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在過去的一年裡，我們觀察到 Solana 和 DePin 都取得了顯著的增長。與其説這是極客技術的突然激增帶來的結果，不如説這更多的是新應用場景的逐漸演進和探索的結果。此外，我們還見證了 Solana 區塊鏈和 DePin 協議相結合所産生的協衕力量。

在第一部分中，我們概述了 Solana 的獨特架構，包括 PoH 時鐘、Tower BFT 共識算法、無內存池交易轉髮、渦輪塊傳播和樂觀併髮控製。本文還重點介紹了 Solana 不斷髮展的功能，例如本地費用市場、Firedancer 升級以及壓縮 NFT 的狀態壓縮。

在DePin（去中心化物理基礎設施）的背景下，我們探討了DePin的出現、本質和前景。本文還討論了DePin的管道，包括硬件、硬件入網、網絡結構、代幣激勵和聯盟層。此外，我們強調 DePin 協議利用現有區塊鏈生態繫統的範式轉變，其中 Solana 因其高速區塊鏈和功能而成爲首選平颱。還提到了 DePin 協議遷移到 Solana 的幾個案例，例如 Helium。

Solana 的前世今生

回顧獨特架構

Solana 之所以聞名，是因爲它做出了重大權衡併拋棄了許多傳統的區塊鏈設計而在第1層區塊鏈中穫得了卓越的性能。此外，它具有聯合創始人的背景，因而在通信領域擁有獨特的優勢。因此，Solana 已成功對其消息傳遞層實施了多項優化。

PoH：起點

在討論 Solana 時，對 PoH 的探討很重要，因爲以下功能都是爲了與其協調而設計的。

很多人可能認爲PoH是一種新的共識算法，但實際上PoH併不是一種共識機製。相反，它充當在達成共識之前運行的時鐘。PoH 時鐘允許驗證者首領繞過對時間戳和事務序列達成全局共識的需要，從而實現更快的事務執行。

本質上，PoH 是一種專門的可驗證延遲函數（VDF），可以處理高頻計算。對於那些不熟悉 VDF 的人來説，它是一個需要使用特定數量的連續步驟進行評估的函數，併且可以有效地驗證結果。VDF 通常用於測量持續時間。就 PoH 而言，其哈希鏈包含應用程序觀察到的任何數據的哈希值，確保數據在後續哈希之前存在。VDF 的一個重要方麵是它們能夠將大量輸入轉換爲固定輸出。

實際上，驗證者首領會爲交易添加時間戳，從而允許驗證者檢索指定領導者的公鑰。然後，領導者簽署時間戳，使驗證者能夠驗證簽名併確認簽名者是指定領導者公鑰的所有者。然後，用戶可以將交易髮送到指定的驗證者。

每個區塊都包含加密證明，它允許任何人驗證自上次證明以來是否已過去了一定的時間。毫無疑問，哈希到證明中的所有數據都髮生在證明生成之前。該區塊何時到達每個驗證者沒有具體的時間要求，因爲它可能以任何順序到達，甚至在幾年後重播。

Tower BFT：針對 PoH 的 PBFT 優化版本

Solana 使用 Tower BFT 作爲共識算法，這是專門爲歷史證明設計的 PBFT 的優化版本。與傳統的 PBFT 類似，活躍的驗證者集由所有具有領導者身份的質押賬戶組成，這些賬戶在集群配置的點數內進行了投票。每個紀元的領導者時間錶是根據前一個紀元開始時的賬本狀態計算的。

與其他 PBFT 算法相比，Tower BFT 有一些明顯的差異。得益於歷史證明時鐘，Tower BFT 不需要所有驗證者在進入下一個區塊之前就新生成的區塊達成一緻。相反，下一個插槽位領導者可以直接構建在當前一個插槽位領導者之上。另一個顯著區別是投票消息在 Solana 中被視爲交易。這種設計選擇使 Solana 能夠實現其網絡上觀察到的近90%的 TPS（每秒事務數）。實際TPS約爲400，與其他第1層協議相比，這是相當可觀的。

無內存池交易轉髮

Solana 具有獨特設計，允許通過預先確定的驗證者領導集以及共識和執行的分離來實現高效的交易處理。與以太坊等其他協議不衕，Solana 不依賴內存池進行交易傳播。相反，所有交易，無論是通過編程方式髮起還是由終端用戶髮起，都會立即路由到領導者以包含在區塊中。

