemerkenswerte Unterschiede auf. Dank der Proof-of-History-Uhr müssen sich bei Tower BFT nicht alle Prüfer auf einen neu produzierten Block einigen, bevor sie mit dem nächsten fortfahren. Stattdessen kann der nächste Slot-Leader direkt auf dem aktuellen Slot-Leader aufbauen. Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht darin, dass Abstimmungsnachrichten in Solana als Transaktionen behandelt werden. Diese Designwahl ermöglicht es Solana, fast 90 % der in seinem Netzwerk beobachteten TPS (Transaktionen pro Sekunde) zu erreichen. Die tatsächliche TPS liegt bei etwa 400, was im Vergleich zu anderen Layer-1-Protokollen recht beeindruckend ist.

Transaktionsweiterleitung ohne Mempool

Das einzigartige Design von Solana ermöglicht eine effiziente Transaktionsverarbeitung durch einen vorab festgelegten Leader-Validator-Satz und die Trennung von Konsens und Ausführung. Im Gegensatz zu anderen Protokollen wie Ethereum ist Solana für die Transaktionsweitergabe nicht auf einen Mempool angewiesen. Stattdessen werden alle Transaktionen, ob programmgesteuert oder von Endbenutzern initiiert, umgehend an Führungskräfte weitergeleitet, um sie in Blöcke aufzunehmen.

Mit diesem mempoollosen Ansatz ist der Lebenszyklus einer Transaktion in Solana im Vergleich zu herkömmlichen Blockchains deutlich kürzer. Dadurch entfällt die Zeit für Klatsch und Tratsch und die Gesamteffizienz des Prozesses wird von Natur aus verbessert.

Ausbreitung von Turbinenblöcken

Solana führt die Turbinenblockausbreitung ein, um die Effizienz der Knotenkommunikation zu steigern. Im Gegensatz zu herkömmlichen Gossip-Netzwerken werden Transaktionen in Stapel unterteilt, sodass ein Knoten Transaktionen an mehrere Parteien senden kann, ohne mehrere Kopien zu erstellen.

Solana-Validatoren organisieren Transaktionen in kleinere Stapel, die als „Einträge“ bezeichnet werden. Wenn in einem Netzwerk mit 15 Validatoren die Fanout-Größe auf 3 eingestellt ist, sendet der Führungsknoten zunächst an einen speziellen Wurzelknoten, der sich oben im Turbinenbaum befindet. Der Wurzelknoten teilt die Daten dann mit drei Knoten in der ersten Ebene. Knoten in dieser Schicht übertragen die Daten weiter an eine Teilmenge von Knoten in der nächsten Schicht. Dieser Prozess wird fortgesetzt, wobei jeder Knoten in einer Schicht erneut an eine eindeutige Teilmenge von Knoten in der nächsten Schicht überträgt, bis alle Knoten im Cluster alle Datenschredder empfangen haben.

Dieser Ansatz reduziert die Kommunikationskosten und erhöht die Effizienz der Blockausbreitung im Solana-Netzwerk.

Optimistische Parallelitätskontrolle

Optimistische Parallelitätskontrolle ist eine Funktion, über die oft gesprochen wird, wenn es um neue Layer-1-Blockchains geht. Wenn wir Solana jedoch für seine beeindruckende Leistung loben, wird dieses Feature meist nur kurz erwähnt.

In der Ausführungsschicht von Solana verarbeiten Validatoren Transaktionen optimistisch, was bedeutet, dass zwischen dem Erhalt des letzten Eintrags und der Möglichkeit zur Abstimmung nur eine sehr kurze Verzögerung entsteht. Aus diesem Grund gibt es oft mehrere fehlgeschlagene Transaktionen in einem einzigen Block.

Verbesserungen in Bearbeitung

Neben dem innovativen Design, das bei der Einführung von Solana umgesetzt wurde, hat Solana auch viele neue Funktionen eingeführt, um den Marktanforderungen gerecht zu werden, was zu seinem aktuellen Erfolg beigetragen hat.

