历史证明(PoH)是什么?如何发挥作用?Solana独特共识的指南

历史证明 (PoH) 是 Solana 的内置时钟。它通过将事件链接成哈希链（类似加密时间线）来创建时间记录。这有助于网络快速就交易顺序达成一致，而无需检查外部时钟。

PoH 最初由 Solana 创始人 Anatoly Yakovenko 于 2017 年提出，旨在解决区块链的一个核心效率低下问题：节点就事件发生时间达成一致所需的时间。为了解决这个问题，Yakovenko 建议将时间直接嵌入账本。

本文将帮助您了解 PoH 的工作原理。对于任何与区块链互动的人来说，了解这一点都很重要，因为它是 Solana 脱颖而出的关键；PoH 是 Solana 速度快、费用低廉以及权衡利弊的关键。

关键要点

• 历史证明 (PoH) 是Solana内置的计时方式。它将事件记录在加密时间轴中，让每个人都能就事件的顺序达成一致，而无需依赖外部时钟。
• PoH 不是一种共识机制；它提供了一个时间源，帮助 Solana 的权益证明 (PoS) 更快地达成共识。
• 它是由 Anatoly Yakovenko 于 2017 年基于他在分布式系统和时间问题方面的工作创建的。
• PoH 通过反复运行 SHA-256 来工作，创建一个哈希链，其中每个哈希都证明时间已经过去。
• 验证者可以将事件放入该时间线，使其顺序清晰且可验证。
• Solana 将 PoH 与 PoS 一起使用，并借助 Tower BFT、Gulf Stream 和 Sealevel 等组件来保持网络的快速高效。
• 这就是它平均每秒处理 2,000 到 5,000 笔交易的方式，费用极低，确认速度几乎是即时的，通常不到一秒。
• PoH 在 DEX、NFT 发布、游戏和实时网络等快速发展的应用中特别有用。
• 未来取决于 Solana 是否能够保持可靠性以及其他人是否会采用类似的想法。

区块链中的历史证明是什么

历史证明（PoH）是一种无需外部来源即可在区块链 上追踪时间的加密方法。它通过以可验证的序列记录事件来准确证明事件发生的时间。

每个事件都会被逐个散列，从而创建一个时间戳。任何人只需查看数据即可检查其顺序和时间。

Solana 是第一个使用 PoH 的区块链，这有助于解决分布式系统中的一个关键问题：在不降低速度的情况下就事件顺序达成一致。通过这种方式，Solana 可以比大多数其他区块链更快、更高效地处理交易。

谁发明了历史证明

历史证明 (Proof of History) 由 Solana 创始人 Anatoly Yakovenko 创建。2017 年，他发表了一份白皮书，概述了一种加密计时系统的想法，该系统可以使区块链运行得更快、更高效。

在加入 Solana 之前，Yakovenko 曾在高通公司从事分布式系统和时钟同步方面的工作。在那里的经历塑造了他的思维，让他意识到，如果区块链能够信任时间而无需等待共识，那么它们的运行速度就能更快。

PoH 就是这样诞生的，并成为 Solana 高速架构的基础。

历史证明如何发挥作用

历史证明 (Proof of History) 不断使用 SHA-256 算法对数据进行哈希处理。每次结果都会传递到下一个结果，从而创建一个表明时间流逝的链条。由于每次停止都依赖于前一次停止，因此它创建了一个清晰且可验证的时间线。

这个过程被称为可验证延迟函数。它需要一段可预测的计算时间，即使拥有强大的计算能力，也无法绕过这一过程。因此，最终生成的哈希链就像一个嵌入账本的无需信任的时钟。

想象一下延时摄影。每一帧都证明了拍摄的那一刻，因为它是连续序列的一部分。在 PoH 中，每个哈希值都是一个时间戳，可以证明事件发生的时间和顺序，而无需中央时间源。

这个时间线允许 Solana 在运行共识之前预先排序交易。这使得流程更快，并减轻了区块链验证者的压力，这也是 Solana 能够将出块时间保持在通常不到一秒的水平并处理如此多交易的原因。

