區塊鏈是一種虛擬機，可以運行在分散式作業系統上。交易記錄在區塊鏈上不可竄改，公開可知。交易涉及數位資產的交付和記錄，與網路活動相關。不同區塊鏈架構具有不同交易處理方式。 Solana等無記憶體礦池區塊鏈透過多執行緒處理提高交易處理速度。 Sei、Monad和Aptos是基於Move語言的區塊鏈平台，具有高效能和安全性。 Future展望顯示區塊鏈技術在基礎設施擴展和網路活動處理方面具有巨大潛力。
原文標題：《平行執行：下一代區塊鏈》
撰文：Paul Timofeev、Mike Jin、Gabe Tramble
編輯：Chris，Techub News
區塊鏈是虛擬機，一種軟體基礎的運算模型，它運行在由每個人可以加入但極難被單一實體控制的分散式作業系統上。區塊鏈的概念最初在2008 年中本聰的白皮書中被提出，作為支援區塊鏈加密貨幣安全點對點支付的核心基礎設施。 對於區塊鏈而言，交易就像是社群媒體和網路公司的日誌；它們作為特定網路活動記錄，關鍵區別在於區塊鏈上的交易是不可篡改的，通常也是公開可知的。
交易的具體原因
區塊鏈上的交易涉及將數位資產交給那個人發起分散式帳本，這個分散式帳本流程透過公鑰密碼學技術來保護。交易不僅可以用於去中心化的點對點轉賬，還可以用於各種認證和驗證流程。
誰可以在SeiTrace等區塊鏈瀏覽器上觀察者工具範例
區塊鏈交易如何運作
: 當Bob 決定向Alice 發送代幣時，他的操作會立即告知整個區塊鏈網路。在這個過程中，它關閉了其區塊鏈（驗證節點）開始活動，它們核實了足夠多的數據節點確認無誤後，首次交易便會被記錄下一個新區塊，並與其他用戶項目一同打包。一旦區塊填滿，它就會永久添加到區塊鏈上，因此形成了這個技術名稱。
在區塊鏈中，每筆交易都攜帶了區塊鏈基礎設施，幫助人們實現分散式指令和參數化。交易通常包括高級數據，如轉帳金額、接收地址和用以驗證交易的數位簽名，以及自動生成的底層數據，並且根據不同的網路設計確定具體內容。
儘管這些過程適用，具體的細節會根據所使用區塊鏈架構而有所不同。
Mempool 本質上是一個緩存礦池或“等候礦池”，用於存放尚未被成為區塊的工具。
這裡是採用記憶體礦池的區塊鏈中，交易的一般壽命：
用戶發起並簽署交易。 區塊鏈網路的驗證節點檢查交易的充分利用參數正確。 一旦通過驗證，交易就會進入礦池，並與其他處理該物品一同被打包。 根據交易所的燃料費用與記憶體礦池中的其他交易費用比較，最終決定將哪些交易打包到下一個區塊中。一旦打包，交易狀態變成「成功」。 在一段時間或達到某個區塊產生的門檻後，區塊得到最終確認，交易便永久記錄在區塊鏈上，除非承擔如51% 攻擊這樣的極端情況，否則資訊是不可更改的。
無內存礦池(Solana)
與上述相反，像Solana 這樣的一些區塊鏈平台未能使用內存礦池，而是將交易發送給阻塞的製造者，這樣做可以提高處理速度和吞吐量，透過不斷地阻塞來實現。
讓我們繼續透過非mempool區塊鏈上的交易生命週期來了解：
使用者在使用這個應用程式的過程中，需要進行綜合佈線。 呼叫RPC 函數來處理資訊到進程。 RPC提供者將交易發送給目前指定的區塊生產者，以及接下來的三個生產者；這是在目前第一個區塊生產者無法及時執行交易時的預防步驟。 礦工們可以透過簽名來產生共識節點，並提交驗證。 共識節點投票驗證交易內容，一旦完成，交易狀態就會被回RPC > 應用程式> 用戶，顯示為「成功」或「失敗」。 與基於mempool 的區塊鏈類似，區塊本身在一定時間或基於區塊的閾值通過後會被最終確定。
順序執行
: 舊的區塊鏈，尤其是以太坊和以太坊，採用順序執行進行交易。每增加一個新區塊鏈就會引發網路狀態的變化，而虛擬機器的體系結構一次處理一個狀態變化。
這也導致了平台的瓶頸，無法添加到區塊中，導致無法等待時間，同時也導致成本的降低，因此很難為用戶提供更好的用戶體驗。
執行
電腦是一種電腦架構的關鍵技術，它的發展歷程可以追溯到20世紀50年代中期，而其背後的理念和理論最早可以追溯到1837年。這種技術允許多個處理單元同時工作以解決單一的問題，贏得了大型的發展任務細分成小塊，實現比傳統串行處理更的一個任務完成方式。