Lokalisierter Gebührenmarkt

Vorrangige Gebühren können zu einem „Gaskrieg“ führen, aber der Blockraum von Solana ist so strukturiert, dass verhindert wird, dass einzelne „Hotspots“ der Aktivität (wie NFT-Minting) den Blockraum dominieren. Dies trägt dazu bei, die Auswirkungen eines einzelnen Hotspots auf die Gebühren zu minimieren, indem Platz für andere Aktivitäten reserviert wird.

In Solana wird Gas als Cus (Compute Units) bezeichnet. Jeder Block hat ein Cus-Limit von 48 Millionen und jedes Konto hat ein Cus-Limit von 12 Millionen. Hotspot-Aktivitäten wirken sich zunächst auf Transaktionen aus, die das Hotspot-Konto betreffen, reguläre Transaktionen wie Überweisungen, Einsätze, Validator-Abstimmungen und Oracle-Updates sind jedoch nicht betroffen. Sobald ein Konto sein weiches CU-Limit erreicht, muss der Absender zusätzliche Gebühren zahlen.

In einem rein globalen Gebührenmarkt füllen mehrere Aktivitäten gemeinsam den Blockraum, ohne dass eine einzelne Aktivität auch nur annähernd das CU-Limit ihres Kontos erreicht. In diesem Szenario sticht kein spezifischer Hotspot hervor, sondern es entsteht ein globaler Gebührenmarkt, auf dem ein Mindestmaß an Priorität erforderlich ist, um konkurrenzfähig zu sein und Blockeinbindung zu erhalten.

Firedancer-Upgrades

Derzeit sind vier verschiedene Arten von Kunden in der Pipeline, die darauf abzielen, die Kundenvielfalt zu verbessern. Allerdings nutzen die meisten Solana-Validatoren den Labs-Client, was im Falle eines Fehlers das Risiko von Netzwerkausfällen birgt. Jito Labs hat einen MEV-Zweig entwickelt, der es Suchern wie Arbitrage-Bots ermöglicht, Validatoren für die Einbeziehung ihrer Transaktionen zu entschädigen. Diese Konfiguration reduziert Spam und stellt sicher, dass Validatoren von den meisten MEV-Möglichkeiten profitieren. Überraschenderweise nutzen im Oktober 2023 mehr als 31 % der Solana-Validatoren den Jito Labs-Client.

Die anderen beiden Clients sind noch in Bearbeitung. Sig ist eine in Zig geschriebene und von Syndica entwickelte Solana-Validator-Client-Implementierung. Obwohl Zig nicht weit verbreitet ist, hat es in der Community nicht viel Aufmerksamkeit erhalten.

Firedancer ist ein neuer unabhängiger Validator-Client für die Solana-Blockchain, erstellt von Jump. Sie haben jede Validator-Komponente überarbeitet, um die Skalierbarkeit zu verbessern, und außerdem Leistungssteigerungen eingeführt, die voraussichtlich die Transaktionen pro Sekunde (TPS) erhöhen werden, ohne dass zusätzliche Hardware erforderlich ist. Einige Mitglieder der Community spekulieren sogar, dass Firedancer als Solana 2.0 betrachtet werden könnte. Derzeit ist Firedancer live im Testnetz und wird voraussichtlich Anfang nächsten Jahres im Mainnet starten.

Zustandskomprimierung für komprimierte NFTs

Die Zustandskomprimierung ist eine wichtige Funktion, die eingeführt wurde. Es folgt der Rollup-Philosophie, bei der ein Merkle-Baum erstellt und der Status auf dem Blattknoten gespeichert wird. Nur die Merkle-Wurzeln werden in der Kette gespeichert. Beim Aktualisieren des Merkle-Baums müssen wir nur den Stammstatus aktualisieren und den Beweis erbringen, ähnlich wie bei zkRollup.

Wenn wir diese Technologie auf NFTs anwenden, entstehen komprimierte NFTs, was die Kosten erheblich senken kann, insbesondere wenn wir Millionen von NFTs für ein einzelnes Projekt prägen müssen. Wie unten gezeigt, betragen die Kosten für die Prägung von 1 Million NFTs mit State Compression nur 5,35 SOL, verglichen mit 12.000 SOL vor den Upgrades.