历史证明的例子

假设您在 Solana 上使用去中心化交易所 (DEX) 来兑换代币。PoH 的工作原理如下：

• 您提交交易：向网络发送交易请求，以将代币 A 交换为代币 B。
• 交易进入 PoH 序列：在发生任何其他事情之前，它会被散列到 Solana 的持续 SHA-256 散列链中，从而为其分配一个唯一的、可验证的时间戳。
• 时间戳证明了顺序：因为哈希是序列的一部分，所以任何人都可以看到它相对于其他事件发生的时间，而无需依赖外部时钟。
• 验证者预先对交易进行排序：得益于内置的时间轴，验证者无需浪费时间去确定哪笔交易先发生。排序已经完成。
• 共识开始发挥作用： Solana 的 PoS + Tower BFT 处理最终协议和确认，但由于 PoH 处理了时间问题，因此现在运行速度更快。
• 最终性和结算：您的交易在一秒钟内完成，并且您会收到代币 B。与传统区块链相比，整个过程所需的步骤更少，协调更少。

Solana 的共识：权益证明 + 历史证明

Solana 并不只依赖于单一系统；它将 PoH 与 PoS 结合起来达成共识。在这个混合模型中，PoH 负责处理时间，而 PoS 则提供安全性。

这一切是如何结合在一起的：

• PoH为每个事件添加时间戳，创建所有交易的加密历史记录。
• Tower BFT是实用拜占庭容错算法的一个版本，它使用这些时间戳来投票并最终确定区块。由于它信任已提供的排序 PoH，因此速度得到了优化。
• Gulf Stream在交易被纳入区块之前就将其推送给验证者，从而减少了内存池的大小并提高了吞吐量。
• Turbine将数据分解成更小的数据包并并行发送，就像区块链的 BitTorrent 一样，以便 Solana 可以有效扩展。
• Sealevel是 Solana 的并行运行时。它允许智能合约并行运行，而不是一次运行一个。

验证器硬件要求

所有这些高速性能都是有代价的；运行 Solana 验证器需要强大的硬件来满足网络的吞吐量和并行处理需求。如果您正在考虑成为 Solana 验证器，以下是您需要的配置。

组件	推荐最小值
CPU中央处理器	12 核 / 24 线程，2.8GHz+
RAM内存	128 GB
Storage贮存	2TB NVMe SSD（PCIe Gen4）
Network网络	1 Gbps 上传/下载
GPU（可选）	一些性能工具支持 GPU

历史证明、权益证明、工作量证明

区块链需要两件大事：

• 安全性：谁可以添加区块？我们能信任他们吗？
• 顺序：事情按照什么顺序发生？

权益证明和工作量证明（PoW）是保护网络和决定区块领导者的共识机制。

历史证明不是一种共识机制；它是一个加密时钟，为网络提供可信的时间线，以便更快地达成共识。

PoH 不会取代 PoS 或 PoW；当它们结合在一起时，它会增强它们。

在 Solana 中，PoH 提供了可验证的时间线；PoS 和 Tower BFT 使用该时间线达成快速、安全的共识。

让我们看看历史证明与当今主流共识方法的契合度——它如何与权益证明相结合，并与工作量证明有何不同。

历史证明 + 权益证明

• PoS：根据质押的代币选择验证者；提供抗女巫攻击能力和经济安全性。
• PoH：生成一个正在运行的、可验证的时间线，以便验证者知道事情发生的时间并可以快速排序交易。
• Solana：使用 PoH 为事件添加时间戳；Tower BFT（其 PoS 共识）使用该顺序进行投票并最终确定区块。

与基于权益证明 (PoS) 的权益证明 (PoW) 机制不同，工作量证明机制通过让矿工消耗电力、求解哈希值并奖励最先找到每个区块的矿工来确保比特币、莱特币和狗狗币等区块链的安全。Solana 的历史证明机制 (Proof of History) 机制避免了这种能源竞争，并加快了最终确定性。

