解鎖平行鏈：未來區塊鏈擴展的關鍵

快速介紹

區塊鏈網路目前面臨着一個根本性的挑戰：如何在不犧牲安全性或去中心化的情況下處理每秒數千筆交易？答案在於理解並行定義及其應用機制。這個概念在計算機科學中並不新鮮，但將其應用於區塊鏈則代表着解決可擴展性問題的戰略性轉折點。

區塊鏈世界中的平行是什麼？

並行 是指同時處理多個事務，而不是一個一個地處理。想象一下一個員工依次爲客戶服務與一個團隊同時爲多個客戶服務之間的區別 - 這就是並行的本質。

在區塊鏈的背景下，這涉及通過一組不同的節點分配驗證交易的任務。每個節點不是按順序處理每一筆交易，而是處理特定負載的一部分，這顯著加快了過程並減少了擁堵。

工作機制：如何執行並行？

當應用並行處理時，網路同時檢查多個潛在狀態，每個狀態反映對特定交易集的驗證結果。這使得網路能夠在正式將結果記錄到財務帳本之前評估潛在影響。

關鍵步驟緊隨其後：所有節點達成一致的狀態，反映並行驗證操作的集體結果。這種一致性確保了數據和網路的安全性。

兩種並行模型：區別與應用

1. 樂觀平行：首先是速度，之後是修正

該模型跳過初步篩選階段，直接並行處理交易。它基於大多數交易相互獨立的假設。如果後來發現存在相關交易，系統將自動重新審視並糾正結果。

特點：在普通情況下，性能快得多。 挑戰: 如果交易之間的關聯超過預期，可能需要重新處理。

2. 達成狀態的平行：預先規劃

該模型首先根據其對網路狀態的影響對交易進行有序分類——例如，與特定智能合約或特定帳戶的交互。那些不相互衝突的交易將一起執行，而相關交易則以邏輯順序處理，並根據交易費用確定優先級。

功能：高精度，避免從一開始就出現錯誤。 挑戰：需要初步分類過程，可能會消耗額外的資源。

三種應用類型的並行

交易級別的並行

允許同時執行多筆交易，從而大大提高網路的生產率——每秒交易數量(TPS)。它還減少了確認時間，改善了整體響應。

但這個應用程序爲數據依賴性開闢了道路：一個交易的輸出可能會影響另一個，這需要復雜的數據管理策略來確保一致性。

區塊級別的並行

涉及同時創建和驗證多個區塊，顯著提高了可擴展性。網路能夠處理更多交易，避免了瓶頸。

然而，這需要精確執行安全保護，並將消耗節點額外的計算資源，這可能會限制用戶的參與，並影響去中心化。

智能合約的平行

允許並行執行多個智能合約，從而提高去中心化應用程式的性能和可擴展性。例如，Optimistic 聚合執行鏈下交易，僅在最終註冊時與區塊鏈交互，減輕主鏈的負擔。像 Validium 這樣的解決方案結合了零知識證明和鏈下計算，以提供隱私保護的擴展性。

平行的實際好處

1. 高處理速度

在多個節點上分配任務可以從根本上縮短執行時間。具有並行處理的網路在性能上優於那些採用串行處理的網路。

2. 改進的可擴展性

並行處理通過將驗證過程分散到不同的節點來解決區塊鏈擴展問題。這支持橫向擴展，可以根據需求波動添加或刪除節點。

3. 交易成本降低

將交易分配到成本更低的子節點上，而不是通過逐個節點驗證每筆交易的串行處理。此外，速度的提升減少了對空間的競爭，從而進一步推動了手續費的降低。

未來展望

並行的定義不僅限於理論概念 - 它是一種實際工具，塑造着區塊鏈的未來。在漫長的道路上，我們可能會看到並行與其他擴展解決方案如分片的結合，以實現網路可擴展性的質的飛躍。多種技術的融合將爲我們打開前所未有的性能和效率的新視野。