Wenn wir die Spezifikationen des cNFT untersuchen, stoßen wir auf einen Kompromiss zwischen Kosten und Zusammensetzbarkeit. Es gibt drei Schlüsselfaktoren, die den Merkle-Baum bestimmen: maxDepth, maxBufferSize und canopyDepth. maxDepth bestimmt die Kapazität des Baums, die ungefähr 2^{depth} beträgt. maxBufferSize bestimmt die Anzahl der gleichzeitigen Aktualisierungen, die in einem Block zulässig sind, normalerweise im Bereich von 8 bis 2048.

Der wichtigste Faktor, canopyDepth, bestimmt den Teil des Baums (Anzahl der Proof-Knoten), der in der Kette verbleibt. Eine Erhöhung der Überdachungstiefe führt zu höheren Lagerkosten, bietet aber eine bessere Zusammensetzbarkeit. Denn wir können die Anzahl der Nachweise, die Kunden zur Verifizierung einreichen müssen, reduzieren und so das Transaktionslimit senken. Umgekehrt können wir der Kosteneffizienz den Vorrang vor der Zusammensetzbarkeit geben.

Aktueller Leistungsstatus

Aufgrund der laufenden Bemühungen und Verbesserungen haben sich frühere Bedenken hinsichtlich der Ausfallzeiten deutlich verbessert. Seit dem 25. Februar 2023 wurden keine Dienstunterbrechungen gemeldet und das System hat bisher eine einwandfreie Verfügbarkeit von 100 % aufrechterhalten.


Darüber hinaus hat sich die Erfolgsquote der Transaktionen deutlich verbessert. In der Anfangsphase von Solana gab es eine beträchtliche Anzahl erfolgloser Transaktionen, fast 20–30 %. Allerdings hat die Erfolgsquote der Transaktionen in den letzten zwei Monaten etwa 99 % erreicht. Darüber hinaus sind die durchschnittlichen Transaktionen pro Sekunde (TPS) im Allgemeinen von 3000 auf 4000 gestiegen.

Neben der Netzwerkleistung wird bei der Erörterung von Solana häufig der Kapitalzufluss außer Acht gelassen. Derzeit sind 1,5 Milliarden Stablecoins im Netzwerk im Umlauf, davon 907 Millionen USDT und 599 Millionen USDC. Unter den Stablecoins liegt der auf Solana ausgegebene USDT volumenmäßig an dritter Stelle, hinter Tron und Ethereum. Obwohl Circle nur über einen Umlaufbestand von 599 Millionen verfügt, hat Circle 5 Milliarden USDC für das Solana-Netzwerk autorisiert, was fast 20 % des gesamten USDC-Angebots ausmacht.

Ein Blick auf DePin

Entstehung und Essenz

DePin oder PoPW

DePin, die Abkürzung für Decentralized Physical Infrastructure, wurde ursprünglich Ende 2022 von Messari vorgeschlagen. Sie haben eine klare Definition gegeben und die Landschaft basierend auf ihrer Perspektive aufgelistet. DePin ist in zwei Hauptsektoren unterteilt: Digital Resource Network und Physical Resource Network. Das Digital Resource Network umfasst Speicher, Rechenleistung und Bandbreite, während sich das Physical Resource Network auf Bereiche im Zusammenhang mit Hardware wie drahtlose Netzwerke, Geodatennetzwerke, Mobilitätsnetzwerke und Energienetzwerke konzentriert.

In ähnlicher Weise führte Multicoin Capital Anfang 2023 eine Erzählung namens PoPW ein, die für Proof of Physical Work steht. Ihrer Definition zufolge bieten Protokolle, die dieser These entsprechen, Anreize für Einzelpersonen, nachweisbare Arbeit zu leisten, die zur Entwicklung einer realen Infrastruktur beiträgt. Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden der Kapitalbildung zum Aufbau physischer Infrastruktur sind diese erlaubnisfreien und glaubwürdig neutralen Protokolle:

  1. Ermöglichen Sie eine schnellere Infrastrukturentwicklung, oft 10–100 Mal schneller
  2. Reagieren besser auf die Bedürfnisse des lokalen Marktes
  3. Kann deutlich kostengünstiger sein



Essenz von Anreiz und Hardware

Wenn wir die Details von DePin/PoPW untersuchen, stellen wir fest, dass es sich nicht um einen neuen Bereich in der Kryptowährung handelt. Schließlich stellt Bitcoin selbst die ursprüngliche dezentrale physische Infrastruktur dar. Daher besteht keine Notwendigkeit, die Definition zu kategorisieren.

