什么是區(qū)塊鏈并行執(zhí)行？區(qū)塊鏈并行執(zhí)行的潛力、挑戰(zhàn)與未來解析！區(qū)塊鏈并行執(zhí)行將會對未來區(qū)塊鏈交易產生很大的影響，下面腳本之家小編就給大家詳細介紹什么是區(qū)塊鏈并行執(zhí)行和區(qū)塊鏈并行執(zhí)行的平臺，有需要的朋友一起看看吧！

區(qū)塊鏈并行執(zhí)行是什么?為什么下一代區(qū)塊鏈并行執(zhí)行很重要

前區(qū)塊鏈行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)

目前，主流區(qū)塊鏈提供了一系列的應用，包括DeFi、NFT、社交媒體，甚至游戲。然而，這些應用程序的質量和能力受到一個根本性的限制：區(qū)塊鏈難以同時處理多個交易。在去中心化應用程序中，并行執(zhí)行至關重要，因為它允許智能合約平臺同時處理多個交易，從而提高網絡的整體吞吐量和響應能力。為解決這一關鍵障礙，過去五年中，行業(yè)的發(fā)展主要致力于通過并行化改善區(qū)塊鏈的性能。

在之前的報告中，我們深入研究了增強可擴展性的各種方法，展示了模塊化設計、DAG等創(chuàng)新架構以及Aptos和Sui等案例研究。然而，區(qū)塊鏈領域中一個經常被忽視的方面是網絡如何處理并行執(zhí)行以及如何比較這些方法。

本研究報告旨在揭示即將到來的第1層區(qū)塊鏈，這將有助于解決當前區(qū)塊鏈的問題，并為未來的并行執(zhí)行建立分類框架。我們將重點關注這些解決方案如何實現(xiàn)并行執(zhí)行，并比較它們克服現(xiàn)有區(qū)塊鏈網絡限制的方法。通過研究這些下一代區(qū)塊鏈采用的各種策略和技術，我們希望為并行執(zhí)行的未來及其在推動區(qū)塊鏈創(chuàng)新中的作用提供有價值的見解。

EVM

目前大多數(shù)智能合約平臺都依賴于以太坊虛擬機(EVM)，但它存在一個主要缺點：無法并發(fā)執(zhí)行交易。這一限制促使新一波L1解決方案發(fā)展，強調并行執(zhí)行作為提高可擴展性和效率的手段。

智能合約區(qū)塊鏈有兩個主要組成部分：共識機制和虛擬機，前者幫助節(jié)點就交易排序和納入達成一致，后者運行應用程序代碼并更新應用狀態(tài)和賬戶余額。以太坊通過EVM引入了可編程智能合約，EVM是一個共享系統(tǒng)，每個節(jié)點保留所有應用程序及其狀態(tài)的副本。盡管它很受歡迎，但使用EVM的區(qū)塊鏈在處理速度方面受限。例如，以太坊每秒可以處理大約10筆交易(tps)，而最快的EVM鏈Binance Chain僅能達到200多tps。這種低效是由于EVM的順序處理模式，即交易是一個接一個地處理。

Monad，一個專注于可擴展性的L1，在最近的一篇文章中對此進行了正確的分析，“作為參考：一個簡單的紙牌游戲，每10秒有10,000個用戶移動一次，需要1000 tps。”就目前的情況來看，EVM不太可能在一條鏈中支持這么多的交易。

為了應對這一挑戰(zhàn)，開發(fā)者正在探索支持并行執(zhí)行的解決方案。本報告旨在創(chuàng)建一個框架，對這些區(qū)塊鏈如何實現(xiàn)并行化進行分類，重點關注并行執(zhí)行的提升。通過實施這些策略，智能合約生態(tài)系統(tǒng)可以克服順序處理的限制，并為更廣泛地采用去中心化應用程序鋪平道路。

并行執(zhí)行是什么?