通過這種無內存池的方法，Solana 中交易的生命周期比傳統區塊鏈明顯縮短。這消除了八卦時間併從本質上提高了流程的整體效率。

渦輪塊傳播

Solana 引入渦輪塊傳播來提高節點通信效率。與傳統的八卦網絡不衕，Solana 上的交易被分成批次，使節點能夠將交易髮送給多方，而無需生成多個副本。

Solana 驗證者將交易組織成較小的批次，稱爲“條目”。在具有15個驗證者的網絡中，如果扇出大小設置爲3，則領導節點最初會曏位於渦輪樹頂部的特殊根節點進行廣播。然後根節點與第1層協議的3個節點共享數據。該層中的節點進一步將數據傳輸到下一層協議中的節點子集。這個過程繼續進行，一層協議中的每個節點都會重新傳輸到下一層協議中唯一的節點子集，直到集群中的所有節點都收到所有數據碎片。

這種方法降低了通信成本併提高了 Solana 網絡中區塊傳播的效率。

樂觀併髮控製

樂觀併髮控製是在討論新的第1層區塊鏈時經常談論的一個功能。然而，當我們在稱贊 Solana 絶佳的性能時，通常隻是簡單地提及此功能。

在 Solana 的執行層中，驗證者樂觀地處理交易，這意味著接收最後一個條目和能夠投票之間幾乎沒有延遲。這就是爲什麽單個區塊中經常存在多個失敗交易的原因。

正在進行的增強功能

除了在Solana推出期間實施的創新設計外，Solana還推出了許多新功能來滿足市場需求，這促成了其目前的成功。

本地化費用市場

優先費可能會導緻“gas戰爭”，但 Solana 的區塊空間的結構方式可以防止單個活動“熱點”（例如 NFT 鑄造）主導區塊空間。這有助於通過爲其他活動預留空間來最大限度地減少單個熱點對費用的影響。

在 Solana 中，Gas被稱爲 Cus（計算單位）。每個區塊的 Cus 限額爲4800萬，每個賬戶的 Cus 限額爲1200萬。熱點活動最初會影響涉及熱點賬戶的交易，但轉賬、質押、驗證者投票和預言機更新等常規交易不受影響。一旦賬戶達到軟 CU 限額，髮件人必鬚支付額外費用。

在純粹的全球費用市場中，多項活動共衕填滿了區塊空間，沒有任何一項活動接近其賬戶 CU 限製。在這種情況下，沒有特定的熱點錶現出色，但建立了一個全球費用市場，其中需要最低級別的優先級來競爭併穫得區塊包含。

Firedancer升級

目前，有四種不衕類型的客戶端正在籌備中，旨在提高客戶多樣性。然而，大多數 Solana 驗證者都使用 Labs 客戶端，這會在出現漏洞時帶來網絡中斷的風險。Jito Labs 開髮了一個 MEV 分支，使搜索者（例如套利機器人）能夠補償驗證者包含的交易。這種配置減少了垃圾郵件併確保驗證者從大多數 MEV 機會中受益。令人驚訝的是，截至2023年10月，超過31%的 Solana 驗證者正在使用 Jito Labs 客戶端。

另外兩個客戶仍在開髮中。Sig 是用 Zig 編寫併由 Syndica 開髮的 Solana 驗證者客戶端實現。Zig 的併未得到廣泛使用，也沒有受到社區的太多關註。

Firedancer 是由 Jump 創建的 Solana 區塊鏈的新獨立驗證者客戶端。他們修改了每個驗證者組件以提高可擴展性，併引入了性能升級，預計無需額外的硬件即可提高每秒事務數（TPS）。一些社區成員甚至推測 Firedancer 可以被視爲 Solana 2.0。目前，Firedancer已在測試網上上線，預計明年初在主網上線。

壓縮 NFT 的狀態壓縮

狀態壓縮是引入的一個重要功能。它遵循 Rollup 的原理，創建默剋爾樹併將狀態存儲在葉節點上。隻有默剋爾根存儲在鏈上。更新默剋爾樹時，我們隻需要更新根狀態併提供證明，類似於zkRollup技術。

當我們將該技術應用於 NFT 時，它會産生壓縮的 NFT。特別是當我們需要爲單個項目鑄造數百萬個 NFT 時，這可以大大降低成本。如下所示，通過狀態壓縮鑄造100萬個 NFT 的成本僅爲 5.35 SOL，而升級前的成本爲12000 SOL。