Es ist interessant festzustellen, dass diese Unternehmungen in ihrer Erzählung häufig alle Aspekte der Hardware umfassen. Der Kern von DePin/PoPW, und worauf wir uns konzentrieren sollten, ist jedoch das symbolische Wirtschaftsdesign, das die bestehende Infrastruktur ersetzt.

Das Hauptziel von DePin/PoPW ist der Aufbau eines kostengünstigeren globalen Wirtschaftsnetzwerks. Ziel ist es, die Herausforderung der Web2-Giganten zu bewältigen, indem Token-Anreize eingesetzt werden, um Einzelpersonen zum Bootstrap-Netzwerken zu motivieren und letztendlich Endbenutzer anzulocken.

Auf dem traditionellen IKT-Markt erlangen Monopole die Kontrolle, indem sie niedrige Preise oder Subventionen anbieten. Sobald sie den Markt dominieren und hohe Barrieren errichten, erhöhen sie die Preise, um den Umsatz zu maximieren. Dies folgt einer völlig anderen Logik. Durch angemessene symbolische Anreize können wir von Anfang an ein hocheffizientes Netzwerk aufbauen und die exorbitanten Preise der derzeitigen Monopole senken.

Landschaft und Revolution von DePin

Physische Infrastruktur-Pipeline

Das Thema DePin/PoPW ist umfangreich und umfasst verschiedene Bereiche wie PoW, AI, IoT, RWA, Sharing Economy, Decentralized Computing und Decentralized Storage.

Anstatt eine erschöpfende Liste von Protokollen und einen umfassenden Überblick über DePin/PoPW bereitzustellen, werden wir uns auf die Pipeline von DePin/PoPW konzentrieren und die potenziellen Möglichkeiten erkunden, die sie bietet.

Die Grundlage der physischen Infrastruktur bildet die Hardware. Wenn Sie ein DePin-/PoPW-Projekt in Angriff nehmen, dreht sich die erste Entscheidung darum, ob Sie vorhandene Allzweck-Hardware nutzen oder sich für eine maßgeschneiderte Lösung entscheiden. Allzweck-Hardware bietet Zugänglichkeit und Abdeckung, was besonders für den Aufbau des Computer- und Speichernetzwerks in der Anfangsphase von Vorteil ist. Die Verwendung allgemeiner Hardware erfordert jedoch zusätzliche Anstrengungen, um die Kompatibilität sicherzustellen. Bei maßgeschneiderter Hardware hingegen geht es darum, spezielle Komponenten zu erstellen, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen, beispielsweise maßgeschneiderte Dashcams für Kartierungszwecke. Dies eröffnet Hardwareherstellern erhebliche Möglichkeiten, da sich die meisten DePin-Projekte auf Software konzentrieren und häufig Unterstützung von Drittanbietern in Anspruch nehmen, die auf personalisierte Hardwarelösungen spezialisiert sind.

Die zweite Ebene konzentriert sich auf das Hardware-Onboarding. Benutzer haben zwei Möglichkeiten: Sie können professionelle Hilfe vom Depin-Supportteam in Anspruch nehmen oder ein Toolkit zur Selbstbereitstellung verwenden. Das Support-Team bietet während des gesamten Onboarding-Prozesses Fachwissen und Anleitung und stellt sicher, dass Benutzer über das erforderliche Wissen verfügen, um die Hardware effektiv einzurichten und zu integrieren. Andererseits stellt das Self-Deploy-Toolkit Benutzern die Ressourcen und Dokumentation zur Verfügung, die sie zum unabhängigen Einrichten und Onboarding der Hardware benötigen. Im weiteren Verlauf des Projekts werden wir möglicherweise auch Drittanbieter in diesem Bereich sehen.

