Aspectos clave
En el espacio blockchain, la paralelización es un método para procesar múltiples transacciones al mismo tiempo.
Existen varios tipos de paralelización, incluida la paralelización a nivel de transacción, la paralelización a nivel de bloque y la paralelización de contratos inteligentes.
Entre algunos de los beneficios de la paralelización se incluyen un procesamiento de transacciones más rápido, una escalabilidad mejorada y costos de gas reducidos.
Introducción
El procesamiento eficiente de las transacciones es clave para mejorar el rendimiento de las redes blockchain y resolver el problema de escalabilidad de blockchain. En este artículo, exploraremos los conceptos básicos de la paralelización, cómo funciona, algunos de los tipos comunes y los beneficios potenciales.
¿Qué es la paralelización?
La paralelización (ejecución de transacciones en paralelo) es un método para procesar múltiples tareas al mismo tiempo. La paralelización está estrechamente relacionada con la computación paralela, que es un concepto en informática que se refiere a la ejecución simultánea de múltiples procesos.
Cómo funciona la paralelización
La paralelización organiza los datos de la red de una manera que permite la validación de múltiples transacciones simultáneamente en lugar de procesarlas secuencialmente (una por una). La tarea de ejecutar transacciones se distribuye en varios nodos. Cada nodo maneja diferentes segmentos de la carga de transacciones, lo que facilita tiempos de procesamiento más rápidos y reduce la congestión de la red.
En el procesamiento de transacciones paralelas, la red examina simultáneamente numerosos estados posibles, cada uno de los cuales ilustra las consecuencias de validar un grupo específico de transacciones. Esto permite a la red evaluar el impacto potencial de las transacciones antes de que se registren oficialmente en el ledger. Después de esta evaluación, los nodos acuerdan un estado común que refleja el resultado colectivo de estas validaciones paralelas.
Modelos de paralelización
Hay dos tipos principales de paralelización de blockchain: paralelización optimista y paralelización de acceso de estado.
1. Paralelización optimista. En el modelo optimista de ejecución paralela, la red omite la fase de clasificación inicial y procesa directamente las transacciones al mismo tiempo. Este enfoque supone que la mayoría de las transacciones en la cola son independientes y emplea un método para revisar y corregir cualquier transacción que se considere interdependiente después de la ejecución. Esto significa que si inicialmente se piensa que las transacciones no están relacionadas, pero luego se descubre que se afectan entre sí, el sistema las ajustará para garantizar que todos los datos sigan siendo precisos.
2. Paralelización de acceso por estado. El modelo de ejecución en paralelo de acceso de estado comienza categorizando las transacciones de acuerdo con sus efectos en el estado de la red, como las interacciones con contratos inteligentes o cuentas particulares. Esto ayuda a identificar las transacciones que se pueden procesar en paralelo sin conflicto. Las transacciones que no interactúan entre sí se ejecutan simultáneamente. Por el contrario, las transacciones que afectan a elementos de estado similares se procesan en un orden específico, con priorización basada en las comisiones de gas.
Diferentes tipos de paralelizaciones
Paralelización a nivel de transacción
La paralelización a nivel de transacción permite el procesamiento simultáneo de múltiples transacciones. Esto aumenta el rendimiento de la red, lo que permite un mayor número de transacciones por segundo (TPS). También reduce el tiempo necesario para las confirmaciones de transacciones, mejorando la capacidad de respuesta general de la red. Este tipo de paralelización es particularmente valiosa para las blockchains de alta demanda, en las que es importante mantener tiempos de procesamiento rápidos.
También hay algunos desafíos asociados con la paralelización a nivel de transacción. Por ejemplo, el procesamiento de transacciones al mismo tiempo puede crear dependencias de datos, donde la salida de una transacción podría influir en otra, lo que requiere estrategias complejas de gestión de datos para garantizar la coherencia y la fiabilidad.
Paralelización a nivel de bloque
La paralelización a nivel de bloque implica la creación y validación simultáneas de bloques, con el objetivo de mejorar la escalabilidad de la red. Al procesar varios bloques al mismo tiempo, este enfoque ayuda a que la blockchain se adapte a más transacciones y evite la posible congestión de la red.
Sin embargo, la paralelización a nivel de bloque requiere una implementación cuidadosa para evitar comprometer la seguridad de la blockchain. Además, la paralelización a nivel de bloque exige más recursos computacionales, lo que aumenta los requisitos de hardware para los nodos de red. Esto podría limitar la capacidad de algunos usuarios para participar en la red, afectando negativamente a su descentralización y accesibilidad.
Paralelización de los contratos inteligentes
La paralelización de contratos inteligentes se refiere a la ejecución paralela de varios contratos inteligentes. Esto puede mejorar el rendimiento de las aplicaciones descentralizadas (dApps), mejorando su escalabilidad y capacidad de respuesta.
Varios mecanismos facilitan la ejecución paralela de los contratos inteligentes. Por ejemplo, los rollups optimistas ejecutan transacciones fuera de la cadena y solo interactúan con la blockchain para finalizarlas, lo que reduce la carga en la cadena principal. La solución de escalado Validium de Ethereum combina pruebas de conocimiento cero con computación fuera de la cadena, proporcionando escalabilidad y privacidad para aplicaciones de contratos inteligentes.
Beneficios de la paralelización
Alta velocidad de procesamiento de transacciones
La distribución de tareas entre múltiples nodos disminuye los tiempos de ejecución de transacciones, lo que aumenta la velocidad de procesamiento de transacciones. Las redes que utilizan paralelización tienden a ser más eficientes que las que operan en modelos de procesamiento secuencial.
Escalabilidad
La paralelización aborda el problema de escalabilidad de la blockchain mediante la distribución de la validación de las transacciones entre los nodos de la red. Esto acelera el proceso y es compatible con el escalado horizontal. El escalado horizontal permite a la red agregar o eliminar nodos en función de las fluctuaciones de la demanda.
Costos de gas reducidos
La paralelización reduce las comisiones al asignar transacciones a subgrupos de nodos. Esto es menos costoso en comparación con el procesamiento secuencial, donde cada transacción es validada por cada nodo. Además, las velocidades de transacción más rápidas disminuyen la competencia entre los nodos, lo que reduce aún más las tarifas de transacción.
Conclusiones
La paralelización es un método de procesamiento de múltiples transacciones simultáneamente. Ofrece muchos beneficios, incluido mayores velocidades de procesamiento de transacciones, escalabilidad mejorada y tarifas reducidas. En el futuro, la paralelización se puede combinar con otras soluciones de escalado, como el sharding, para lograr una escalabilidad aún mayor en las redes blockchain.
Lecturas adicionales
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