智能合約中的并發性和并行性_以太坊:SHA

以太坊很慢——極其緩慢。最近做一個簡單的USDC審批交易，大概花了3個小時進行驗證。這里有一個更有啟發性的統計數據：以太坊平均每10~20秒發布一個區塊。每個區塊包含少于350個交易。所有這些大致轉換為每秒30個交易。當批評以太坊的緩慢時，Visa的2000 tps經常被提起。也許這是一個不公平的比較，因為以太坊仍處于開發階段。然而，以太坊似乎不太可能在短期內主宰數字金融。

以太坊的低吞吐量是一個基礎性問題。以太坊是一個基于賬戶的區塊鏈：賬本狀態被定義為一個從賬戶地址到一段數據的鍵值映射。簡單的ETH交易(價值轉移)可以實現賬戶對ETH余額數據的增減。同樣，更復雜的交易(合約調用)將改變指定帳戶的數據。在這種情況下，以太坊交易是全球賬本狀態的轉換函數。這就是讓以太坊虛擬機(EVM)圖靈完成并允許智能合約成為可能的原因；以太坊智能合約本質上是一個可交互的賬戶數據。

Input Output發文介紹保護隱私的智能合約解決方案Kachina:8月5日消息，Cardano開發團隊Input Output發文介紹與愛丁堡大學合作開發的保護隱私的智能合約解決方案Kachina，它利用ZK Snarks使用戶能夠在不犧牲去中心化特性的情況下實現隱私保護和通用智能合約功能。Input Output表示，提議的設計主要是理論上的，但Kachina證明了在現實生活的限制下創建保護隱私的智能合約的可能性。[2022/8/6 12:05:39]

現在讓我們看看EVM如何處理或驗證這些交易。并行處理所有交易是不合理的。按照設計，所有交易都試圖改變整個全局狀態。如果交易并行運行，EVM將偏向于競態條件：兩個程序(在本例中是交易)嘗試并行地增加uint變量。因為兩個程序同時訪問變量，所以變量只增加一次而不是兩次。為了解決此類并發bug，以太坊選擇逐個處理交易。換句話說，EVM是一個單線程狀態機。因此，以太坊實現了Concurrency（并發），而不是Parallelism（并行）。

DeFi項目Sheesha Finance：現已支持遷移到新的SHEESHA智能合約:4月18日，DeFi項目Sheesha Finance發推稱，現已支持遷移到新的SHEESHA智能合約，遷移可以獲得額外的SHEESHA獎勵，已參與LP代幣質押的用戶將繼續獲得獎勵。[2021/4/18 20:32:19]

以太坊類似于只有一個出納員的票務隊列，其處理時間不一致。排隊的人是等待驗證的交易，唯一的出納員是虛擬機。當我們考慮到gas費用時，事情就變得更加復雜了。現在，任何人都可以額外付費插隊。超長的隊伍意味著那些不能花錢買到更好位置的人將不得不等待過多的時間來處理他們的票。

Patract CMO Santry Huang：波卡支持比以太坊復雜度更高的智能合約:金色財經現場報道，由金色財經主辦的“2021共為·創新大會”4月11日在上海舉行，本次大會以“DeFi的創新進階”為主題。Patract CMO Santry Huang在圓桌“探索未知:波卡未來的發展究竟如何?”上表示，波卡有望超越以太坊，因為波卡基于substrate，可以不需硬分叉即可升級，支持比以太坊復雜度更高的智能合約，而以太坊效率比較低下，但以太坊社區繁榮。[2021/4/11 20:08:16]

以太坊的低吞吐量是個問題，尤其是從web3.0的角度來看。以太坊確實成為了所有web應用程序的媒介。如果它目前的吞吐量持續下去，像為Reddit上的一篇帖子加贊這樣微不足道的任務可能需要超過兩個小時的時間來處理。我們生活在一個速度決定一切的時代，以太坊太慢了。

可能會問，為什么不選擇性地應用并發性呢?更詳細地說，為什么不將并發應用到沖突的交易上——例如，將價值轉移到同一個帳戶上——并并行處理其余的交易。不幸的是，Saraph和Herlihy已經向我們表明，所實現的加速充其量是適度的。

已經提出了許多加速以太坊并提高其可擴展性的解決方案。最近的EIP-1559——倫敦硬分叉——并不直接影響以太坊的交易速度，但理論上應該通過減少普通用戶在交易處理前必須等待的潛在區塊數量來穩定其在大規模交易峰值上的波動。然后是L2的rollup，這應該會直接影響以太坊的吞吐量，而不會破壞區塊鏈寶貴的去信任。

與此同時，其他模擬通用虛擬機的區塊鏈也在積極開發中。有些已經成功實現了并行，承諾吞吐量遠高于以太坊的30 tps。特別關注Algorand、Solana和Cardano，以及他們在智能合約中實現并行化的獨特方法。

Source：https://medium.com/coinmonks/concurrency-and-parallelism-in-smart-contracts-part-1-10e8f6ecfa12

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