在區(qū)塊鏈中，并行執(zhí)行可以通過一個簡單的類比來理解。想象一下，一家雜貨店需要為顧客的購買行為收取費用。如果商店只有一條結賬通道和收銀機，那么隊伍就會移動緩慢，使顧客感到沮喪，并可能促使他們去其他地方購物。這家商店采用了多條結賬通道和收銀機來加快流程。這是在行動中的并行處理，使商店能夠同時處理多個顧客的需求，而不是一次一個。

將此類比應用于區(qū)塊鏈，多個結賬通道代表處理交易的不同路徑或通道。在并行執(zhí)行中，這些通道存在于單個系統(tǒng)中，使其能夠同時處理多個交易。這種設置允許單個區(qū)塊鏈系統(tǒng)更有效地處理更大量的交易，從而提高整體性能。

現(xiàn)在我們已經掌握了并行執(zhí)行對區(qū)塊鏈效率和可擴展性的重要性，讓我們更深入地研究其機制。

并行執(zhí)行是如何工作的?

區(qū)塊鏈中的并行執(zhí)行意味著同時處理不相關的交易。把不相關的交易看作互不影響的事件。例如，如果兩個人在不同的交易平臺上交易代幣，他們的交易可以同時處理。但是，如果它們在同一平臺上交易，則可能需要按照特定的順序執(zhí)行交易。

實現(xiàn)并行執(zhí)行的主要挑戰(zhàn)是確定哪些交易是不相關的，哪些是獨立的。這包括了解每個交易如何影響區(qū)塊鏈的數(shù)據。對于許多相互連接的應用程序，確定哪些交易相互依賴可能很棘手。

有些交易比其他交易更容易被認定為不相關。例如，兩個人之間簡單的代幣轉移不會影響其他人，因此很明顯，這些類型的交易幾乎總是獨立的。然而，涉及同一智能合約或賬戶的交易可以更改其數(shù)據，并且不能并行執(zhí)行。一個例子是涉及多個平臺的代幣交易，其中所有參與的平臺必須等待初始交易完成后才能處理其他交易。

在接下來的章節(jié)中，我們將深入研究在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中實現(xiàn)并行執(zhí)行的三種不同方法：

狀態(tài)訪問/optimistic、分片和基于計算的并行執(zhí)行。值得注意的是，傳統(tǒng)上，只有狀態(tài)訪問和optimistic模型被區(qū)塊鏈行業(yè)的其他人認為是真正的并行執(zhí)行方法，因為它們使單個區(qū)塊鏈能夠同時處理交易。然而，隨著復雜的跨鏈通信協(xié)議的出現(xiàn)，構成并行執(zhí)行的概念得到了顯著擴展。

例如，分片雖然傳統(tǒng)上不被視為并行執(zhí)行的方法，但它確實促進了跨多個分片的交易并行處理，因此值得考慮。最后，我們將探討相對較新的基于計算的并行執(zhí)行概念。這一創(chuàng)新的模型雖然尚未廣為人知，但它代表了區(qū)塊鏈系統(tǒng)中并行交易處理的革命性方法，我們將在本文后面詳細介紹。當我們探索這些方法時，我們將揭開每一種方法如何提供獨特的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，為區(qū)塊鏈技術的更高效和可擴展。

并行執(zhí)行：狀態(tài)訪問和Optimistic 模型

Solana：并行區(qū)塊鏈的先驅

Solana已經成為區(qū)塊鏈領域的先驅，開創(chuàng)了一種獨特的方法來管理交易和擴大可擴展性。它的突破性創(chuàng)新是確定區(qū)塊鏈狀態(tài)的哪些部分——所有賬戶或資產的綜合記錄——可以通過特定操作訪問。

把它想象成一個龐大的歸檔系統(tǒng)。每個交易提交一個訪問特定文件的請求。如果文件請求是唯一的，則可以獨立處理交易。但如果它們請求相同的文件，這些交易就會交織在一起，需要協(xié)調。真正的訣竅是確定哪個交易請求哪個文件。

作為第一個并行區(qū)塊鏈，Solana引入了一種解決方案。每個交易必須預先聲明它打算訪問哪個文件。這一要求包含在Solana的“Sea Level”執(zhí)行模型中，其中所有功能都在基于賬戶的框架內運行。每個帳戶只能由與其關聯(lián)的交易訪問，從而防止?jié)撛诘臎_突。

至關重要的是，Solana還使用了這些賬戶中包含的無狀態(tài)程序。無狀態(tài)程序是在執(zhí)行之間不記住任何數(shù)據的代碼片段——它們每次運行時都從頭開始。當進行函數(shù)調用時，這些程序被激活，在不依賴任何過去數(shù)據的情況下執(zhí)行它們的任務。這一概念有助于保持交易獨立性，并有助于Solana改善區(qū)塊鏈可擴展性的創(chuàng)新方法。

