Puntos clave
En el campo blockchain, la paralelización es un método para procesar múltiples transacciones al mismo tiempo.
Existen muchos tipos de ejecución paralela, incluida la ejecución paralela a nivel de transacción, la ejecución paralela a nivel de bloque y la ejecución paralela de contratos inteligentes.
Algunos de los beneficios de la ejecución paralela incluyen un procesamiento de transacciones más rápido, una escalabilidad mejorada y costos de gas reducidos.
Introducir
El procesamiento eficiente de transacciones es clave para mejorar el rendimiento de las redes blockchain y resolver el problema de escalabilidad de blockchain. En este artículo, aprenderemos los conceptos básicos de la ejecución paralela, cómo funciona, los tipos comunes de ejecución paralela y sus posibles beneficios.
¿Qué es la ejecución paralela?
La Paralelización (ejecución de transacciones en paralelo) es un método para procesar múltiples tareas al mismo tiempo. La ejecución paralela está estrechamente relacionada con la computación paralela, un concepto en informática que se refiere a la ejecución simultánea de múltiples procesos.
¿Cómo funciona la tecnología de ejecución paralela?
La tecnología de ejecución paralela organiza los datos de la red de una manera que permite validar múltiples transacciones simultáneamente, en lugar de procesarlas secuencialmente (una transacción a la vez). La tarea de ejecutar transacciones se distribuye entre múltiples nodos. Cada nodo procesa diferentes segmentos de la transacción, lo que ayuda a acortar los tiempos de procesamiento y reducir la congestión de la red.
Al procesar transacciones en paralelo, la red verifica simultáneamente varios estados. Cada estado representa la consecuencia de validar un conjunto específico de transacciones. Esto permite a la red evaluar el impacto potencial de una transacción antes de que se registre oficialmente en el libro mayor. Después de la evaluación, los nodos acuerdan un estado común que refleja los resultados combinados de estos validadores paralelos.
Modelo de ejecución paralela
Hay dos tipos de modelos de ejecución paralela utilizados para las cadenas de bloques principales: paralelización optimista y paralelización de acceso estatal.
1. Ejecución paralela bajo supuesto optimista. En el modelo optimista de ejecución paralela, la red omite la etapa de colocación inicial y procesa directamente transacciones concurrentes. Este enfoque supone que la mayoría de las transacciones en la cola son independientes y utiliza un método para revisar y corregir cualquier transacción que se considere interdependiente después de la ejecución. Esto significa que si inicialmente se piensa que las transacciones no están relacionadas pero luego se descubre que se influyen entre sí, el sistema se ajustará para garantizar que todos los datos sigan siendo precisos.
2. Ejecución paralela con estado. La ejecución paralela mediante acceso estatal comienza clasificando las transacciones según su impacto en el estado de la red, como interacciones con contratos inteligentes
Tipos de ejecución paralela
Ejecución paralela a nivel de transacción
La ejecución paralela a nivel de transacción permite el procesamiento simultáneo de múltiples transacciones. Este tipo aumenta el rendimiento de la red, permitiendo una mayor cantidad de transacciones por segundo (TPS). Esto reducirá el tiempo necesario para confirmar las transacciones, mejorando la capacidad de respuesta general de toda la red. Este tipo de ejecución paralela es especialmente valiosa para cadenas de bloques de alta demanda que necesitan mantener tiempos de procesamiento rápidos.
Sin embargo, la ejecución paralela a nivel de transacción también enfrenta algunos obstáculos. Por ejemplo, el procesamiento de transacciones simultáneas puede crear dependencias de datos, donde el resultado de una transacción puede afectar a otra, lo que requiere estrategias complejas de gestión de datos para garantizar la coherencia y la confiabilidad.
Ejecución paralela a nivel de bloque
La ejecución paralela a nivel de bloque implica la creación y validación simultánea de múltiples bloques, lo que mejora la escalabilidad de la red. Al procesar varios bloques a la vez, este enfoque ayuda a la cadena de bloques a procesar más transacciones y previene el riesgo de congestión de la red.
Sin embargo, la ejecución paralela a nivel de bloque requiere una implementación cuidadosa para evitar comprometer la seguridad de la cadena de bloques. Además, la ejecución paralela a nivel de bloque requiere más recursos computacionales, lo que aumenta los requisitos de hardware para los nodos de red. Esto puede limitar la capacidad de algunos usuarios para participar en la red, afectando negativamente la descentralización y accesibilidad de la red.
Ejecución paralela según contratos inteligentes
La ejecución paralela de contratos inteligentes es la ejecución paralela de múltiples contratos inteligentes. Esto puede mejorar el rendimiento de las aplicaciones descentralizadas (DApp), mejorando la escalabilidad y la capacidad de respuesta de esta DApp.
Varios mecanismos apoyan la ejecución paralela de contratos inteligentes. Por ejemplo: los acumulaciones optimistas realizan transacciones fuera de la cadena y solo interactúan con la cadena de bloques para completar la transacción, lo que reduce la carga en la cadena principal. La solución de escalado Validium de Ethereum combina Pruebas de conocimiento cero con capacidades informáticas fuera de la cadena, proporcionando escalabilidad y privacidad para validar aplicaciones de cobre inteligente.
Beneficios de la paralelización
Alta velocidad de procesamiento de transacciones
Asignar tareas entre múltiples nodos ayuda a reducir el tiempo de ejecución de las transacciones, aumentando así la velocidad de procesamiento de las transacciones. Las redes que utilizan tecnología de ejecución paralela suelen ser más eficientes que las redes que operan con modelos de procesamiento secuencial.
Escalabilidad
La ejecución paralela resuelve el problema de escalabilidad de blockchain al distribuir la validación de transacciones entre los nodos de la red. Esto acelera el proceso y admite el escalado horizontal. El escalado horizontal permite a la red agregar o eliminar nodos en función de las fluctuaciones de la demanda.
Reducir los costos de gasolina
La ejecución paralela ayuda a reducir las tarifas al distribuir las transacciones a subgrupos de nodos. Este proceso es menos costoso que el procesamiento secuencial donde cada nodo valida cada transacción. Además, las velocidades de transacción más rápidas también reducen la competencia entre nodos, lo que reduce aún más las tarifas de transacción.
Resumen
La ejecución paralela es un método para procesar múltiples transacciones al mismo tiempo. Esta tecnología ofrece muchos beneficios, que incluyen mayores velocidades de procesamiento de transacciones, escalabilidad mejorada y tarifas reducidas. En el futuro, la ejecución paralela podría combinarse con otras soluciones de escalamiento, como la fragmentación, dando a las redes blockchain una escalabilidad aún mayor.
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