什么是平行EVM？如何提高执行效率？

尽管实施挑战，但并行EVM通过同时执行交易来提高区块链效率，从而增加吞吐量并减少延迟。

2025/04/12 01:00

什么是平行EVM？

并行EVM或并行以太坊虚拟机，是一个概念，旨在增强使用以太坊虚拟机（EVM）的区块链网络的性能和可扩展性。传统的EVM处理交易和智能合约执行，这可能导致瓶颈和较慢的交易吞吐量。平行EVM旨在通过同时执行多次交易和智能合同操作来克服这些限制，从而提高网络的整体效率。

平行EVM如何工作？

并行EVM背后的核心思想是并行识别和执行独立的交易和智能合同操作。此过程涉及几个关键步骤：

• 事务依赖性分析：执行交易之前，系统对其进行分析以确定是否可以独立执行。不取决于其他交易的状态变化的交易可以并行处理。

• 国家管理：为了确保区块链状态的完整性，并行EVM使用高级状态管理技术。这包括维护并行执行的临时状态，并在所有并行操作完成后将其合并到最终状态。

• 冲突解决：如果在平行执行期间出现冲突，则系统必须解决它们以确保最终状态的正确性。这可能涉及重新执行某些交易或滚回以前的状态。

平行EVM的好处

实施并行EVM为区块链网络提供了几个重要优势：

• 增加的吞吐量：通过同时执行多次交易，该网络可以每秒处理更多交易，从而导致更高的吞吐量。

• 降低的延迟：并行执行减少了处理交易所需的时间，从而导致较低的延迟和更快的确认时间。

• 提高的可伸缩性：随着网络的增长，并行EVM可以更有效地处理增加的负载，从而增强区块链的整体可扩展性。

实施并行EVM的挑战

尽管有好处，但实施并行EVM遇到了一些挑战：

• 依赖性分析的复杂性：准确识别可以并行执行哪些交易需要复杂的分析算法。此过程中的任何错误都可能导致状态更新。

• 国家管理间接费用：管理多个临时状态并将其合并到最终状态可以引入其他开销，必须仔细设法维持效率。

• 冲突解决：确保正确解决冲突而不损害区块链的完整性是一项复杂的任务，需要强大的机制。

提高并行EVM的执行效率的技术

为了提高并行EVM的执行效率，可以采用几种技术：

• 优化的交易批处理：将交易分为可以并行执行的批处理可以显着提高效率。这涉及仔细的批处理策略，以最大程度地利用并行执行机会。

• 高级状态碎片：实施状态碎片，其中区块链状态的不同部分由不同的节点管理，可以进一步增强并行执行。这需要仔细的协调以确保州一致性。

• 有效的冲突检测和解决：开发更有效的算法来检测和解决冲突可以最大程度地减少与并行执行相关的间接费用。

• 智能合约优化：优化智能合约以最大程度地减少依赖性并最大化并行执行潜力，可以显着提高效率。

实施并行EVM：逐步指南

要在区块链网络中实现并行EVM ，请遵循以下步骤：

• 分析当前的EVM实现：首先彻底了解现有的EVM实现，并识别可以引入并行执行的领域。

• 开发依赖性分析算法：创建可以准确确定可以并行执行哪些交易的算法。这可能涉及机器学习技术以提高准确性。

• 实施状态管理：设计一个系统，用于在并行执行过程中管理多个临时状态。这包括合并国家和处理冲突的机制。

• 集成并行执行逻辑：修改EVM以合并并行执行逻辑。这涉及更新事务处理管道以支持并行操作。

• 测试和验证：严格测试新的并行EVM实现，以确保其正常运行并保持区块链状态的完整性。这包括在各种负载条件下进行测试以验证可伸缩性。

• 部署和监视：一旦验证，将并行EVM部署在生产环境中，并不断监视其性能。根据需要进行调整以优化效率。

常见问题

问：是否可以在现有的以太坊网络上实现并行EVM？

答：由于需要对核心协议进行重大更改，因此在现有以太坊网络上实施并行EVM具有挑战性。但是，某些第2层解决方案和以太坊兼容的区块链正在探索并行执行以提高性能。

问：并行EVM如何影响智能合同的开发？

答：智能合同开发人员在设计合同时需要考虑并行执行的含义。这包括最大程度地减少操作之间的依赖关系，并优化并行执行以充分利用并行EVM 。

问：并行EVM有什么安全含义？

答：平行EVM引入了新的安全考虑因素，尤其是在国家管理和解决冲突方面。确保并行执行不会损害区块链的安全性需要强大的机制和彻底的测试。

问：是否有使用并行EVM的现有区块链项目？

答：几个项目正在探索或实施并行EVM概念。例如，一些以太坊兼容的区块链和2层缩放解决方案正在实验并行执行，以增强其性能和可扩展性。