Sui：Objects概念

Sui最近首次亮相，在區(qū)塊鏈領域引起了不小的轟動。但是，Sui到底帶來了什么?為了深入研究Sui架構的細微差別，我們的團隊制作了一份全面的論文，將其與Aptos(我們將進一步探索的另一個區(qū)塊鏈)進行比較。然而，在這個關鍵時刻，我們主要關注的是理解Sui實現(xiàn)并行交易執(zhí)行的獨特方法。

Sui的并行化策略與Solana相似，但有一個獨特的要點：用一個被稱為“objects”的結構代替賬戶。Sui交易不引用賬戶，相反，它們改變objects的屬性，這些objects可以是資產或智能合約。如果一個交易被指定為獨立的(也就是說，如果沒有其他交易與目標對象交互)，它將完全繞過共識機制——這一特性被稱為拜占庭一致性廣播。

舉例說明，假設Alice擁有一個獨特的NFT，在Sui的環(huán)境中，它被表示為一個objects，“Alice”被列為其“所有者”。如果Alice將此NFT轉移給Bob，則該交易作為獨立的對象交易，繞過了共識過程。但是，如果Alice決定執(zhí)行更復雜的操作，例如通過市場購買NFT，動態(tài)就會發(fā)生變化。因為objects可以被其他交易操作，該交易可能被指定為依賴性 交易，并可能需要在執(zhí)行前進行順序排序。

Fuel：利用UTXO增強執(zhí)行力

Fuel通過開發(fā)新的虛擬機FuelVM和創(chuàng)新的編程語言Sway，將這一概念變?yōu)楝F(xiàn)實。FuelVM被設計為以太坊虛擬機(EVM)的精簡但完全兼容的替代品，這使得開發(fā)者更直接地融入Fuel生態(tài)系統(tǒng)。

除此之外，F(xiàn)uel強調模塊化的區(qū)塊鏈結構。這種模塊化方法允許在Fuel內執(zhí)行的交易在以太坊主網網絡上結算。因此，F(xiàn)uel有能力處理大量交易，所有這些交易都在以太坊上進行整合和結算。這一戰(zhàn)略舉措使Fuel能夠有效地管理繁重的交易負載。

Aptos：以optimistic方式執(zhí)行

在我們對區(qū)塊鏈并行化的探索中，我們首先描述了區(qū)塊鏈如何在交易啟動時建立依賴關系。我們稱之為狀態(tài)訪問方法，其中智能合約或開發(fā)者定義哪些交易可以訪問狀態(tài)的哪一部分。現(xiàn)在我們轉向另一種技術，叫做optimistic執(zhí)行。optimistic執(zhí)行是一種策略，在這種策略中，每個交易都被處理，就好像它沒有連接到任何其他交易一樣，允許所有交易同時處理。但是，如果結果證明某些交易有聯(lián)系，則會停止，其結果也會被清除，繼而重新運行。當交易大多是獨立的時候，這可以加快速度，但當許多交易相連時，處理過程必須經常停止和重置，這可能會使交易變慢。

Aptos使用一種稱為區(qū)塊軟件事務性內存(Block-STM)的方法來應用optimistic執(zhí)行。Aptos是建立在Diem的Move語言和MoveVM之上的，它可以自動發(fā)現(xiàn)交易鏈接。它不需要交易說明它們觸及區(qū)塊鏈狀態(tài)的哪個部分(如內存位置)。

在block - stm中，交易首先在區(qū)塊內按照一定的順序進行設置，然后在不同的處理線程之間進行拆分，以便同時執(zhí)行。在處理這些交易時，系統(tǒng)會跟蹤每個交易更改的內存位置。在每一輪處理之后，系統(tǒng)檢查所有的交易結果。如果它發(fā)現(xiàn)某個交易觸及了由早期交易更改的內存位置，則擦除其結果并再次運行。這一過程一直持續(xù)到區(qū)塊中的每個交易都被處理完畢。

Block-STM的成功很大程度上取決于交易之間的聯(lián)系。根據Aptos團隊的說法，當交易高度關聯(lián)時，使用32個處理核心可以使速度提高8倍，當關聯(lián)較低時可以提高16倍。但是，如果區(qū)塊中的每個交易都是連接的，那么與逐個執(zhí)行相比，block - stm可能會導致稍微慢一些。

