并行区块链为何是解决以太坊拥堵的关键？

导读： 区块链技术的发展进程, 一直是围绕着性能和去中心化之间的平衡来向前推进的。像比特币、初代以太坊等早前采用的单线程处理方式, 虽说达到了较高的安全性以及一致性...

区块链技术的发展进程, 一直是围绕着性能和去中心化之间的平衡来向前推进的。像比特币、初代以太坊等早前采用的单线程处理方式, 虽说达到了较高的安全性以及一致性, 可是在应对数量众多的交易请求之时, 它就显得能力不足了。随着DeFi也就是所谓的去中心化金融, 还有NFT市场呈现出爆发式的增长态势, 网络出现拥堵的情况, 手续费变得高昂, 这就成为阻碍广泛采用这一技术的主要瓶颈了。一种架构创新是并行区块链, 其意在借由同时去处理多个交易流, 以此攻克这一局限, 它不让所有节点串行等待, 而是如同多车道高速公路那般, 使不同的数据包同时能够通行。

并行区块链如何提高吞吐量

传统的区块链就好像是单车道的桥梁, 一次仅仅能够让一辆车通行, 一旦车流量变得密集起来, 拥堵情况就必然不可避免。并行处理的关键核心之处在于要把交易开展分类, 辨别出那些相互之间不存在冲突的操作。举例来说, 用户A给用户B进行转账, 与此同时用户C给用户D进行转账, 这两笔交易在数据的读取和写入方面并不存在交集, 所以能够被分配到不同的“区块生产线程”当中同时去执行。这样的一种机制极大程度地提高了网络的每秒交易处理量（TPS）, 从而让区块链有能力去承载更加复杂的商业应用。

抵达这一目的的技术路线繁多, 涵盖分片技术、并行虚拟机以及新型共识算法，分片技术把网络状况划分成多个部分, 各异节点承担处理各异的部分数据, 而诸如Solana这般的公链, 借由带入时间戳与Sealevel运行时, 准许智能合约并行运作, 这些举措尽管在达成细节上存在差异, 但共同特性都在于冲破了严苛的线性次序依赖, 进而释放出庞大的算力潜力。

并行区块链面临哪些挑战

虽吞吐量显著提升, 可并行化却带来了复杂性, 其中最突出的问题之一便是交易排序的不确定性, 在单线程模型里, 交易先后顺序全局一致, 然而在并行环境下, 若缺乏明确规则, 不同节点对同一组交易执行结果可能产生分歧, 这就需要更高级的乐观并发控制或者预验证机制来保障最终一致性, 进而增加了系统设计难度。

另一挑战在于资源分配是否公正, 多个交易同期并行运转时, 怎样避免恶意用户借由高频交易霸占带宽资源, 致使普通用户的交易遭受延迟或者失败, 这是急需去处理的一个经济学方面的难题, 同时, 调试以及维护并行系统的难度要远远高于串行系统, 任何细微的逻辑层面的错误都有可能在并发执行过程里被放大, 进而造成严重的状况不一致, 因而, 安全性始终还是并行区块链开发内不可以去妥协的底线。

并行区块链展现出下一代基础设施所指向的方向, 它不是要将现有的架构全然替代, 而是于特定的场景范围之内给予更高的效率。对那些开发者来讲, 领会其背后包含的并行逻辑以及数据相互依赖的关系是非常关键的。伴随技术趋向成熟, 我们有希望目睹更多具备高性能、低成本特点的区块链应用现身于日常的生活当中, 切实推动Web3朝着大众方向前行。