什么是区块链并行执行？区块链并行执行的潜力、挑战与未来解析！区块链并行执行将会对未来区块链交易产生很大的影响，下面非常好学习小编就给大家详细介绍什么是区块链并行执行和区块链并行执行的平台，有需要的朋友一起看看吧！
区块链并行执行是什么?为什么下一代区块链并行执行很重要
目前，主流区块链提供了一系列的应用，包括DeFi、NFT、社交媒体，甚至游戏。然而，这些应用程序的质量和能力受到一个根本性的限制：区块链难以同时处理多个交易。在去中心化应用程序中，并行执行至关重要，因为它允许智能合约平台同时处理多个交易，从而提高网络的整体吞吐量和响应能力。为解决这一关键障碍，过去五年中，行业的发展主要致力于通过并行化改善区块链的性能。
在之前的报告中，我们深入研究了增强可扩展性的各种方法，展示了模块化设计、DAG等创新架构以及Aptos和Sui等案例研究。然而，区块链领域中一个经常被忽视的方面是网络如何处理并行执行以及如何比较这些方法。
本研究报告旨在揭示即将到来的第1层区块链，这将有助于解决当前区块链的问题，并为未来的并行执行建立分类框架。我们将重点关注这些解决方案如何实现并行执行，并比较它们克服现有区块链网络限制的方法。通过研究这些下一代区块链采用的各种策略和技术，我们希望为并行执行的未来及其在推动区块链创新中的作用提供有价值的见解。
目前大多数智能合约平台都依赖于以太坊虚拟机(EVM)，但它存在一个主要缺点：无法并发执行交易。这一限制促使新一波L1解决方案发展，强调并行执行作为提高可扩展性和效率的手段。
智能合约区块链有两个主要组成部分：共识机制和虚拟机，前者帮助节点就交易排序和纳入达成一致，后者运行应用程序代码并更新应用状态和账户余额。以太坊通过EVM引入了可编程智能合约，EVM是一个共享系统，每个节点保留所有应用程序及其状态的副本。尽管它很受欢迎，但使用EVM的区块链在处理速度方面受限。例如，以太坊每秒可以处理大约10笔交易(tps)，而最快的EVM链BinanceChain仅能达到200多tps。这种低效是由于EVM的顺序处理模式，即交易是一个接一个地处理。
Monad，一个专注于可扩展性的L1，在最近的一篇文章中对此进行了正确的分析，作为参考：一个简单的纸牌游戏，每10秒有10,000个用户移动一次，需要1000tps。就目前的情况来看，EVM不太可能在一条链中支持这么多的交易。
为了应对这一挑战，开发者正在探索支持并行执行的解决方案。本报告旨在创建一个框架，对这些区块链如何实现并行化进行分类，重点关注并行执行的提升。通过实施这些策略，智能合约生态系统可以克服顺序处理的限制，并为更广泛地采用去中心化应用程序铺平道路。
在区块链中，并行执行可以通过一个简单的类比来理解。想象一下，一家杂货店需要为顾客的购买行为收取费用。如果商店只有一条结账通道和收银机，那么队伍就会移动缓慢，使顾客感到沮丧，并可能促使他们去其他地方购物。这家商店采用了多条结账通道和收银机来加快流程。这是在行动中的并行处理，使商店能够同时处理多个顾客的需求，而不是一次一个。
将此类比应用于区块链，多个结账通道代表处理交易的不同路径或通道。在并行执行中，这些通道存在于单个系统中，使其能够同时处理多个交易。这种设置允许单个区块链系统更有效地处理更大量的交易，从而提高整体性能。
现在我们已经掌握了并行执行对区块链效率和可扩展性的重要性，让我们更深入地研究其机制。
区块链中的并行执行意味着同时处理不相关的交易。把不相关的交易看作互不影响的事件。例如，如果两个人在不同的交易平台上交易代币，他们的交易可以同时处理。但是，如果它们在同一平台上交易，则可能需要按照特定的顺序执行交易。
实现并行执行的主要挑战是确定哪些交易是不相关的，哪些是独立的。这包括了解每个交易如何影响区块链的数据。对于许多相互连接的应用程序，确定哪些交易相互依赖可能很棘手。
有些交易比其他交易更容易被认定为不相关。例如，两个人之间简单的代币转移不会影响其他人，因此很明显，这些类型的交易几乎总是独立的。然而，涉及同一智能合约或账户的交易可以更改其数据，并且不能并行执行。一个例子是涉及多个平台的代币交易，其中所有参与的平台必须等待初始交易完成后才能处理其他交易。
在接下来的章节中，我们将深入研究在区块链系统中实现并行执行的三种不同方法：
状态访问/optimistic、分片和基于计算的并行执行。值得注意的是，传统上，只有状态访问和optimistic模型被区块链行业的其他人认为是真正的并行执行方法，因为它们使单个区块链能够同时处理交易。然而，随着复杂的跨链通信协议的出现，构成并行执行的概念得到了显著扩展。
例如，分片虽然传统上不被视为并行执行的方法，但它确实促进了跨多个分片的交易并行处理，因此值得考虑。最后，我们将探讨相对较新的基于计算的并行执行概念。这一创新的模型虽然尚未广为人知，但它代表了区块链系统中并行交易处理的革命性方法，我们将在本文后面详细介绍。当我们探索这些方法时，我们将揭开每一种方法如何提供独特的优势和挑战，为区块链技术的更高效和可扩展。
Solana已经成为区块链领域的先驱，开创了一种独特的方法来管理交易和扩大可扩展性。它的突破性创新是确定区块链状态的哪些部分所有账户或资产的综合记录可以通过特定操作访问。
把它想象成一个庞大的归档系统。每个交易提交一个访问特定文件的请求。如果文件请求是唯一的，则可以独立处理交易。但如果它们请求相同的文件，这些交易就会交织在一起，需要协调。真正的诀窍是确定哪个交易请求哪个文件。
作为第一个并行区块链，Solana引入了一种解决方案。每个交易必须预先声明它打算访问哪个文件。这一要求包含在Solana的SeaLevel执行模型中，其中所有功能都在基于账户的框架内运行。每个帐户只能由与其关联的交易访问，从而防止潜在的冲突。
至关重要的是，Solana还使用了这些账户中包含的无状态程序。无状态程序是在执行之间不记住任何数据的代码片段它们每次运行时都从头开始。当进行函数调用时，这些程序被激活，在不依赖任何过去数据的情况下执行它们的任务。这一概念有助于保持交易独立性，并有助于Solana改善区块链可扩展性的创新方法。
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