历史证明 vs. 工作量证明

PoW：矿工花费精力解决哈希难题来提出区块；它是安全的，但耗能大且吞吐量有限。

PoH：无挖矿竞争。加密时钟预先建立排序，减少协调延迟，并帮助更快地达成共识。

结果： PoW 提供与累积工作相关的概率最终性，而像 Solana 这样的 PoH 加速系统可以实现更快的确认和更高的可扩展吞吐量。

历史证明的优缺点是什么

PoH 有助于 Solana 扩展并提高性能，但也带来了一些权衡。让我们来详细分析一下。

优点

确定性排序：事件在达成共识之前被加上时间戳，从而减少延迟和验证器协调。

高吞吐量： Solana 定期达到 2,000+ TPS，使其成为最快的区块链之一。

低费用：即使在频繁使用的情况下，效率也能使交易成本接近于零。

节能：与工作量证明不同，PoH 避免了挖矿的能源需求。

缺点

高硬件要求：在 Solana 上运行验证器需要严格的配置。这提高了进入门槛，并可能限制去中心化。

时钟漂移场景：由于 PoH 依赖于连续哈希，因此如果系统不同步，恢复可能会很棘手。

采用率有限：目前没有其他主流区块链使用 PoH。这意味着它的工具、社区和弹性主要依赖于 Solana。

用例和生态系统应用

历史证明 (PoH) 赋予 Solana 满足严苛用例所需的速度和时间。Serum等去中心化交易所就是一个例子，其快速交易取决于准确掌握哪笔交易先发生。这种精确性有助于避免抢先交易，并使交易更加公平。

在 NFT 发行期间，成千上万的人会同时尝试铸造，PoH 也非常有用。PoH 有助于保持系统正常运行，避免网络崩溃。除了交易和NFT之外，PoH 还适用于实时系统。

在与物联网、游戏或像DePIN这样的去中心化网络相关的项目中，哪怕只有一秒钟的延迟都可能毁掉体验。Solana 的快速计时功能有助于保持一切同步。一些交易公司，例如 Jump Crypto，使用它来运行在较慢的区块链上无法实现的高速策略。

由于 PoH 提前记录了所有事情的顺序，因此 Solana 可以处理这种繁重的活动而不会减慢速度。

历史证明的未来和竞争对手格局

Solana 仍然是唯一一个使用历史证明 (Proof of History) 的主流区块链，但这一理念正开始流行起来。一些较新的项目正在尝试在其系统中添加可信时间，但还没有一个项目像 Solana 那样走得这么远。

尽管如此，PoH 未来仍面临一些挑战。它对硬件的要求可能会让普通用户更难运行验证器，从而影响去中心化。

该系统也很复杂，将 PoH 与 Tower BFT 和 Sealevel 等其他组件结合在一起，不易复制或维护。

接下来的问题是 PoH 与其他区块链的兼容性如何。互操作性很重要，而 PoH 仍然主要是 Solana 独有的解决方案。

此外，Solana 并没有停滞不前。它正在推出升级版本，例如Jump Crypto 的验证器客户端Firedancer，旨在提高速度和稳定性。

此外，零知识压缩技术也正在研发中，旨在减少数据量，并打造轻客户端，从而简化移动设备访问网络的流程。从长远来看，所有这些都将有助于提升历史证明 (PoH) 的普及度。

无论其他区块链是否采用 PoH，Solana 的方法已经在不影响用户体验的情况下影响关于扩展的讨论。

常见问题解答

Solana 是否使用权益证明或历史证明？

Solana 两者兼用。历史证明处理时间和排序，而权益证明处理验证者的选择和安全性。

PoH 还是 PoS 更好？

它们扮演着不同的角色。PoH 负责事件的排序；PoS 负责保护网络。Solana 需要两者才能按预期运行。

如果 SHA-256 变得过时或不安全，历史证明还能起作用吗？

不。PoH 依赖于 SHA-256。如果 PoH 变得不安全，Solana 需要更新算法以确保其可靠性。

PoH 如何影响 Solana 上的交易费用和网络拥堵？

PoH 加快了交易排序速度，这有助于 Solana 以更低的费用和更少的拥堵处理更多的流量。

结论：历史证据为何重要

历史证明 (PoH) 改变了区块链追踪时间的方式。Solana 无需等待所有人就事件发生时间达成一致。它会实时记录时间线。这有助于它保持快速运行、降低费用，并处理更多活动而不会陷入困境。

它并非没有问题。运行验证器并不便宜，而且网络也经历过一些困难时期。此外，没有其他主流链使用 PoH，所以它仍然处于一个独立的领域。

即便如此，历史证明表明，还有另一种做事方式。如果 Solana 继续构建和改进，我们将拭目以待，看看这种方法能否持续下去，甚至推广开来。

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