병렬화의 개념과 원리

효율적인 거래 처리는 블록체인 네트워크 처리량을 향상하고 블록체인 확장성 문제를 해결하는 열쇠입니다. 이 문서에서는 병렬화의 기본, 원칙, 일반적인 유형 및 잠재적 이점에 대해 설명합니다.

병렬화란 무엇인가요?

병렬화(병렬 트랜잭션 실행)는 여러 작업을 동시에 처리하는 방법입니다. 병렬화는 컴퓨터 과학의 병렬 컴퓨팅 개념과 밀접한 관련이 있습니다. 병렬 컴퓨팅은 여러 프로세스를 동시에 실행하는 것을 의미합니다.

병렬화는 어떻게 작동하나요?

네트워크 데이터는 병렬화를 통해 구성되므로 순차적으로 하나씩 처리하는 대신 여러 트랜잭션을 동시에 확인할 수 있습니다. 트랜잭션 실행 작업은 여러 노드에 분산됩니다. 각 노드는 트랜잭션 볼륨의 다양한 부분을 개별적으로 처리하므로 처리 시간을 단축하고 네트워크 정체를 완화하는 데 도움이 됩니다.

병렬 트랜잭션 처리에서 네트워크는 다양한 잠재적 상태를 동시에 확인할 수 있으며, 각 상태는 특정 트랜잭션 집합의 유효성을 검사한 결과를 나타냅니다. 이를 통해 네트워크는 거래가 원장에 공식적으로 기록되기 전에 거래의 잠재적 영향을 평가할 수 있습니다. 평가 후 노드는 공통 상태에 동의하여 병렬 검증의 통일된 결과를 표시합니다.

병렬화 모델

블록체인 병렬화는 크게 두 가지 유형, 즉 낙관적 병렬화와 상태 액세스 병렬화로 구분됩니다.

1.낙관적 병렬화. 낙관적 병렬 실행 모델에서는 네트워크가 초기 정렬 단계를 건너뛰고 동시에 트랜잭션을 직접 처리합니다. 이 접근 방식은 대기열에 있는 대부분의 트랜잭션이 독립적이라고 가정하고 동일한 접근 방식을 사용하여 트랜잭션이 실행된 후 관련된 모든 트랜잭션을 다시 확인하고 수정합니다. 즉, 거래가 처음에는 관련이 없는 것으로 확인되었지만 나중에 서로 영향을 미치는 것으로 밝혀진 경우 시스템은 해당 거래를 조정하여 데이터가 정확하게 유지되도록 합니다.

2.상태 액세스 병렬화. 상태 액세스 병렬 실행 모델에서 네트워크는 초기에 네트워크 상태에 미치는 영향을 기준으로 트랜잭션을 분류합니다. 다양한 영향에는 충돌 없이 병렬로 처리할 수 있는 거래를 결정하는 데 도움이 되는 특정 스마트 계약 또는 계정과의 상호 작용이 포함됩니다. 상호 작용하지 않는 트랜잭션은 동시에 실행될 수 있습니다. 대조적으로, 유사한 상태 요소에 영향을 미치는 거래는 가스 요금에 따라 순서 우선순위가 결정되는 특정 순서로 처리되어야 합니다.

다양한 유형의 병렬화

트랜잭션 수준 병렬화

트랜잭션 수준 병렬화는 여러 트랜잭션을 동시에 처리할 수 있음을 의미합니다. 이는 네트워크 처리량을 증가시키고 TPS(초당 트랜잭션)를 증가시킵니다. 또한 트랜잭션 수준 병렬화는 트랜잭션 확인에 필요한 시간을 줄이고 네트워크의 전반적인 응답성을 향상시킵니다. 이러한 유형의 병렬화는 빠른 처리 시간을 유지해야 하는 수요가 많은 블록체인에 이상적입니다.

그러나 트랜잭션 수준 병렬화에도 어려움이 있습니다. 예를 들어 트랜잭션을 동시에 처리하는 것은 데이터에 크게 의존합니다. 한 트랜잭션의 출력은 다른 트랜잭션에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 데이터 일관성과 신뢰성을 보장하기 위해 복잡한 데이터 관리 전략이 필요합니다.

블록 수준 병렬화

블록 수준 병렬화는 네트워크 확장성 향상을 목표로 블록 생성과 검증이 동시에 수행되는 것을 의미합니다. 여러 블록을 동시에 처리함으로써 이 접근 방식은 블록체인이 더 많은 트랜잭션을 수용하고 잠재적인 네트워크 정체를 방지하는 데 도움이 됩니다.

그러나 블록 수준 병렬 처리는 블록체인의 보안에 영향을 미치지 않도록 신중하게 구현되어야 합니다. 또한 블록 수준 병렬화에는 더 많은 컴퓨팅 리소스가 필요하므로 네트워크 노드에 대한 하드웨어 요구 사항이 늘어납니다. 이는 일부 사용자의 네트워크 참여를 제한하여 분산화 및 접근성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

스마트 계약 병렬화

스마트 계약 병렬화는 여러 스마트 계약의 병렬 실행을 의미합니다. 이는 분산형 애플리케이션(DApp)의 성능을 향상시켜 확장성과 응답성을 향상시킬 수 있습니다.

스마트 계약의 병렬 실행을 촉진하는 여러 메커니즘이 있습니다. 예를 들어, 낙관적 집계는 오프체인 트랜잭션을 실행하고 트랜잭션이 확인된 경우에만 블록체인과 상호 작용하여 메인 체인의 부하를 줄입니다. 이더리움용 Validium 확장 솔루션은 영지식 증명과 오프체인 계산을 결합하여 스마트 계약 애플리케이션에 확장성과 개인 정보 보호를 제공합니다.

병렬화의 장점

트랜잭션 처리 속도 증가

작업을 여러 노드에 분산하면 트랜잭션 실행 시간을 단축하고 트랜잭션 처리 속도를 높일 수 있습니다. 병렬화를 구현하는 네트워크는 순차 처리 모델에서 작동하는 네트워크보다 더 효율적인 경향이 있습니다.

Scalability

병렬화는 트랜잭션 검증을 여러 노드에 분산하여 블록체인의 확장성 문제를 해결합니다. 이렇게 하면 프로세스 속도가 빨라지고 수평 확장도 지원됩니다. 수평적 확장은 수요 변화에 따라 네트워크가 노드를 추가하거나 제거함을 의미합니다.

가스 비용 절감

병렬화는 트랜잭션을 노드의 하위 그룹에 분산시켜 처리 수수료를 줄입니다. 이는 각 트랜잭션이 각 노드에서 확인되는 순차적 트랜잭션을 처리하는 것보다 비용이 저렴합니다. 또한, 거래 속도를 높이면 노드 간 경쟁이 줄어들고 거래 수수료가 더욱 낮아질 수 있습니다.

결론

병렬화는 여러 트랜잭션을 동시에 처리하는 방법으로 트랜잭션 처리 속도를 높이고 확장성을 높이며 처리 수수료를 줄이는 등 많은 장점이 있습니다. 앞으로는 병렬화를 샤딩과 같은 다른 확장 솔루션과 결합하여 블록체인 네트워크의 확장성을 더욱 확장할 수 있습니다.

위 내용은 병렬화의 개념과 원리의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!