當我們探索 cNFT 的規範時，我們會遇到成本和可組合性之間的權衡。決定默剋爾樹的三個關鍵因素爲maxDepth、maxBufferSize 和 canopyDepth。maxDepth 決定樹的容量，大約爲 2^{深度}。 maxBufferSize 決定一個區塊中允許的併髮更新數量，通常範圍爲8到2048。

最關鍵的因素 canopyDepth 決定了樹中保留在鏈上的部分（證明節點的數量）。增加 canopyDepth 會帶來更高的存儲成本，但這會提供了更好的可組合性。這是因爲我們可以減少客戶端必鬚提交驗證的證明數量，從而降低交易限額。相反，我們可以以犧牲可組合性爲代價來優先考慮成本效率。

目前的錶現狀況

由於不斷的努力和改進，之前的停機問題已得到明顯改善。自2023年2月25日以來，沒有出現任何服務中斷的報告，繫統至今保持著100%的完美正常運行時間。

此外，交易成功率也顯著提高。在 Solana 的初始階段，有相當數量的交易失敗，接近 20%~30%。不過，近2個月以來，交易成功率已達到99%左右。此外，平均每秒事務處理量（TPS）總體上從3000筆增加到4000筆。

除了網絡性能之外，在討論 Solana 時，資金的流入也經常被忽視。目前，網絡上流通的穩定幣數量爲15億枚，其中USDT占9.07億枚，USDC占5.99億枚。在穩定幣中，Solana 髮行的 USDT 髮行量排名第三，僅次於 Tron 和以太坊。盡管流通量僅爲 5.99 億枚，但 Circle 已曏 Solana 網絡授權了50億枚 USDC，占USDC總供應量的近20%。

DePin概覽

DePin的**出現與本質

DePin 或 PoPW

DePin 代錶去中心化物理基礎設施，最初由 Messari 在2022年底提出。他們提供了明確的定義，併根據自己的觀點列出其全景圖。 DePin主要分爲兩個闆塊：數字資源網絡和實體資源網絡。數字資源網絡涵蓋存儲、計算和帶寬，而物理資源網絡則側重於與硬件相關的領域，例如無線網絡、地理空間網絡、移動網絡和能源網絡。

衕樣，在2023年初，Multicoin Capital 推出了一種名爲 PoPW 的敘述，它代錶物理工作證明。根據他們的定義，與本理論一緻的協議會激勵個人進行可驗證的工作，從而有助於現實世界基礎設施的髮展。與用於建設實體基礎設施的傳統資本形成方法相比，這些非許可且可信中立的協議：

1. 可以更高的速度進行基礎設施開髮，速度通常快10-100倍
2. 更能響應當地市場需求
3. 能顯著提高成本效益

激勵和硬件的本質

當我們深入研究 DePin / PoPW 的細節時，我們髮現這併不是加密貨幣中的一個新領域。畢竟，比特幣本身就代錶了最初的去中心化物理基礎設施。因此，沒有必要對定義進行分類。

更值得一提的，這些企業在其敘述中通常涵蓋硬件的所有方麵。但DePin/PoPW的核心，也是我們應該關註的，是取代現有基礎設施的代幣經濟設計。

DePin/PoPW的主要目標是建立一個更具成本效益的全球經濟網絡。它試圖通過使用代幣激勵來鼓勵個人引導網絡併最終吸引終端用戶，從而應對 Web2 巨頭的挑戰。

在傳統的ICT市場中，壟斷者通過提供低價或補貼來穫得控製權。一旦他們主導市場併建立高壁壘，他們就會提高價格以實現收入最大化。但是DePin遵循完全不衕的邏輯。它通過合理的代幣激勵，從一開始就建立一個高效的網絡，併降低當前壟斷者設定的過高價格。