Die dritte Schicht der Pipeline ist die Netzwerkstruktur, die die Konsensschicht, die Kommunikationsschicht und andere Komponenten umfasst, die für die Koordinierung der für ein einzelnes Projekt spezifischen Dienstanbieter erforderlich sind. Hier gibt es zwei Hauptansätze: entweder den Aufbau eines dedizierten Netzwerks für das gesamte Protokoll oder die Wiederverwendung bestehender Layer-1- oder Layer-2-Netzwerke und den Aufbau nur der verbleibenden Komponenten.

Die oberste Schicht ist die Token-Anreizschicht, die für allgemeine Benutzer und Investoren der wichtigste und am leichtesten zugängliche Teil ist. Um den Verkaufsdruck der Miner zu bewältigen, ist es von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass die Interessen der allgemeinen Benutzer mit dem Netzwerk und den Minern in Einklang stehen.

Während der gesamten Pipeline dient die Affiliate-Schicht als Frontend-Aggregator sowohl für Dienstanbieter als auch für allgemeine Benutzer. Für Dienstanbieter konsolidiert der Aggregator verschiedene Komponenten und Funktionalitäten auf einer einzigen Plattform, wodurch Benutzerinteraktionen einfacher werden und Arbeitsabläufe optimiert werden. Es kann auch Dienstanbieter zu einem Cluster zusammenfassen, ähnlich einem Mining-Pool, um eine stärkere Position im Netzwerk zu erlangen. Für allgemeine Benutzer führt der Frontend-Aggregator verschiedene Dienste und Datenquellen zusammen, sodass sie den Status überprüfen können, wie in DefiLlama zu sehen ist.

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Der Paradigmenwechsel

In der Vergangenheit wurden Protokolle typischerweise zum Aufbau eigener Netzwerke verwendet, ähnlich wie bei herkömmlichen öffentlichen Ketten. Viele Protokolle ziehen es jedoch inzwischen vor, ein bestehendes Ökosystem zu nutzen, anstatt eine eigene Kette aufzubauen. Dies liegt daran, dass sich das Layer-1-Muster bereits etabliert hat und DePin/PoPW diesem Trend folgt.

Wir können diesen Wandel im Ansatz deutlich am führenden Protokoll in DePin/PoPW, Helium, erkennen.

Zuvor galt DePin/PoPW als vollständige Plattform, die alle oben genannten Ebenen abdeckte. Das bedeutete, dass das Protokoll den gesamten Prozess abwickeln musste. Während die Hardware an Dritte ausgelagert werden konnte, stellte der Aufbau des Netzwerks von Grund auf ein erhebliches Hindernis dar, ganz zu schweigen von der laufenden Wartung.

Daher ist es für die meisten DePin-/PoPW-Protokolle sinnvoll, den Blockchain-Netzwerkaspekt auf eine ausgereifte Plattform zu verlagern. Die gemeinsamen Konsens-, Ausführungs- und Abwicklungsschichten können in bestehenden Layer-1- oder Layer-2-Lösungen wiederverwendet werden. Einige DePin-/PoPW-Protokolle unterhalten weiterhin ein Hardware-Netzwerk für die Kommunikation, insbesondere solche, die schnelle Reaktionszeiten und hohe Bandbreite erfordern.

Andere DePin-/PoPW-Protokolle, die nicht stark auf Hardware-Kommunikation angewiesen sind, wählen möglicherweise alternative Ansätze wie zkRollup. In diesem Fall erfolgt die physische Arbeit der Hardware vollständig außerhalb der Kette, während der On-Chain-Teil den Rest des DePin/PoPW-Netzwerks abwickelt und den Nachweis der physischen Arbeit überprüft.

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Gegenseitige Bemühungen schaffen die Zukunft

Migration führender Protokolle nach Solana

Wie bereits erwähnt, besteht der Trend bei DePin-/PoPW-Protokollen darin, ein Ökosystem auszuwählen, das die vorhandene Blockchain-Infrastruktur nutzen kann. Von den verschiedenen verfügbaren Plattformen sind nur wenige in der Lage, die Anforderungen von DePin / PoPW zu erfüllen. Diese Protokolle erfordern eine Reaktionsfähigkeit in Echtzeit und niedrigere Transaktionsgebühren. Solana passt mit seiner Hochgeschwindigkeits-Blockchain und Features wie einer Blockzeit von 0,5 s und direkter Verarbeitung des Validators hervorragend zu DePin/PoPW. Darüber hinaus bieten die cNFTs von Solana eine kostengünstigere Möglichkeit, Zertifikate an Knoten von DePin/PoPW zu vergeben, was eine gängige Praxis ist.

