Hlavní body
Paralelizace je v blockchainovém odvětví metoda zpracování více transakcí současně.
Existují různé typy paralelizace, včetně paralelizace na úrovni transakcí, paralelizace na úrovni bloků a paralelizace chytrých kontraktů.
Mezi výhody paralelizace patří rychlejší zpracování transakcí, lepší škálovatelnost a levnější poplatky gas.
Úvod
Efektivní zpracování transakcí je klíčem ke zlepšení propustnosti blockchainových sítí a vyřešení problému se škálovatelností blockchainu. V tomto článku prozkoumáme základy paralelizace, její fungování, některé běžné typy a potenciální výhody.
Co je paralelizace?
Paralelizace (paralelní provádění transakcí) je metoda zpracování více úloh současně. Paralelizace úzce souvisí s paralelními výpočty, což je koncept v informatice, který popisuje současné provádění více procesů.
Jak paralelizace funguje?
Paralelizace organizuje síťová data způsobem, který místo postupného zpracování (jednu transakci po druhé) umožňuje ověření více transakcí současně. Realizace transakcí se rozdělí mezi několik uzlů a každý uzel zpracovává různé segmenty objemu transakcí, což zrychluje zpracování a snižuje zahlcení sítě.
Při paralelním zpracování transakcí síť současně zkoumá mnoho možných stavů, kdy každý z nich znázorňuje důsledky ověření určité skupiny transakcí. To síti umožňuje posoudit potenciální dopad transakcí ještě předtím, než jsou oficiálně zaznamenány do účetní knihy. Po tomto vyhodnocení se uzly dohodnou na společném stavu, který reflektuje kolektivní výsledek těchto paralelních ověření.
Modely paralelizace
Existují dva hlavní typy paralelizace blockchainu: optimistická paralelizace a paralelizace přistupující ke stavu.
1. Optimistická paralelizace: v modelu optimistické paralelizace přeskočí síť počáteční fázi třídění a transakce zpracovává souběžně přímo. Tento přístup předpokládá, že většina transakcí ve frontě je nezávislá, a používá metodu k opětovnému přezkoumání a opravě všech transakcí, u kterých se po realizaci zjistí, že jsou vzájemně závislé. To znamená, že pokud se zpočátku předpokládá, že spolu transakce nesouvisí, ale později se zjistí, že jsou vzájemně závislé, systém je upraví tak, aby všechna data byla správná.
2. Paralelizace s přistupem ke stavu: model paralelizace přistupující ke stavu začíná kategorizací transakcí podle jejich vlivu na stav sítě, jako jsou interakce s konkrétními chytrými kontrakty nebo účty. Tím se identifikují transakce, které je možné bez konfliktu zpracovat paralelně. Transakce, které spolu nesouvisí, se realizují současně. Naopak transakce, které ovlivňují podobné prvky stavu, se zpracovávají v konkrétním pořadí a o jejich prioritě rozhodují poplatky gas.
Různé typy paralelizace
Paralelizace na úrovni transakcí
Paralelizace na úrovni transakcí umožňuje souběžné zpracování více transakcí. Zvyšuje propustnost sítě a umožňuje vyšší počet transakcí za sekundu (TPS). Zkracuje také dobu potřebnou k potvrzování transakcí, což zlepšuje celkovou odezvu sítě. Tento typ paralelizace je cenný především pro blockchainy s vysokou poptávkou, kde je důležité zachovat rychlou dobu zpracování.
S paralelizací na úrovni transakcí souvisí také určité problémy. Souběžné zpracování transakcí může například vytvářet datové závislosti, kdy výstup jedné transakce může ovlivňovat jinou, takže zajištění jednotnosti a spolehlivosti pak vyžaduje složité strategie správy dat.
Paralelizace na úrovni bloků
Paralelizace na úrovni bloků zahrnuje souběžné vytváření a ověřování bloků s cílem zlepšit škálovatelnost sítě. Zpracováním více bloků najednou pomáhá tento přístup blockchainu pojmout víc transakcí, a předchází tak potenciálnímu zahlcení sítě.