DePin**的全景與變革

物理基礎設施管道

DePin / PoPW 的主題十分廣泛，涵蓋 PoW、AI、IoT、RWA、共享經濟、去中心化計算、去中心化存儲等各個領域。

本文將不提供詳盡的協議列錶和 DePin / PoPW 的全麵概述，而是專註於 DePin / PoPW 的管道併探索它所帶來的潛在機會。

物理基礎設施的基礎是硬件。當著手 DePin / PoPW 項目時，最初的決定圍繞是使用現有的通用硬件還是選擇定製解決方案。通用硬件具有可訪問性和覆蓋性，這對於初期計算和存儲網絡的建立特別有利。然而，使用通用硬件需要做出額外的努力來確保兼容性。另一方麵，定製硬件涉及創建專門的組件來滿足特定要求，例如用於地圖繪製的定製行車記録儀。這爲硬件製造商帶來了巨大的可能性，因爲大多數 DePin 項目都專註於軟件，併且經常尋求專門從事個性化硬件解決方案的第三方供應商的幫助。

第二層側重於硬件上線。用戶有兩種選擇：可以曏Depin支持團隊尋求專業幫助，或者使用自行部署的工具包。支持團隊在整個入門過程中提供專業知識和指導，確保用戶擁有有效設置和集成硬件所需的知識。另一方麵，行部署工具包爲用戶提供了獨立設置和安裝硬件所需的資源和文檔。隨著項目的進展，我們可能還會看到這方麵的第三方服務提供商。

管道的第三層是網絡結構，包括共識層、通信層以及協調特定於單個項目的服務提供商所需的其他組件。這裡主要有兩種方法：要麽爲整個協議構建專用網絡，要麽重用現有的第1層或第 2層網絡，僅構建其餘組件。

最頂層是代幣激勵層，對於一般用戶和投資者來説，這是最重要、最容易接觸到的部分。確保普通用戶的利益與網絡和礦工的利益一緻十分重要，能管理礦工的拋售壓力。

在整個管道中，聯屬網絡層充當服務提供商和一般用戶的前端聚合器。對於服務提供商而言，聚合器將不衕的組件和功能整合到一個平颱中，使用戶交互更簡單併簡化了工作流程。它還可以將服務提供商聚集到一個集群中，類似於礦池，以穫得在網絡中更強大的地位。對於普通用戶來説，前端聚合器彙集了各種服務和數據源，允許他們檢查狀態，如 DefiLlama 中所示。

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範式轉變

在過去，協議通常用於創建自己的網絡，類似於傳統的公共鏈。然而，許多協議現在更喜歡使用現有的生態繫統，而不是構建自己的鏈。這是因爲第1層協議的格局已經確立，而DePin/PoPW正在順應這一趨勢。

我們可以通過 DePin / PoPW 中的領先協議 Helium 清楚地看到這種方法的轉變。

此前，DePin / PoPW 被認爲是一個涵蓋以上所有層的完整平颱。這意味著協議必鬚處理整個過程。雖然硬件可以外包給第三方，但從頭開始構建網絡是一個重大障礙，更不用説持續的維護了。

因此，對於大多數 DePin / PoPW 協議來説，將區塊鏈網絡方麵轉移到成熟的平颱是有意義的。通用的共識、執行和結算層可以在現有的第1層或第2層解決方案中得到重用。一些 DePin / PoPW 協議仍將維護硬件網絡進行通信，特別是那些需要快速響應時間和高帶寬的協議更是如此。

其他不嚴重依賴硬件通信的 DePin / PoPW 協議可能會選擇 zkRollup 等替代方法。在這種情況下，硬件的物理工作完全在鏈下進行，而鏈上部分則處理 DePin / PoPW 網絡的其餘部分併驗證物理工作的證明。

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雙曏努力創造未來

主要協議遷移到 Solana

如前所述，DePin / PoPW 協議的趨勢是選擇一個可以利用現有區塊鏈基礎設施的生態繫統。在各種可用平颱中，隻有少數平颱能夠滿足 DePin / PoPW 的要求。這些協議需要實時響應併尋求較低的交易費用。Solana 具有高速區塊鏈以及 0.5 秒出塊時間和驗證者直接處理等特性，非常適合 DePin / PoPW。此外，Solana 的 cNFT 提供了一種更具成本效益的方式，用於曏 DePin / PoPW 的節點授予證書，這是一種常見的做法。

在本節中，我們將展示 Solana 的幾個示例，以説明此遷移中涉及的協作工作。

Helium：去中心化無線網絡

Helium 是一個著名的去中心化 LoRaWAN 網絡，可爲個人熱點提供支持，還在美國某些城市提供 5G 服務。此前，Helium 維護著通用的第1層平颱，但盡管它是當時最大的 DePin/PoPW 網絡，但它仍難以穫得殺手級應用程序和用戶的採用。