Monad: EVM鏈的引領者

Monad在EVM兼容區(qū)塊鏈中開創(chuàng)了一種新方法，是第一個在EVM第一層引入并行架構的區(qū)塊鏈。與Aptos一樣，它采用optimistic執(zhí)行路徑，在交易不相互連接的假設下操作，并在出現(xiàn)依賴關系時加以解決。

這一新穎的方法并非沒有挑戰(zhàn)。對區(qū)塊鏈技術進行重大修改是一項復雜和長期的承諾。盡管如此，Monad仍然致力于創(chuàng)新，并已成為其他區(qū)塊鏈網絡的燈塔，旨在增強自己的架構。

以Polygon和Binance Smart Chain為例，這兩個知名的區(qū)塊鏈現(xiàn)在都在努力升級其系統(tǒng)，采用類似的策略。Monad在optimistic執(zhí)行方面的開創(chuàng)性工作的重要性怎么強調都不為過，因為它影響了大型平臺重新評估和修改自己的架構。

例如，Polygon擁有快速的吞吐量和數(shù)百萬的日交易量。其網絡API已經提供了足夠的數(shù)據來驅動可并行化的引擎，并且通過探索EVM專用的Block-STM，他們已成功地避免了對API的改變。然而，考慮到Polygon PoS鏈上的龐大交易量，任何區(qū)塊之間零依賴的假設是不切實際的。因此，他們采用了最小的元數(shù)據方法，將交易依賴記錄為區(qū)塊中的元數(shù)據，減少冗余和計算需求。

同樣，Binance Smart Chain也在探索通過optimistic執(zhí)行在其EVM鏈內并行執(zhí)行的機會，這反映了Monad創(chuàng)新方法對整個行業(yè)的影響。

Monad的創(chuàng)新精神及其對推動區(qū)塊鏈技術邊界的承諾在EVM領域開創(chuàng)了新的趨勢。它在EVM層1中采用并行架構的方法不僅提高了自己系統(tǒng)的效率，而且還影響和激勵了該領域的其他重要參與者效仿，標志著區(qū)塊鏈行業(yè)未來的重大轉變。

基于分片的并行執(zhí)行

到目前為止，我們已經討論了各種區(qū)塊鏈如何通過帳戶、對象（objects）、UTXO和optimistic模型等概念打破順序排序并實現(xiàn)并行化。然而，我們即將研究的下一代區(qū)塊鏈采用了一種獨特的并行化方法。這些平臺類似于分片模型，而不是擁有能夠并行處理交易的單個區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈被劃分為多個部分，每個部分負責處理自己的交易。

Shardeum：EVM的分片方法

Shardeum通過動態(tài)分片為區(qū)塊鏈可擴展性帶來了突破性的方法，實現(xiàn)了線性可擴展性。分片是網絡的子部分，每個分片處理網絡交易的一部分，從而提高了資源效率和吞吐量?？紤]到一個用戶在Shardeum上托管的去中心化應用程序（dapp）上進行交易，該交易根據其關聯(lián)數(shù)據分配給特定的分片。分片與其管轄范圍內的其他分片并發(fā)處理交易，就像一個迷你區(qū)塊鏈。用戶受益于更快的處理，優(yōu)化用戶體驗。

Shardeum的一個關鍵特性是它與以太坊虛擬機(EVM)兼容性。開發(fā)者可以輕松地將他們基于以太坊的dapp遷移到Shardeum，將Shardeum的動態(tài)分片和并行處理與廣泛的以太坊生態(tài)系統(tǒng)相結合。

動態(tài)分片保證了網絡對波動需求的適應性，促進了系統(tǒng)的可擴展性和高效率。Shardeum自動執(zhí)行跨分片交易，允許無縫執(zhí)行需要多個用戶輸入的復雜應用程序，從而增強可擴展性。

Shardeum的獨特之處在于它的線性擴展能力。隨著節(jié)點的增加，網絡呈線性擴展，這意味著交易吞吐量與節(jié)點數(shù)量成比例地增加。這種線性擴展，結合節(jié)點靈活性和自動擴展功能，使Shardeum能夠以最佳方式處理不同的工作負載和網絡增長。Shardeum通過增強復雜應用程序的可擴展性并為現(xiàn)實世界的交易需求提供實用的解決方案，并為現(xiàn)實世界的交易需求提供了一個實用的解決方案。