In diesem Abschnitt stellen wir mehrere Beispiele von Solana vor, um die gemeinsamen Bemühungen bei dieser Migration zu veranschaulichen.

Helium: Dezentrales drahtloses Netzwerk

Helium ist ein bekanntes dezentrales LoRaWAN-Netzwerk, das einzelne Hotspots mit Strom versorgt und in bestimmten amerikanischen Städten auch 5G-Dienste anbietet. Zuvor unterhielt Helium eine allgemeine L1-Plattform, hatte jedoch Schwierigkeiten, Killer-Apps und Benutzerakzeptanz zu gewinnen, obwohl es zu dieser Zeit das größte DePin/PoPW-Netzwerk war.

Die Lektion aus Helium ist, dass die Wartung einer allgemeinen Smart-Contract-Plattform nicht notwendig ist und eine Ressourcenverschwendung für DePin/PoPW-Netzwerke darstellen kann.

Anfang 2023 stimmte die Helium-Community dafür, ihre Blockchain auf Solana zu migrieren, indem sie mithilfe der Zustandskomprimierung fast eine Million Hotspots als NFTs prägte. Diese Migration ermöglichte es Helium, sich auf das drahtlose Netzwerk selbst zu konzentrieren.

Die erfolgreiche Migration ohne Probleme hat bewiesen, dass der Aufbau eines DePIN-Geschäfts auf Solana aufbauend möglich ist. Der Wechsel von Helium zu Solana löste auch Wachstum in der gesamten DePIN-Bewegung aus.

Hivemapper: Dezentrales Mapping

Das Hivemapper-Netzwerk wurde im November 2022 gestartet und nutzt die Solana-Blockchain, um eine von der Community betriebene, anreizgesteuerte Online-Karte zu erstellen.

Darüber hinaus nutzt Hivemapper die State-Compression-Technologie auf Solana, um die Gebühren deutlich zu senken und sicherzustellen, dass der Belohnungszyklus aufrechterhalten wird. Karten sind Werkzeuge, die dem wirklichen Leben sehr ähneln und für jedermann zugänglich sind. Sie ermöglichen es uns, uns eine Zukunft vorzustellen, in der Karten nahtlos in verschiedene Aspekte unseres Lebens integriert werden.

Damit ein Dienst ein breites Publikum erreicht, muss er kostengünstig und benutzerfreundlich sein. Hivemapper und Solana dienen in dieser Hinsicht als hervorragende Beispiele.

Render-Netzwerk: Dezentrales GPU-Rendering

Das Render-Netzwerk ist das führende verteilte Hochleistungs-GPU-Rendering-Netzwerk, das einen Marktplatz für Rechenressourcen zwischen GPU-Anbietern und GPU-Anforderern ermöglicht.

Render Network ist in die Fußstapfen von Helium getreten und hat nach einer Community-Abstimmung beschlossen, zu Solana zu wechseln. Diese Migration zu Solana ist ein wichtiger Meilenstein für Render Network, da sie zusätzlich zur Zustandskomprimierung neue Funktionen wie Echtzeit-Streaming und dynamische NFTs freischaltet.

Es ist erwähnenswert, dass Render Network zuvor auf Ethereum operierte. Die Entscheidung zur Migration ist für die DePin-Protokolle von großer Bedeutung. Während Ethereum für seine Dezentralisierung und seinen starken Konsens bekannt ist, mussten bei DePin-Protokollen häufig Kompromisse zwischen Kosten und Dezentralisierung eingegangen werden. Allerdings verfügt Solana mittlerweile über die zweithöchste Anzahl an Validatoren und übertrifft Ethereum und andere gängige Layer-1-Netzwerke hinsichtlich des Nakamoto-Koeffizienten. Daher ist der Aufbau auf Solana für die meisten DePin-Protokolle eine naheliegende Wahl.