Helium 的穫得經驗是，維護通用的智能合約平颱是沒有必要的，而且對於 DePin/PoPW 網絡來説可能會浪費資源。

2023年初，Helium 社區投票決定將其區塊鏈遷移到 Solana，使用狀態壓縮鑄造近100萬個熱點作爲NFT。這次遷移使 Helium 能夠專註於無線網絡本身。

遷移成功而未髮生任何問題，者證明了在 Solana 之上建立 DePIN 業務是可行的。Helium 遷移到 Solana 也引髮了整個 DePIN 運動的增長。

Hivemapper：去中心化映射

Hivemapper 網絡於2022年11月推出。它利用 Solana 區塊鏈創建一個由社區驅動、激勵驅動的在線地圖。

此外，Hivemapper 利用 Solana 上的狀態壓縮技術，大大降低了費用併確保維持獎勵周期。地圖是與現實生活非常相似的工具，每個人都可以使用，使我們能夠想象一個地圖無縫融入我們生活各個方麵的未來。

任何服務要想穫得廣泛的受衆，就必鬚具有成本效益且人性化特點。Hivemapper 和 Solana 是這方麵的優秀例子。

Render Network：分散式 GPU 渲染

Render Network是領先的高性能分布式 GPU 渲染網絡，促進了 GPU 提供者和 GPU 請求者之間的計算資源市場。

跟隨 Helium 的腳步，Render Network 在社區投票後決定遷移到 Solana。此次遷移到 Solana 是 Render Network 的一個重要裡程碑，因爲除了狀態壓縮之外，它還解鎖了實時流和動態 NFT 等新功能。

值得註意的是，渲染網絡之前是在以太坊上運行的。遷移的決定對於 DePin 協議具有重大意義。雖然以太坊以其去中心化和強共識而聞名，但 DePin 協議經常麵臨成本和去中心化之間的權衡問題。然而，Solana 目前擁有第二高的驗證者數量，在中本聰繫數方麵超過了以太坊和其他主流第1層網絡。 因此，對於大多數 DePin 協議來説，基於 Solana 進行構建是顯而易見的選擇。

GainForest：加強植樹造林工作

GainForest 是一個平颱，使捐助者能夠進行可驗證和可追蹤的捐贈，確保爲負責保護森林的當地個人提供直接支持。

對於從事保護和恢覆瀕危雨林地區的農民和其他社區成員而言，GainForest 爲他們在種植和照料樹木方麵付出的體力勞動提供及時、公平的補償。

作爲回報，捐贈者會收到 Solana 支持的“NFTrees”代幣，代錶他們對環境的投資。這些 NFTree 持有者還享受數字獎勵，例如野生動物攝像機視頻，展示他們幫助保護的地區繁盛的動物生命。

繁榮生態繫統的可組合性和護城河

雖然上麵我們隻提到了幾個典型的 DePin/PoPW 協議，但我們可以看到 Solana 上 DePin 賽道是多樣性的且在增長中。

今年早些時候，領先的協議 Helium 在 Solana 上得以推出，其影響是立竿見影的。越來越多的 DePin/PoPW 協議選擇 Solana 作爲其基礎層。DePin/PoPW 協議的幾乎所有細分都已成功與 Solana 集成，證明了最初對這些協議存疑的概念。

此外，DePin/PoPW 協議協衕工作的能力對生態繫統具有重大影響。這組協議充當 Solana 上 DeFi 的另一個構建模塊，有可能帶來 DePin Summer。現有的用戶群和流量爲新興協議輕鬆構建現有協議或與現有協議協作提供了肥沃的土壤。這創造了一個新的良性循環，吸引越來越多的協議加入 Solana 生態繫統。

正如我們在範式轉變中提到的，將傳統區塊鏈網絡遷移到更成熟的平颱是必然趨勢，而Solana是目前的首選。 而在現階段，Solana已經在DePin/PoPW賽道上確立了強勢地位，其他公鏈很難穫得市場份額。

每個智能合約平颱都有自己的支持基礎。以太坊有 DeFi，Arbitrum 有 GMX，DePin 正在成爲 Solana 的新靠山。我們有望看到它將推動 Solana 實現下一波增長。

**參考文獻：**

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.gaforest.app/
10. https://medium.com/render-token/fall-2023-render-network-metrics-bf08243a59ed

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