最初，這種技術主要應用於射頻運算系統中，但隨著網路時代到來以及運算需求的指數級增長，再加之近幾十年來處理器速度提升的物理量，不僅成為現代電腦架構的主流模式。
在區塊鏈技術中，這種處理模式不僅被採用，還意味著同時處理和執行多個交易，或從智慧合約到另一個智慧合約的價值轉移，因此被稱為「不僅執行」。
由此之後區塊鏈的概念使得區塊鏈能夠同時處理多個互不衝突項目，這大幅提升了區塊鏈的吞吐量，增強了其擴展性，使得區塊鏈能夠更有效地應對更高的活動量和更大的區塊需求。
可以透過一個簡單的比喻來理解：相較於市場上有多個雜貨店的通道，我們的客戶使用這一通道顯然效率要低得多。 這些通道不僅難以處理，而且降低了整體效率和客戶服務水準。
為什麼你執行重要
在區塊鏈技術中，實施它的主要目標是提升網路的速度和整體效能，例如面對高流量和大量資源請求的情況下。例如，在加密貨幣生態系統中，當Bob打算創建流行的NFT系列，而Alice希望因幣時購買她偏愛的模擬貨幣，區塊鏈網絡能夠同時響應出現問題的操作，而無需犧牲性能或用戶體驗。
這種能力雖然看似只是提升了使用者體驗的簡單特性，但實際上透過提高網路的效率，為開發新的創意應用和工作負載提供了平坦的道路。這些應用和工作負載能夠利用到的低成本和高處理能力，為增加更多的用戶群體到加密貨幣領域提供了重要的基礎，預示著技術向更廣泛應用的轉變。
執行如何工作
儘管底層區塊鏈的設計相對簡單，但底層區塊鏈設計顯著區別於底層區塊鏈的過程。設計包含以下內容：區塊鏈最相關的功能是交易存取其底層網路狀態的能力，包括帳戶餘額、儲存和智慧合約。
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團隊合作是人生的意義與過程， …
目前的第一個商品
Solana 虛擬機器（SVM）
Solana 是第一個圍繞以太坊(ETH) 設計的區塊鏈網絡，靈感來自創辦人Anatoly Yakovenko 在電信業以往的經驗。 Solana 旨在提供一個開發平台，其運作速度和效率是以太坊(ETH) 的一個簡單設計選擇。
實作Solana快速和高吞吐量金鑰元件是Sealevel，它是網路的以下內容：它包含基於EVM和WASM的環境不同，Sealevel採用多執行緒架構，這意味著它可以在驗證器核心的容量範圍內同時處理多個交易。
Solana 由此步驟為基礎在交易時，為該交易分配一系列要執行的指令，具體是訪問哪些帳戶和狀態以及執行哪些更改——這是確定哪些交易不可以同時執行步驟，同時也允許訪問相同狀態的分支同時進行。
Solana 還利用Cloudbreak，其自訂的accountsDB，用於儲存和管理狀態數據，以支援交易的並發讀寫。 Cloudbreak 針對其執行進行了最佳化，可以水平擴展以跨多個節點分佈和管理狀態資料。
由於其架構，Solana能夠處理大量交易，同時仍快速執行，為交易提供近乎即時的最終性。 Solana目前平均每秒處理2,000 到10,000 筆交易（TPS）。此外，隨著像Eclipse 這樣的團隊推出旨在利用SVM 作為執行環境的第2 層基礎設施，SVM 的工作負載正在緩慢但其擴展。
虛擬機
以太坊(EVM) 描述了一種新的區塊ChainLink境，旨在實現Solana 和以太坊的「兩全其美」的設計，具有Solana 的速度和性能以及以太坊的安全性和流動性。透過以太坊處理交易而不是按照傳統EVM 設計順序處理交易，以太坊開發者可以在高效能網路上建立應用程序，同時能夠利用EVM 流動性和以太坊開發者工具的結合。
Sei 網路
Sei Network 是一個與EVM 相容的開源Layer1區塊鏈，它支援圍繞高效能構建各種去中心化應用程式。 Sei 旨在為使用者和開發者提供快速的速度和層面，而不僅僅實現此效能和使用者體驗工具。目前，Sei 提供了390 毫秒的區塊確認時間，並在太平洋主網上處理了超過19 億筆交易。
