Kľúčové poznatky
Vo svete blockchainu je paralelizácia metódou spracovania viacerých transakcií súčasne.
Existujú rôzne typy paralelizácie vrátane paralelizácie na úrovni transakcií, paralelizácie na úrovni blokov a paralelizácie smart kontraktov.
Medzi výhody paralelizácie patria napríklad rýchlejšie spracovanie transakcií, lepšia škálovateľnosť a nižšie náklady na poplatky gas.
Úvod
Efektívne spracovanie transakcií je kľúčom k zlepšeniu priepustnosti blockchainových sietí a vyriešeniu problému škálovateľnosti blockchainu. V tomto článku sa pozrieme na základy paralelizácie, ako funguje, niektoré bežné typy a potenciálne výhody.
Čo je paralelizácia?
Paralelizácia (paralelné uskutočňovanie transakcií) je metóda spracúvania viacerých úloh súčasne. Paralelizácia úzko súvisí s paralelnými výpočtami, čo je pojem v informatike, ktorý sa vzťahuje na súčasné vykonávanie viacerých procesov.
Ako funguje paralelizácia?
Paralelizácia organizuje sieťové údaje spôsobom, ktorý umožňuje validáciu viacerých transakcií súčasne namiesto ich postupného spracovávania (jedna po druhej). Úloha vykonávania transakcií je distribuovaná cez viacero uzlov. Každý uzol spracováva rôzne segmenty transakčného zaťaženia, čo uľahčuje rýchlejšie časy spracovania a znižuje preťaženie siete.
Pri paralelnom spracovaní transakcií sieť súčasne skúma množstvo možných stavov, z ktorých každý ilustruje dôsledky validácie konkrétnej skupiny transakcií. To umožňuje, aby sieť posúdila potenciálny vplyv transakcií pred ich oficiálnym zaznamenaním do ledgera. Po tomto hodnotení sa uzly dohodnú na spoločnom stave, ktorý odráža kolektívny výsledok týchto paralelných validácií.
Modely paralelizácie
Existujú dva hlavné typy paralelizácie blockchainu: optimistická paralelizácia a paralelizácia s prístupom k stavu.
1. Optimistická paralelizácia. V modeli optimistickej paralelizácie sieť preskakuje počiatočnú fázu triedenia a priamo spracúva transakcie súbežne. Tento prístup predpokladá, že väčšina transakcií v rade je nezávislá a používa metódu na opätovnú kontrolu a opravu všetkých transakcií, ktoré sa po vykonaní zistia ako vzájomne závislé. To znamená, že ak sa transakcie spočiatku považujú za nesúvisiace, ale neskôr sa zistí, že sa navzájom ovplyvňujú, systém ich upraví, aby zabezpečil, že všetky údaje zostanú presné.
2. Paralelizácia s prístupom k stavu. Model paralelného vykonávania s prístupom k stavu začína kategorizáciou transakcií podľa ich účinkov na stav siete, ako sú interakcie s konkrétnymi smart kontraktmi alebo účtami. Pomáha to identifikovať transakcie, ktoré je možné paralelne spracovať bez konfliktu. Transakcie, ktoré navzájom neinteragujú, sa vykonávajú súčasne. Naopak transakcie, ktoré ovplyvňujú prvky s podobným stavom, sa spracúvajú v konkrétnom poradí s prioritizáciou na základe poplatkov gas.
Rôzne typy paralelizácie
Paralelizácia na úrovni transakcií
Paralelizácia na úrovni transakcií umožňuje súčasné spracovanie viacerých transakcií. To zvyšuje priepustnosť siete a umožňuje vyšší počet transakcií za sekundu (TPS). Skracuje tiež čas potrebný na potvrdenie transakcií, čím zlepšuje celkovú odozvu siete. Tento typ paralelizácie je obzvlášť cenný pri blockchainoch s vysokým dopytom, pri ktorých je dôležité zachovať rýchle časy spracovania.
S paralelizáciou na úrovni transakcií sú spojené aj niektoré výzvy. Napríklad súčasné spracovanie transakcií môže vytvoriť závislosť údajov, kde výstup jednej transakcie môže ovplyvniť inú transakciu, čo si vyžaduje komplexné stratégie správy údajov na zabezpečenie konzistencie a spoľahlivosti.
