并行处理：区块链可扩展性的基础

为什么区块链网络需要并行处理？

问题很简单：传统的区块链网络顺序处理交易，一次一个。这种方法造成了瓶颈——当交易量增大时，网络变得缓慢，手续费飙升，确认时间延长到惊人的程度。并行处理是解决这一僵局的方案，使网络能够同时处理多笔交易。

在实践中，这意味着：

• 通过put (TPS - 每秒交易)
• 显著降低燃气成本
• 明确更快地完成交易
• 正确的横向可扩展性而非人为限制

并行处理是如何工作的？

与其等待每个节点依次确认交易，实施并行处理的网络将工作分配给多个节点同时进行。每个节点处理不同的交易负载段——这就是该模型的效率所在。

关键阶段：网络同时检查多个潜在的账本状态。每个场景代表批准特定交易组的可能后果。因此，节点可以在交易最终记录之前评估其影响。在对所有变体进行评估后，网络协商出一个共同状态——这个状态反映了所有并行批准的综合结果。

两种基本实现方法

乐观变体

乐观并行处理假设内存池中的大多数交易彼此不依赖。系统直接并行处理它们，而无需预排序。如果后来发现某些交易确实相互影响，网络会进行修正和重新验证。

优点： 在启动阶段没有延迟 挑战： 必须在依赖冲突情况下进行修正机制

意识状态变体

在这里，平行处理的工作方式不同——首先根据哪些状态元素将触及(特定的智能合约、地址、存储槽)对交易进行分类。不交叉的交易同时处理。那些相互作用于相同组件的交易，按燃料费优先级进入队列。

优点: 从一开始就避免冲突 挑战： 需要一个复杂的依赖分析系统

三层并行处理实施

在交易层面

用户在这里可以看到最大的收益。网络同时验证并记录多个独立的交易。结果？每天数百万笔交易，而不是几万笔。

问题：数据依赖管理 - 当一个交易的输出影响另一个交易时，需要监控一致性。这需要先进的冲突检测算法。

在区块层级

网络可以同时处理多个区块，而不是等待一个区块的完成，从而提高可扩展性。然而，这种方法需要节点更多的计算能力(更高的硬件要求)和精确的同步，以免破坏安全性。

智能合约

去中心化应用程序（DApp）可以更快地运行，因为智能合约的并行处理允许多个合约同时执行。乐观汇总在这里发挥作用——它们在链外执行交易，并仅与主链通信以进行最终确认。像Validium这样的解决方案则添加了零知识证明和链外计算，提供了隐私和可扩展性。

不明显的并行处理好处

实现的剧烈加速

为了不必排队，每笔交易与成千上万的其他交易同时处理。确认时间降至几分之一秒。采用这种模型的网络在性能上超越了顺序解决方案。

真实的可扩展性而不是承诺

并行处理通过在节点之间分配确认来解决扩展问题。这是纯粹的水平扩展——可以添加新的节点以应对需求增长，而没有任何人为限制。

支付革命

当每个区块中处理的交易数量增加时，竞争减少。此外，分散的确认意味着一个节点不会像在顺序模型中那样处理每一笔交易(。结果：燃料费用下降了70-80%。

未来：策略组合

仅仅是并行扩展还只是开始。最有前景的网络将把并行处理与分片结合起来——将整个账本状态分配给专业节点。这样的组合理论上可以实现数十万TPS的可扩展性。

第三代区块链的关键

并行处理并不是一种未来主义的概念 - 而是希望实现每日数十亿笔交易的网络的基本基础设施。随着Validium和乐观汇总等第二层解决方案的出现，这一模型为区块链生态系统奠定了新的基础。

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