GainForest: Wiederaufforstungsbemühungen stärken

GainForest ist eine Plattform, die es Spendern ermöglicht, überprüfbare und nachverfolgbare Spenden zu leisten und so die direkte Unterstützung lokaler Einzelpersonen sicherzustellen, die für den Erhalt der Wälder verantwortlich sind.

Für Landwirte und andere Gemeindemitglieder, die sich für den Schutz und die Wiederherstellung gefährdeter Regenwaldgebiete einsetzen, bietet GainForest eine zeitnahe und faire Entschädigung für ihre körperlichen Anstrengungen beim Pflanzen und Pflegen von Bäumen.

Im Gegenzug erhalten Spender von Solana betriebene „NFTrees“-Token, die ihre Investition in die Umwelt darstellen. Diese NFTree-Inhaber genießen auch digitale Belohnungen, wie zum Beispiel Wildkameravideos, die das blühende Tierleben in den Gebieten zeigen, die sie zum Schutz beigetragen haben.

Zusammensetzbarkeit und Burggraben des blühenden Ökosystems

Obwohl wir oben nur einige typische DePin/PoPW-Protokolle erwähnt haben, können wir die Vielfalt und das Wachstum des DePin-Tracks auf Solana erkennen.

Das führende Protokoll, Helium, wurde Anfang des Jahres auf Solana eingeführt und seine Wirkung war unmittelbar spürbar. Immer mehr DePin/PoPW-Protokolle wählen Solana als Basisschicht. Fast alle Unterabteilungen der DePin/PoPW-Protokolle wurden erfolgreich in Solana integriert und bewiesen damit das Konzept dieser Protokolle, an dem zunächst Zweifel bestanden.

Darüber hinaus hat die Fähigkeit der DePin/PoPW-Protokolle, zusammenzuarbeiten, erhebliche Auswirkungen auf das Ökosystem. Diese Protokollgruppe fungiert als weiterer Baustein für DeFi auf Solana und bringt möglicherweise einen DePin-Sommer mit sich. Die bestehende Benutzerbasis und der bestehende Ablauf bieten einen fruchtbaren Boden für neue Protokolle, die problemlos auf bestehenden Protokollen aufbauen oder mit ihnen zusammenarbeiten können. Dadurch entsteht ein neuer positiver Kreislauf, der immer mehr Protokolle in das Solana-Ökosystem lockt.

Wie wir im Paradigmenwechsel erwähnt haben, ist die Migration traditioneller Blockchain-Netzwerke auf eine ausgereiftere Plattform ein unvermeidlicher Trend, und Solana ist derzeit die erste Wahl. Zu diesem Zeitpunkt hat Solana eine starke Position im DePin/PoPW-Bereich aufgebaut, was es für andere öffentliche Ketten schwierig macht, Marktanteile zu gewinnen.

Jede Smart-Contract-Plattform verfügt über ihre eigene Unterstützungsbasis. Ethereum hat DeFi, Arbitrum hat GMX und jetzt wird DePin zum neuen Anker für Solana. Wir gehen davon aus, dass es Solana in der nächsten Wachstumswelle vorantreiben wird.

Anhang

  1. https://solscan.io/
  2. https://docs.solana.com/
  3. https://github.com/Syndica/sig
  4. https://compressed.app/?ref=solana.ghost.io
  5. https://multicoin.capital/2022/04/05/proof-of-physical-work/
  6. https://multicoin.capital/2023/09/21/exploring-the-design-space-of-deping-networks/
  7. https://explorer.helium.com/
  8. https://hivemapper.com/explorer
  9. https://maps.gainforest.app/
  10. https://medium.com/render-token/fall-2023-render-network-metrics-bf08243a59ed

Haftungsausschluss:

  1. Dieser Artikel wurde von [Medium] nachgedruckt. Alle Urheberrechte liegen beim ursprünglichen Autor [LBank Labs]. Wenn Sie Einwände gegen diesen Nachdruck haben, wenden Sie sich bitte an das Gate Learn- Team, das sich umgehend darum kümmern wird.
  2. Haftungsausschluss: Die in diesem Artikel geäußerten Ansichten und Meinungen sind ausschließlich die des Autors und stellen keine Anlageberatung dar.
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