Paralelizácia na úrovni blokov
Paralelizácia na úrovni blokov zahŕňa súbežné vytváranie a validáciu blokov s cieľom zlepšiť škálovateľnosť siete. Spracovaním viacerých blokov súčasne tento prístup pomáha blockchainu prispôsobiť sa viacerým transakciám a zabrániť potenciálnemu preťaženiu siete.
Paralelizácia na úrovni blokov si však vyžaduje starostlivú implementáciu, aby sa zabránilo ohrozeniu bezpečnosti blockchainu. Navyše, paralelizácia na úrovni blokov si vyžaduje viac výpočtových zdrojov, čo zvyšuje hardvérové požiadavky na sieťové uzly. To by mohlo potenciálne obmedziť schopnosť niektorých používateľov byť účastníkmi siete, čo by negatívne ovplyvnilo jej decentralizáciu a dostupnosť.
Paralelizácia smart kontraktov
Paralelizácia smart kontraktov sa týka paralelného vykonávania viacerých smart kontraktov. To môže zlepšiť výkon decentralizovaných aplikácií (DApp), zvýšiť ich škálovateľnosť a odozvu.
Paralelné vykonávanie smart kontraktov umožňuje viacero mechanizmov. Napríklad optimistické rollupy vykonávajú transakcie mimo reťazca a s blockchainom interagujú iba aby ich dokončili, čím sa znižuje zaťaženie hlavného reťazca. Riešenie škálovania Ethereum Validium kombinuje dôkazy s nulovou znalosťou s výpočtami off-chain (mimo reťazca) a poskytuje škálovateľnosť aj súkromie pre aplikácie so smart kontraktmi.
Výhody paralelizácie
Vysoká rýchlosť spracúvania transakcií
Rozdelenie úloh medzi viaceré uzly skracuje časy vykonávania transakcií, čo zvyšuje rýchlosť spracovania transakcií. Siete, ktoré využívajú paralelizáciu, bývajú efektívnejšie ako tie, ktoré fungujú na modeloch sekvenčného spracovania.
Škálovateľnosť
Paralelizácia rieši problém škálovateľnosti blockchainu distribúciou validácie transakcií medzi sieťovými uzlami. To urýchľuje proces a podporuje horizontálne škálovanie. Horizontálne škálovanie umožňuje, aby sieť pridala alebo odstránila uzly na základe kolísania dopytu.
Zníženie nákladov na poplatky gas
Paralelizácia znižuje poplatky tým, že prideľuje transakcie podskupinám uzlov. To je menej nákladné v porovnaní so sekvenčným spracovaním, kde je každá transakcia overená každým uzlom. Okrem toho vyššia rýchlosť transakcií znižuje konkurenciu medzi uzlami, čím sa poplatky za transakciu znižujú ešte viac.
Záverečné myšlienky
Paralelizácia je spôsob spracovania viacerých transakcií súčasne. Ponúka mnoho výhod vrátane vyššej rýchlosti spracovania transakcií, lepšej škálovateľnosti a nižších poplatkov. V budúcnosti bude možné paralelizáciu kombinovať s inými riešeniami škálovania (napr. sharding), aby sa dosiahla ešte väčšia škálovateľnosť v blockchainových sieťach.
Prečítajte si tiež
Zrieknutie sa zodpovednosti a varovanie pred rizikom: Tento obsah tu vidíte „taký aký je“ a slúži len ako všeobecná informácia a na účely vzdelávania, bez akejkoľvek reprezentácie alebo záruky. Tieto informácie by sa nemali považovať za finančné, právne alebo odborné poradenstvo a ani nie sú určené ako odporúčanie na nákup akéhokoľvek konkrétneho produktu alebo služby. Mali by ste požiadať o radu odborného poradcu. V prípade, že autorom článku je tretia osoba, upozorňujeme, že názory uvedené v článku sú názormi tohto prispievateľa/autora a nemusia nevyhnutne odrážať názory Akadémie Binance. Ďalšie podrobnosti nájdete v našom úplnom zrieknutí sa zodpovednosti, ktoré sa nachádza tu. Ceny digitálnych aktív môžu byť volatilné. Hodnota vašej investície môže klesať alebo stúpať a investovaná čiastka sa vám nemusí vrátiť. Za svoje investičné rozhodnutia nesiete výhradnú zodpovednosť a Akadémia Binance nezodpovedá za žiadne straty, ktoré vám môžu vzniknúť. Tento materiál by sa nemal považovať za finančné, právne ani iné odborné poradenstvo. Viac informácií nájdete v našich Podmienkach používania a Varovaniach pred rizikom.