Linera：革命性的多鏈協(xié)議

Linera對區(qū)塊鏈可擴展性的創(chuàng)新解決方案通過其動態(tài)多鏈協(xié)議脫穎而出，該協(xié)議包括用戶鏈、公共鏈和臨時鏈。

上圖顯示了Linera系統(tǒng)中的三種不同的鏈類型：用戶鏈、公共鏈和臨時鏈。每種鏈類型都有一個獨特的角色，對協(xié)議的整體功能和可擴展性做出貢獻。

與Shardeum不同，Linera開創(chuàng)了用戶控制鏈的概念，Shardeum將其網絡劃分為許多碎片鏈，每個碎片鏈負責一個子集的交易。這一細化的方法為用戶提供了更多的控制和 自主 權，同時優(yōu)化了整個網絡的資源分配。

由用戶單獨擁有和控制的用戶鏈構成了Linera架構的支柱。這些鏈獨立地處理特定最終用戶的交易，允許并行執(zhí)行，并在減少延遲的同時顯著提高吞吐量。

公共鏈是Linera設計的另一個重要組成部分。這些鏈是去中心化的應用程序，如自動做市商(Automated Market Makers, amm)的所在。公共鏈對所有網絡參與者開放，為需要開放和不受限制的交互的應用程序提供一個公共平臺。

Linera還引入了臨時鏈的概念，專門用于處理原子交換等復雜操作。與需要在主鏈上記錄交易的協(xié)議相比，該特性提供了一個顯著的優(yōu)勢，后者可能會造成瓶頸。在Linera中，在原子交換期間創(chuàng)建一個臨時鏈，獨立于其他交易并與其他交易并行處理。一旦交換結束，臨時鏈就會消失，更新后的狀態(tài)會反映在相關的用戶鏈中。

該協(xié)議的結構支持橫向擴展，這是在不同負載下保持系統(tǒng)性能的基本特性。隨著流量的增加，驗證者可以添加更多的工作機器來管理增加的活動，并在高負載下保持高吞吐量。

與Cosmos等其他協(xié)議不同，其中每個區(qū)塊鏈或“區(qū)域”由一組不同的驗證者操作，Linera將所有鏈統(tǒng)一在一組驗證器中。這種統(tǒng)一的方法增強了Linera協(xié)議的效率和安全性，通過消除單獨驗證器集驗證的復雜性來簡化跨鏈交互，這可能會導致延遲或差異的增加。因此，交易在整個生態(tài)系統(tǒng)中得到更有效的處理，顯著降低了沖突的風險。

Quai Network：通過工作量證明增強并行性和互操作性

Quai Network以其獨特的可擴展性方法在區(qū)塊鏈行業(yè)中開辟了自己的道路。通過實現(xiàn)動態(tài)和可互操作的多鏈架構，Quai為可擴展性問題提供了獨特的基于工作量證明的解決方案，通過無限執(zhí)行分片實現(xiàn)交易并行化。這種方法將Quai與Linera等協(xié)議區(qū)分開來，Linera利用用戶控制的鏈，同時與Shardeum的動態(tài)分片有一些相似之處。

Quai使用的分片版本類似于用于增強中心化系統(tǒng)中數(shù)據庫性能的傳統(tǒng)方法。然而，Quai不同于典型的分片方案，它具有動態(tài)、適應性強、深度交織的多鏈架構。這有點類似于Shardeum的動態(tài)分片，其中網絡被劃分為獨立處理交易的分片鏈。然而，Quai使用合并挖掘層次結構來協(xié)調這些不同的分片，創(chuàng)建了一個獨特的互聯(lián)結構，允許跨網絡并行執(zhí)行操作。與所有現(xiàn)有的分片實現(xiàn)不同，它們引入了一些新的信任機制來促進互操作性(跨分片交易)，Quai網絡使用合并挖掘來互連分片，確保處理跨鏈交易所需的唯一機制是挖掘。Quai Network通過合并挖掘實現(xiàn)互操作性的獨特方法顯著提高了吞吐量，并提供了在不犧牲去中心化或性能的情況下容納大量并發(fā)交易的能力。