Paralelizace na úrovni bloků ale vyžaduje pečlivou implementaci, aby nedošlo k ohrožení bezpečnosti blockchainu. Paralelizace na úrovni bloků navíc vyžaduje více výpočetních prostředků, což zvyšuje hardwarové požadavky na síťové uzly. To by mohlo potenciálně omezit možnost některých účastníků síť zabezpečovat, což by negativně ovlivnilo její decentralizaci a přístupnost.
Paralelizace chytrých kontraktů
Paralelizace chytrých kontraktů znamená paralelní realizaci několika chytrých kontraktů. Může zlepšit výkon decentralizovaných aplikací a zvýšit jejich škálovatelnost i odezvu.
Paralelní realizaci chytrých kontraktů usnadňuje několik mechanismů. Například optimistic rollupy realizují transakce mimo blockchain, s blockchainem komunikují pouze za účelem jejich dokončení, a snižují tak zatížení hlavního blockchainu. Řešení škálování Validium sítě Ethereum kombinuje důkazy s nulovou znalostí s offchainovými výpočty, a aplikacím chytrých kontraktů tím zajišťuje škálovatelnost i soukromí.
Výhody paralelizace
Vysoká rychlost zpracování transakcí
Rozložení úloh mezi víc uzlů zkracuje dobu potřebnou k realizaci transakcí, což zvyšuje rychlost zpracování transakcí. Sítě, které využívají paralelizaci, bývají efektivnější než sítě používající modely sekvenčního zpracování.
Škálovatelnost
Paralelizace řeší problém se škálovatelností blockchainu rozdělením ověřování transakcí mezi různé uzly. To celý proces urychluje, a navíc to podporuje horizontální škálování. Horizontální škálování umožňuje síti přidávat nebo odebírat uzly podle kolísání poptávky.
Snížené náklady na poplatky gas
Paralelizace snižuje poplatky tím, že transakce přiděluje podskupinám uzlů. Ve srovnání se sekvenčním zpracováním, kdy každou transakci ověřuje každý uzel, je to méně nákladné. Vyšší rychlost transakcí navíc snižuje konkurenci mezi uzly, což dál snižuje transakční poplatky.
Závěrem
Paralelizace je metoda souběžného zpracování více transakcí. Přináší mnoho výhod, včetně vyšší rychlosti zpracování transakcí, lepší škálovatelnosti a nižších poplatků. V budoucnu bude možné paralelizaci kombinovat s dalšími řešeními škálování, jako je sharding, a dosáhnout tak ještě škálovatelnějších blockchainových sítí.
Související články:
Vyloučení odpovědnosti: tento obsah je vám předkládán ve stavu, v jakém je, pouze pro obecné informační a vzdělávací účely, bez jakéhokoli prohlášení nebo záruky. Neměl by být chápán jako finanční, právní nebo jiné odborné poradenství ani není jeho cílem doporučit nákup jakéhokoli konkrétního produktu nebo služby. Měli byste se poradit s příslušnými odbornými poradci. Upozorňujeme, že pokud je článek příspěvkem od třetí strany, vyjádřené názory patří této třetí straně a nemusí se nutně shodovat s názory Akademie Binance. Další podrobnosti se dozvíte v našem úplném prohlášení o vyloučení odpovědnosti zde. Ceny digitálních aktiv mohou být volatilní. Hodnota vaší investice může klesnout nebo stoupnout a investovaná částka se vám nemusí vrátit. Za svá investiční rozhodnutí nesete výhradní odpovědnost vy sami a Akademie Binance nenese odpovědnost za žádné ztráty, které vám mohou vzniknout. Tento materiál by neměl být chápán jako finanční, právní nebo jiné odborné poradenství. Další informace získáte v našich podmínkách použití a upozornění na rizika.