關鍵要點
在區塊鏈領域，並行化是一種同時處理多筆交易的方法。
並行化有多種類型，包括交易級並行化、區塊級並行化和智能合約並行化。
並行化的好處包括：加速交易處理、提高可擴展性和減少燃料成本。
前言
高效率交易處理是提高區塊鏈網路流通量、解決區塊鏈可擴展性問題的關鍵。本文將探討並行化的基礎知識、運作方式、常見類型以及潛在好處。
什麼是並行化？
並行化 (並行交易執行) 是同時處理多項任務的方法。並行化與平行運算緊密相關，在電腦科學中指涉同時執行多個流程的概念。
並行化如何運作？
並行化方式能夠在組織網路資料的同時驗證多筆交易，而不是按照順序一個接一個處理。執行交易的任務會分配給多個節點。每個節點處理交易負載的不同部分，有助於加快處理時間並減少網路壅塞。
在並行交易處理中，網路同時檢查多種可能的狀態，每個狀態都說明驗證特定交易群的結果。這使得網路能夠在交易正式記錄到分類帳之前評估交易的潛在影響。在此評估之後，節點同意一種共同狀態，反映並行驗證的集體結果。
並行化模型
區塊鏈並行化有兩種主要類型：樂觀並行化和狀態存取並行化。
1. 樂觀並行化。在樂觀並行執行模型中，網路跳過初始排序階段，直接並行處理交易。這種方法假定佇列中的大多數交易是獨立的，並採用一種方法重新存取和修正執行後發現的相互依賴交易。這代表如果交易最初被認為不相關，但後來發現彼此影響，系統將進行調整，以確保所有資料保持準確。
2. 狀態存取並行化。狀態存取並行執行模型首先根據交易對網路狀態的影響 (例如與特定智能合約或帳戶的互動) 將交易進行分類。這有助於識別可以並行處理而不會發生衝突的交易。同時亦可執行彼此不相關的交易。相反地，影響類似狀態元素的交易會按照特定順序進行處理，並根據燃料費進行優先排序。
不同類型的並行化
交易級並行化
交易級並行化允許同時處理多筆交易。這樣可增加網路流通量，從而實現更高的每秒交易次數 (TPS)。它也減少了交易確認所需的時間，並提高網路的整體回應能力。這種類型的並行化對於高需求區塊鏈特別珍貴，因為保持快速處理時間非常重要。
交易級並行化也存在一些相關挑戰。例如，並行處理交易可能會產生資料依賴性，其中一筆交易的輸出可能會影響另一筆，需要複雜的資料管理策略來確保一致性和可靠性。
區塊級並行化
區塊級並行化涉及區塊的並行創建和驗證，旨在提高網路可擴展性。透過同時處理多個區塊，這種方法可幫助區塊鏈容納更多交易，並防止潛在的網路壅塞。
然而，區塊級並行化需要謹慎實施，以避免損害區塊鏈的安全性。此外，區塊級並行化需要更多運算資源，提高了網路節點的硬體需求。這可能會限制某些用戶參與網路的能力，對去中心化和可存取性產生負面影響。
智能合約並行化
智能合約並行化是指多個智能合約的並行執行。這樣可以提高去中心化應用程式 (DApp) 的效能，強化可擴展性和回應能力。
多種機制促進智能合約的並行執行。例如，樂觀匯總在鏈下執行交易，並且僅與區塊鏈互動來完成交易，減少了主鏈上的負載。以太坊的 Validium 擴展解決方案將零知識證明與鏈下運算結合，為智能合約應用程式提供可擴展性和隱私性。
並行化的好處
交易處理速度快
任務分佈在多個節點上，減少交易執行時間，從而提高交易處理速度。利用並行化的網路往往比序列處理模型運行的網路更有效率。
可擴展性
並行化透過將交易驗證分配給不同節點，解決區塊鏈的可擴展性問題。這樣可以加快流程並支援水平擴展。水平擴展允許網路根據需求波動新增或刪除節點。
降低燃料費成本
並行化透過將交易分配給節點子群來減少手續費。成本低於依序處理，依序處理的每筆交易都由每個節點驗證。此外，更快的交易速度減少了節點之間的競爭，進一步減少交易手續費。
總結
並行化是一種同時處理多筆交易的方法。它提供許多好處，包括加快交易處理速度、改進可擴展性和降低成本。未來，並行化可以與其他擴展解決方案 (例如分片) 結合，在區塊鏈網路中實現更大的可擴展性。
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