什麼是平行EVM？如何提高執行效率？

什麼是平行EVM？

並行EVM或併行以太坊虛擬機，是一個概念，旨在增強使用以太坊虛擬機（EVM）的區塊鍊網絡的性能和可擴展性。傳統的EVM處理交易和智能合約執行，這可能導致瓶頸和較慢的交易吞吐量。平行EVM旨在通過同時執行多次交易和智能合同操作來克服這些限制，從而提高網絡的整體效率。

平行EVM如何工作？

並行EVM背後的核心思想是並行識別和執行獨立的交易和智能合同操作。此過程涉及幾個關鍵步驟：

• 事務依賴性分析：執行交易之前，系統對其進行分析以確定是否可以獨立執行。不取決於其他交易的狀態變化的交易可以並行處理。

• 國家管理：為了確保區塊鏈狀態的完整性，並行EVM使用高級狀態管理技術。這包括維護並行執行的臨時狀態，並在所有並行操作完成後將其合併到最終狀態。

• 衝突解決：如果在平行執行期間出現衝突，則係統必須解決它們以確保最終狀態的正確性。這可能涉及重新執行某些交易或滾回以前的狀態。

平行EVM的好處

實施並行EVM為區塊鍊網絡提供了幾個重要優勢：

• 增加的吞吐量：通過同時執行多次交易，該網絡可以每秒處理更多交易，從而導致更高的吞吐量。

• 降低的延遲：並行執行減少了處理交易所需的時間，從而導致較低的延遲和更快的確認時間。

• 提高的可伸縮性：隨著網絡的增長，並行EVM可以更有效地處理增加的負載，從而增強區塊鏈的整體可擴展性。

實施並行EVM的挑戰

儘管有好處，但實施並行EVM遇到了一些挑戰：

• 依賴性分析的複雜性：準確地確定可以並行執行哪些交易需要復雜的分析算法。此過程中的任何錯誤都可能導致狀態更新。

• 國家管理間接費用：管理多個臨時狀態並將其合併到最終狀態可以引入其他開銷，必須仔細設法維持效率。

• 衝突解決：確保正確解決衝突而不損害區塊鏈的完整性是一項複雜的任務，需要強大的機制。

提高並行EVM的執行效率的技術

為了提高並行EVM的執行效率，可以採用幾種技術：

• 優化的交易批處理：將交易分為可以並行執行的批處理可以顯著提高效率。這涉及仔細的批處理策略，以最大程度地利用並行執行機會。

• 高級狀態碎片：實施狀態碎片，其中區塊鏈狀態的不同部分由不同的節點管理，可以進一步增強並行執行。這需要仔細的協調以確保州一致性。

• 有效的衝突檢測和解決：開發更有效的算法來檢測和解決衝突可以最大程度地減少與並行執行相關的間接費用。

• 智能合約優化：優化智能合約以最大程度地減少依賴性並最大化並行執行潛力，可以顯著提高效率。

實施並行EVM：逐步指南

要在區塊鍊網絡中實現並行EVM ，請遵循以下步驟：

• 分析當前的EVM實現：首先徹底了解現有的EVM實現，並識別可以引入並行執行的領域。

• 開發依賴性分析算法：創建可以準確確定可以並行執行哪些交易的算法。這可能涉及機器學習技術以提高準確性。

• 實施狀態管理：設計一個系統，用於在並行執行過程中管理多個臨時狀態。這包括合併國家和處理衝突的機制。

• 集成並行執行邏輯：修改EVM以合併並行執行邏輯。這涉及更新事務處理管道以支持並行操作。

• 測試和驗證：嚴格測試新的並行EVM實現，以確保其正常運行並保持區塊鏈狀態的完整性。這包括在各種負載條件下進行測試以驗證可伸縮性。

• 部署和監視：一旦驗證，將並行EVM部署在生產環境中，並不斷監視其性能。根據需要進行調整以優化效率。

常見問題

問：是否可以在現有的以太坊網絡上實現並行EVM？

答：由於需要對核心協議進行重大更改，因此在現有以太坊網絡上實施並行EVM具有挑戰性。但是，某些第2層解決方案和以太坊兼容的區塊鏈正在探索並行執行以提高性能。

問：並行EVM如何影響智能合同的開發？

答：智能合同開發人員在設計合同時需要考慮並行執行的含義。這包括最大程度地減少操作之間的依賴關係，並優化並行執行以充分利用並行EVM 。

問：並行EVM有什麼安全含義？

答：平行EVM引入了新的安全考慮因素，尤其是在國家管理和解決衝突方面。確保並行執行不會損害區塊鏈的安全性需要強大的機制和徹底的測試。

問：是否有使用並行EVM的現有區塊鏈項目？

答：幾個項目正在探索或實施並行EVM概念。例如，一些以太坊兼容的區塊鍊和2層縮放解決方案正在實驗並行執行，以增強其性能和可擴展性。