為了能夠協(xié)調無限數(shù)量的執(zhí)行分片，Quai網絡引入了一種新的共識機制，稱為PoEM。PoEM基于工作量證明(PoW)共識，但與其他共識機制不同，它是第一個消除基于共識的分叉的共識機制。在運行 PoEM 時，所有節(jié)點將始終立即對序列中的下一個區(qū)塊具有相同的偏好，給定相同的信息集。PoEM允許所有節(jié)點立即公平地比較任何提議的區(qū)塊，從而消除了共識的所有不確定性。通過確保共識始終是即時的，PoEM為無限分片提供了必要的先決條件。如果建立共識需要任何時間，那么可以協(xié)調的執(zhí)行分片數(shù)量就會受到嚴格限制。PoEM作為第一個達成共識的“零時間”方法，是第一個也是唯一一個適合協(xié)調無限增長的鏈集的共識算法。

Quai架構的一個突出特點是引入了并行執(zhí)行線程(PETs)，在Quai中稱為“區(qū)域”。每個“區(qū)域”或并行執(zhí)行線程獨立且異步地處理事務。每個Quai執(zhí)行線程獨立處理事務的能力支持網絡的并行處理能力，這是Quai可伸縮性背后的核心概念之一。

Quai Network中的鏈的數(shù)量是動態(tài)的和可適應的，就像Shardeum的動態(tài)分片一樣。然而，Quai Network使用PoEM共識機制的獨特之處在于，它允許無限地執(zhí)行這種動態(tài)分片模式，而不會降低性能。Quai Network通過動態(tài)分片添加執(zhí)行分片有一個明顯的權衡：隨著更多的執(zhí)行分片被添加到網絡中，跨鏈交易被其目標分片引用所需的時間將會增加。這種關系是次線性的——例如，Quai從9個分片擴展到16個分片，將使跨鏈交易到達目的地的平均時間從3300秒增加到4400秒。進一步擴展到25個分片將使平均時間增加到約5,500秒。理論上，如果Quai擴展到100個分片，到全球跨鏈結算的平均時間約為11000秒。Quai Network的動態(tài)分片算法監(jiān)控網絡的Gas限制和叔塊率，以了解何時需要額外的吞吐量，并自動將額外的執(zhí)行分片編織成共識，以適應增加的吞吐量需求。

此外，Quai的編織結構支持可組合的多鏈智能合約，并允許高效的跨鏈合約交互。每個Quai執(zhí)行線程都有一個EVM，并引入了新的操作碼，以便與位于備用分片上的EVM進行通信。這種能力使開發(fā)者能夠跨多個或所有Quai鏈部署合約，確保整個網絡中去中心應用程序(dapps)的可操作性。

Quai Network的分片創(chuàng)新應用，加上其合并挖掘的互操作性和并行執(zhí)行線程，代表了基于工作的共識機制下區(qū)塊鏈可擴展性的重大進步。跨鏈交易的強大處理和先進的智能合約功能使Quai成為可擴展區(qū)塊鏈協(xié)議不斷發(fā)展的領域中值得注意的貢獻者。

基于計算的并行執(zhí)行

區(qū)塊鏈并行執(zhí)行中的一個新興范例是基于計算的模型。這個術語是由我們在Amber Group的研究團隊創(chuàng)造的，它描述了一種在共享環(huán)境中同時處理計算任務的方法。與狀態(tài)訪問和optimistic模型不同，基于計算的模型并不嚴格依賴于基于順序內存的計算。相反，它按照高度并行的虛擬機的原理運行。這種設計促進了健壯和高效的并行執(zhí)行。以下部分將探討基于計算的并行執(zhí)行的原理、潛在應用，以及它給更廣泛的區(qū)塊鏈技術領域帶來的獨特挑戰(zhàn)。

Kindelia：基于計算的并行執(zhí)行的強者

Kindelia已經成為區(qū)塊鏈中基于計算的并行執(zhí)行模型中一個很有前途的解決方案。它由Higher Order 公司開發(fā)，基于稱為Higher-Order 虛擬機 (HVM) 的獨特運行時，可實現(xiàn)高效的并行計算。

Kindelia的創(chuàng)新是建立在一種被稱為“交互網絡”的新型計算模型上的，這一概念與支撐大多數(shù)現(xiàn)代計算機的圖靈機模型有所不同。交互網絡基于交互節(jié)點的圖，每個節(jié)點都擁有一組重寫的規(guī)則，這些規(guī)則規(guī)定了它如何與網絡中的其他節(jié)點交互。計算是通過減少交互網絡，并根據其重寫規(guī)則系統(tǒng)地從網絡中刪除節(jié)點，直到達到最終狀態(tài)來實現(xiàn)的。該模型允許并行進行計算，而不需要中央時鐘來指示過程，因為節(jié)點在本地交互而無需任何全局協(xié)調。

