Ключевые моменты
В пространстве блокчейна параллельная обработка транзакций — это метод одновременной обработки нескольких транзакций.
Существует разные типы параллельной обработки: на уровне транзакций, блоков и смарт-контрактов.
Среди преимуществ параллельной обработки можно выделить повышение скорости обработки транзакций, улучшение масштабируемости и снижение платы за газ.
Введение
Эффективная обработка транзакций — это ключ к улучшению пропускной способности сетей и решению проблемы масштабируемости блокчейна. В этой статье мы рассмотрим, что такое параллельная обработка и как она работает, а также распространенные типы и потенциальные преимущества этого механизма.
Что такое параллельная обработка транзакций?
Параллельная обработка транзакций — это метод одновременного исполнения нескольких задач. Она тесно связана с параллельными вычислениями — концепцией в компьютерных системах, которая относится к одновременному выполнению нескольких процессов.
Как работает параллельная обработка транзакций?
Параллельная обработка организует данные сети таким образом, чтобы проверять несколько транзакций одновременно, а не последовательно (одну за другой). Процесс проверки распределяется между несколькими нодами. Каждая нода обрабатывает разные сегменты от общей нагрузки, что ускоряет процесс и предотвращает перегрузку сети.
При параллельной обработке транзакций сеть одновременно изучает множество возможных состояний, каждое из которых выдает результаты проверки конкретной группы транзакций. В результате сеть может оценить потенциальное влияние транзакций до того, как они будут официально записаны в реестре. Затем ноды приходят к соглашению об общем состоянии, которое отражает итоговый результат этих параллельных проверок.
Модели параллельной обработки транзакций
Существует две основных модели параллельной обработки: оптимистичная и с доступом к состоянию.
1. Оптимистичная модель параллельной обработки. В оптимистичной модели параллельного исполнения сеть пропускает начальную фазу сортировки и сразу приступает к одновременной обработке транзакций. Этот подход предполагает, что большинство транзакций в очереди являются независимыми, а если транзакцию признают зависимой после исполнения, то ее пересмотрят и исправят. То есть транзакции изначально считаются независимыми, но если позже обнаруживается, что какие-то из них влияют друг на друга, то система их корректирует. Все это гарантирует точность данных.
2. Модель параллельной обработки с доступом к состоянию. Модель параллельной обработки с доступом к состоянию начинается с классификации транзакций в соответствии с их влиянием на состояние сети (по взаимодействию с конкретными смарт-контрактами или аккаунтами). Это помогает идентифицировать транзакции, которые могут обрабатываться параллельно без каких-либо проблем. Транзакции, не взаимодействующие между собой, исполняются одновременно. Если же транзакции влияют на одни и те же элементы состояния, они обрабатываются в определенном порядке в зависимости от платы за газ.
Типы параллельной обработки
Обработка на уровне транзакций
Параллельная обработка на уровне транзакций позволяет одновременно обрабатывать несколько транзакций. Это увеличивает пропускную способность сети и количество транзакций в секунду (TPS), а также сокращает время подтверждения транзакций, повышая общую производительность сети. Такой тип подходит для популярных блокчейнов, где важна быстрая обработка.
Однако у параллельной обработки на уровне транзакций есть свои недостатки. Например, одновременная обработка транзакций может приводить к возникновению зависимостей данных, когда результат одной транзакции может влиять на другую. Чтобы обеспечить единообразие и надежность, необходимо использовать сложные стратегии управления данными.
Обработка на уровне блоков
Параллельная обработка на уровне блоков включает одновременное создание и проверку блоков для повышения масштабируемости сети. За счет одновременной обработки нескольких блоков блокчейн может вмещать больше транзакций и предотвращать потенциальную перегрузку сети.
Однако обработка на уровне блоков — это сложный процесс, который может навредить безопасности блокчейна при неосторожном внедрении. Кроме того, параллельная обработка на уровне блоков требует больше вычислительных ресурсов, что повышает требования к аппаратному обеспечению нод. Из-за этого часть пользователей не сможет участвовать в работе сети, а чем меньше пользователей, тем ниже децентрализация.
Обработка на уровне смарт-контрактов
Параллельная обработка на уровне смарт-контрактов — это параллельное исполнение нескольких смарт-контрактов. Этот механизм улучшает производительность децентрализованных приложений (DApp) за счет повышения масштабируемости и оперативности.
Несколько разных механизмов упрощают параллельное исполнение смарт-контрактов. Например, оптимистические роллапы выполняют офчейн-транзакции и взаимодействуют с блокчейном только для завершения, снижая нагрузку на основную сеть. Решение для масштабирования Ethereum под названием Validium сочетает в себе доказательства с нулевым разглашением и офчейн-вычисления, обеспечивая масштабируемость и конфиденциальность во время использования смарт-контрактов.
Преимущества параллельной обработки
Высокая скорость обработки транзакций
Распределение задач между несколькими нодами значительно сокращает время исполнения транзакций и повышает скорость их обработки. В результате сети с параллельной обработкой обычно более эффективны, чем сети с последовательной обработкой.
Масштабируемость
Параллельная обработка решает проблему масштабируемости блокчейна путем распределения проверки транзакций между нодами сети. Это ускоряет процесс и позволяет осуществлять масштабирование по горизонтали. Оно позволяет сети добавлять или удалять ноды в зависимости от уровня спроса.
Снижение затрат на газ
Параллельная обработка уменьшает комиссии за счет распределения транзакций по подгруппам нод. Помимо этого, она менее затратна по сравнению с последовательной обработкой, при которой каждая нода проверяет каждую транзакцию. Высокая скорость транзакций также снижает конкуренцию среди нод, что еще сильнее уменьшает комиссии.
В заключение
Параллельная обработка транзакций — это метод одновременной обработки нескольких транзакций. Он предлагает множество преимуществ, включая высокую скорость работы сети, улучшенную масштабируемость и сниженную плату за газ. В будущем параллельную обработку можно будет сочетать с другими решениями масштабирования (например, шардингом), чтобы масштабируемость блокчейн-сетей стала еще выше.
Рекомендуемая литература
Решения для масштабирования первого и второго уровней блокчейна
Что такое ZK-роллапы? Решение второго уровня для масштабирования
Отказ от ответственности: следующие материалы предоставляются на условиях «как есть» без каких-либо гарантий исключительно для общих справочных и образовательных целей. Эта информация не должна рассматриваться как финансовая, юридическая консультация или рекомендация по приобретению какого-либо конкретного продукта или услуги. Вам следует самостоятельно обратиться за советом к соответствующим профессиональным консультантам. Поскольку статья написана сторонним автором, обратите внимание, что высказанные мнения принадлежат стороннему автору и необязательно отражают точку зрения Binance Academy. Для получения более подробной информации перейдите по ссылке. Стоимость цифровых активов может быть волатильной. Стоимость инвестированных средств может увеличиваться и уменьшаться. Вы можете не вернуть инвестированные средства. Вы несете полную ответственность за свои инвестиционные решения. Binance Academy не несет ответственность за ваши возможные убытки. Данная информация не является финансовой, юридической или профессиональной рекомендацией. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с нашими Условиями использования и Предупреждением о рисках.