Proof of History: Як Solana інтегрує час у криптовалюту

Чи маєте час?

Вимірювання часу змінювалося протягом історії людства. У минулому час визначали локально, наприклад, за положенням сонця. Кожне місто мало власний місцевий час. Такий децентралізований підхід був ефективний, коли між містами було мало взаємодії, а комунікація обмежувалася фізичними подорожами.

Поява залізниць змінила підхід до часу. Зі зростанням швидкості транспорту й торгівлі виникла потреба у стандартизованому часі для координації розкладів на великих відстанях. 18 листопада 1883 року американські залізниці запровадили чотири часові пояси для уніфікації часу в Сполучених Штатах. Це заклало фундаментальний принцип: синхронізований час забезпечує ефективну координацію й довіру в складних системах.

У сучасних системах комп’ютери та цифрові пристрої підтримують точність шляхом періодичної синхронізації з централізованими годинниками через інтернет. Однак централізований підхід створює ключову проблему для розподілених блокчейн-систем: як децентралізована мережа може встановити надійний, довірений облік часу без центрального органу?

Традиційні програмовані блокчейни, такі як Ethereum, долають це обмеження за допомогою зовнішніх програм, які встановлюють медіанні часові позначки для перевірки транзакцій. Такий підхід суперечить принципу децентралізації, відновлюючи централізовану часову орієнтацію. Solana усуває цю суперечність за допомогою Proof of History (PoH).

Proof of History дозволяє блокчейну впроваджувати перевірювані часові позначки безпосередньо у свою структуру через функцію перевірюваної затримки (VDF). Як зазначає Анатолій Яковенко, співзасновник Solana Labs: "Кожен виробник блоку повинен виконати VDF, цей proof of history, щоб отримати власний слот і сформувати блок." Процес полягає в послідовному додаванні гешу попередніх станів, що створює незмінний запис, де стан, вхідні дані та кількість обчислень можна публічно перевірити й неможливо відтворити чи змінити.

Криптографічний підхід визначає верхні та нижні часові межі для всіх транзакцій у реєстрі. Хоча Proof of History не створює абсолютних часових позначок, як "12:02:01", він забезпечує точний відносний порядок подій у глобальному стані блокчейну. Виробники блоків виконують цей процес локально майже в реальному часі, використовуючи SHA256, яку оптимізують провідні виробники чипів. Це надає реєстру унікальну властивість: кожен може точно визначити момент транзакції, аналізуючи блокчейн.

Як час прискорює операції

Практична цінність Proof of History проявляється у тому, як точні часові позначки пришвидшують перевірку інформації та обробку транзакцій. Наприклад, уявіть логістику потягів: важливий лист їде потягом із Нью-Йорка, із зупинками у Філадельфії, Піттсбурзі й Клівленді, та прибуває до Чикаго о 17:00. Необхідно підтвердити справжність листа на кожній станції, щоб переконатися, що він у потрібному потязі, а не на іншому маршруті.

У системі без стандартизованого часу (як у класичних блокчейнах) перевірка займала б багато часу та ресурсів. Працівники станції повинні були б зв’язуватися з колегами на інших станціях: "Чи був цей потяг у Філадельфії?" "Чикаго, ви очікуєте потяг з Нью-Йорка?" Без часових позначок потрібно звертатися до централізованого розкладу або проводити складні перевірки. Це могло б займати години, затримуючи рух потягів і знижуючи ефективність.

Натомість у Proof of History, як на блокчейн-мережах першого рівня (аналог "Solana Railroad"), кожна станція ставить на листі часову позначку. У Клівленді лист вже містить позначки Нью-Йорка, Філадельфії та Піттсбурга, чітко визначаючи маршрут і підтверджуючи час прибуття до Чикаго о 17:00. Працівники станції перевіряють і обробляють лист за хвилини, що підвищує пропускну здатність і зменшує операційні затримки.

У блокчейн-мережах із Proof of History цей принцип означає значні переваги продуктивності. Кожен вузол може перевірити весь блокчейн за допомогою мінімального обсягу даних, навіть без підключення до основної мережі. Система залишається стійкою: навіть якщо комп’ютери працюють із різною швидкістю, мережеві ASIC підтримують синхронізацію в межах 30% від параметрів. Як наголошує Яковенко, "У кожного є локальний атомарний годинник, який не потрібно синхронізувати. Якщо зв’язок обірветься, годинники не дрейфують, бо засновані на SHA256."

Крім того, Proof of History дає змогу паралельної перевірки — функції, якої немає в більшості інших блокчейнів. Традиційні системи перевіряють транзакції послідовно, з однією перевіркою для кожної транзакції (як один працівник перевіряє всі листи). У Proof of History кілька процесів перевірки працюють одночасно: багато верифікаторів перевіряють різні транзакції за часовими позначками, як кілька працівників паралельно перевіряють листи. Це дозволяє значно швидше обробляти транзакції й підвищує загальну пропускну здатність.

Висновок

Proof of History — це ключова інновація в архітектурі розподілених систем, що вирішує питання створення децентралізованого, перевірюваного обліку часу без центральних органів. Впроваджуючи криптографічні часові позначки у блокчейн через функції перевірюваної затримки, такі мережі створюють незмінний часовий запис, який кожен учасник може незалежно перевірити. Це перетворює перевірку блокчейну з послідовної та повільної на паралельну і високопродуктивну. Технологія доводить, що точний облік часу забезпечує не лише швидкі транзакції, а й ефективну координацію в розподілених мережах, реалізуючи принцип децентралізації та зберігаючи операційну ефективність, недосяжну з централізованими стандартами часу.

FAQ

Який приклад Proof of History?

Приклад подорожі потягом: лист, відправлений із Нью-Йорка, містить часові позначки з кожної станції на маршруті. Послідовність цих позначок доводить хронологічний порядок і справжність листа без зовнішньої перевірки.

Що таке PoH, PoS і PoW?

PoW вимагає розв’язання складних задач для підтвердження, що потребує значних обчислювальних потужностей. PoH маркує події часовими позначками для забезпечення цілісності й порядку в блокчейні. PoS обирає верифікаторів за кількістю криптовалюти, що споживає менше енергії.

Що таке PoA і PoC?

Proof of Authority (PoA) — це механізм консенсусу, де верифікаторів обирають на основі репутації й ідентичності. Proof of Concept (PoC) підтверджує здійсненність ідеї блокчейну перед повномасштабним впровадженням. PoA регулює роботу мережі, а PoC перевіряє початкові концепції.

Які недоліки Proof of History?

Головні недоліки Proof of History: складна реалізація, підвищене навантаження на систему й потенційна затримка в процесах консенсусу. Для перевірки потрібні значні обчислювальні ресурси та спеціалізоване обладнання.