並行處理：區塊鏈可擴展性的基礎

爲什麼區塊鏈網路需要並行處理？

問題很簡單：傳統的區塊鏈網路順序處理交易，一次一個。這種方法造成了瓶頸——當交易量增大時，網路變得緩慢，手續費飆升，確認時間延長到驚人的程度。並行處理是解決這一僵局的方案，使網路能夠同時處理多筆交易。

在實踐中，這意味着：

• 通過put (TPS - 每秒交易)
• 顯著降低燃氣成本
• 明確更快地完成交易
• 正確的橫向可擴展性而非人爲限制

並行處理是如何工作的？

與其等待每個節點依次確認交易，實施並行處理的網路將工作分配給多個節點同時進行。每個節點處理不同的交易負載段——這就是該模型的效率所在。

關鍵階段：網路同時檢查多個潛在的帳本狀態。每個場景代表批準特定交易組的可能後果。因此，節點可以在交易最終記錄之前評估其影響。在對所有變體進行評估後，網路協商出一個共同狀態——這個狀態反映了所有並行批準的綜合結果。

兩種基本實現方法

樂觀變體

樂觀並行處理假設內存池中的大多數交易彼此不依賴。系統直接並行處理它們，而無需預排序。如果後來發現某些交易確實相互影響，網路會進行修正和重新驗證。

優點： 在啓動階段沒有延遲 挑戰： 必須在依賴衝突情況下進行修正機制

意識狀態變體

在這裏，平行處理的工作方式不同——首先根據哪些狀態元素將觸及(特定的智能合約、地址、存儲槽)對交易進行分類。不交叉的交易同時處理。那些相互作用於相同組件的交易，按燃料費優先級進入隊列。

優點: 從一開始就避免衝突 挑戰： 需要一個復雜的依賴分析系統

三層並行處理實施

在交易層面

用戶在這裏可以看到最大的收益。網路同時驗證並記錄多個獨立的交易。結果？每天數百萬筆交易，而不是幾萬筆。

問題：數據依賴管理 - 當一個交易的輸出影響另一個交易時，需要監控一致性。這需要先進的衝突檢測算法。

在區塊層級

網路可以同時處理多個區塊，而不是等待一個區塊的完成，從而提高可擴展性。然而，這種方法需要節點更多的計算能力(更高的硬件要求)和精確的同步，以免破壞安全性。

智能合約

去中心化應用程式（DApp）可以更快地運行，因爲智能合約的並行處理允許多個合約同時執行。樂觀匯總在這裏發揮作用——它們在鏈外執行交易，並僅與主鏈通信以進行最終確認。像Validium這樣的解決方案則添加了零知識證明和鏈外計算，提供了隱私和可擴展性。

不明顯的並行處理好處

實現的劇烈加速

爲了不必排隊，每筆交易與成千上萬的其他交易同時處理。確認時間降至幾分之一秒。採用這種模型的網路在性能上超越了順序解決方案。

真實的可擴展性而不是承諾

並行處理通過在節點之間分配確認來解決擴展問題。這是純粹的水平擴展——可以添加新的節點以應對需求增長，而沒有任何人爲限制。

支付革命

當每個區塊中處理的交易數量增加時，競爭減少。此外，分散的確認意味着一個節點不會像在順序模型中那樣處理每一筆交易(。結果：燃料費用下降了70-80%。

未來：策略組合

僅僅是並行擴展還只是開始。最有前景的網路將把並行處理與分片結合起來——將整個帳本狀態分配給專業節點。這樣的組合理論上可以實現數十萬TPS的可擴展性。

第三代區塊鏈的關鍵

並行處理並不是一種未來主義的概念 - 而是希望實現每日數十億筆交易的網路的基本基礎設施。隨着Validium和樂觀匯總等第二層解決方案的出現，這一模型爲區塊鏈生態系統奠定了新的基礎。

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