Victor Taelin (Higher Order Company首席執(zhí)行官)的圖紙告訴我們如何減少交互網絡。

這種模式的優(yōu)點是多方面的。由于其固有的并行性，它促進了更快和更有效的計算，大大優(yōu)于傳統(tǒng)的順序計算模型。此外，它還在計算機科學的各個領域開辟了一個應用領域。在區(qū)塊鏈背景下，Kindelia作為第一個真正的并行虛擬機脫穎而出，實現(xiàn)了許多alt L1所渴望的目標。然而，由于它們依賴于基于圖靈機的架構，這些競爭對手可能永遠不會達到相同的并行化水平。

Kindelia的設計需要更少的計算步驟來執(zhí)行功能，最大限度地利用處理核心，并確保操作以正確的順序執(zhí)行——所有這些都只需要開發(fā)人員付出最小的額外努力。這種簡化的執(zhí)行過程，加上更高級別的安全性，使Kindelia成為區(qū)塊鏈技術中基于計算的并行執(zhí)行的前沿例子。

雖然Kindelia和HVM的理論基礎有些超前，但實際意義很容易理解：提高區(qū)塊鏈計算的速度、效率和安全性。通過Kindelia，我們見證了區(qū)塊鏈技術的革命性飛躍，標志著這一變革領域不斷發(fā)展的重要里程碑。

對并行執(zhí)行的關注

當我們探索并行區(qū)塊鏈的潛力時，重要的是要承認，雖然它們具有可觀的可擴展性和速度優(yōu)勢，但它也帶來了獨特的挑戰(zhàn)和潛在的缺點。經常提及的兩個主要問題是增加中心化的可能性和高交易沖突率。

并行區(qū)塊鏈將交易處理分布在眾多節(jié)點之間，從而提高了交易處理吞吐量。然而，這種分布也可能導致權力集中在幾個節(jié)點內，從而帶來一定程度的中心化。這種中心化可能會破壞區(qū)塊鏈的可信度和安全性，使其更容易受到攻擊。此外，并行區(qū)塊鏈會增加網絡停機的風險。例如，由于交易請求過多，Solana網絡在2021年9月經歷了停機事件。這一事件強調了與擴展區(qū)塊鏈網絡相關的潛在風險，并強調了在不影響穩(wěn)定性的情況下處理高交易量的解決方案的必要性。

交易沖突率是另一個重要問題。此比率指的是由于沖突而無法同時執(zhí)行的交易的百分比。高沖突率可能導致并行區(qū)塊鏈中的大量交易重做。根據Flashbots報告，2017年以太坊交易的沖突率約為35%。隨著OpenSea和Uniswap等主要應用程序主導以太坊網絡，沖突率可能會更高。

在optimistic執(zhí)行的情況下，如果沖突率超過30%，則交易重做的數(shù)量會嚴重破壞管道。每次重做都會減慢交易處理速度，降低并行化帶來的好處。因此，管理交易沖突率對于確保并行區(qū)塊鏈的效率至關重要。

結論

區(qū)塊鏈領域正在發(fā)生重大變化，因為它試圖解決其設計中固有的可擴展性和效率問題。我們已經探討了實現(xiàn)并行執(zhí)行的各種方法，每種方法都有其獨特的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。基于狀態(tài)訪問的模型標志著克服區(qū)塊鏈的順序性質的第一步。

optimistic執(zhí)行雖然有希望，但也帶來了沖突的風險，需要有效的沖突解決策略。分片通過將網絡劃分為更小的、可管理的部分，使我們更進一步，每個部分都能夠獨立處理事務。最后，基于計算的并行執(zhí)行使用尖端的計算機科學來最大化節(jié)點性能和應用程序安全性。盡管存在挑戰(zhàn)和潛在的問題，但這些模型顯示出顯著提高區(qū)塊鏈技術性能的潛力。隨著這些技術的不斷發(fā)展和成熟，我們正站在區(qū)塊鏈技術新時代的風口。

以上就是腳本之家小編給家分享的深度解讀區(qū)塊鏈并行執(zhí)行的詳細教程了，希望大家喜歡！

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