最初，SEI採用的是初始版本1.1.1版本，它採用了智能合約首先聲明其所需的狀態訪問，以便系統能夠同時運行不衝突的碼頭產品。 在SEI V2升級到來之前，SEI正在過渡期的第一個階段是一個模型，這意味著所有交易都將提交到網路時它既是執行階段，然後在驗證階段檢查其衝突資訊。 如果發現兩個或更多的衝突交易，即嘗試存取相同的網路狀態碼頭產品，然後根據衝突的性質，或順序重新運行碼頭產品。
為了維護交易數據，Sei 引入了SeiDB，這是一個自訂資料庫，透過優化其中包括執行改進v1 版本不足之處。 SeiDB 業務減少未知資料的字節，並保持每個磁碟使用率，以提高網路效能。 V2 系統的追蹤和所需的儲存量，並啟用了預寫日誌，以協助在崩盤事件中復原資料。
最後，Sei 最近也宣布推出其Parallel Stack，這是一個開源框架，用於使第2 層擴展解決方案（例如rollups）能夠利用執行stack 之外的其餘部分。
單子
Monad 是一個即將到來的以太坊EVM 第1 層區塊鏈，為以太坊應用程式和基礎設施提供完整的字節碼和RPC 相容性。透過一些創新的技術實現，Monad 設計在保持較低交易成本的基礎上，透過優化性能和可移植性，提供比現有區塊鏈更具互動性的體驗，具有1 秒的區塊時間和高達10,000 TPS 的最終確定性。
Monad 實現了其中包括執行和超標管線技術，以優化交易的速度和吞吐量。類似於Sei v2，Monad 將採用諮詢執行模型，這意味著將同時執行所有輸入到專案中，然後分析和驗證以尋找交易並重新執行，最終目標，如果按順序執行，結果將是相同的。
值得注意的是，在與以太坊保持同步的時間裡，Monad 會以線性順序對區塊中的交易進行排序，並順序更新每個交易。
為了比目前以太坊客戶端提供更好維護和存取區塊鏈數據，Monad 創建確實是客製化的MonadDB，這是為區塊鏈本地構建的。 Monad DB 利用先進的Linux 核心特性，實現你的非同步磁碟操作，消除了同步輸入/輸出存取的限制。 MonadDB 提供非同步輸入/輸出（async I/O）訪問，這是實現除了執行關鍵特性之外，系統可以在等待讀取之後的優點的同時開始處理下一筆交易。
一個簡單的類比就是，考慮烹飪一個多步驟的餐點（例如肉丸意麵）。 準備步驟是1）準備醬汁，2）肉丸，和3）麵條。 一個小廚師會先為條狀食物加水，然後準備醬汁，接著煮肉丸，最後煮肉丸，而不是一次完成一個步驟，每完成一個任務後再進行下一個。
移動
Move 是一種程式語言，最初由Facebook 團隊在2019 年為簡易廢棄的Diem專案開發。 Move 旨在以安全的方式處理智能合約和交易數據，消除了其他語言固有的攻擊向量，例如可重入性攻擊。
MoveVM 是一個基於Move 的區塊鏈的本地環境，利用其來提供更快速的區塊鏈服務以及更高的整體效率。
阿普托斯
Aptos 由前Diem專案成員開發的基於Move 的Layer1區塊鏈，它透過執行其中包括一個哥倫比亞省的高效能環境給應用程式開發者。 Aptos 利用Block-STM，類似於軟體事務記憶體（STM）並發控制機制的修改實作。
Block-STM 是一個多執行緒執行引擎，它允許樂觀執行。交易在區塊內被預先排序和策略性排序，它有助於解決衝突和重新執行交易。 Aptos 的研究發現，使用Block-STM 的區塊鏈理論上可以支援高達160,000 TPS。
隋
與Aptos 類似，Sui 由前Diem專案成員開發的第1 層區塊鏈，本科生使用Move 語言。 然而，Sui 花錢自訂Move 實現，該實現從原始的Diem 設計中改變了資料模型和資產權限。 特別是，這允許Sui 使用狀態資料模型將獨立交易表示為物件。 每個物件在Sui 的執行獲取，從而可以輕鬆識別沒有衝突的操作既可以處理它們，也可以用於其他物件。
與Solana 類似，Sui 實施了確定性除此之外還執行了要求交易提前聲明它們需要存取的帳戶。
運動實驗室
MoveVM 正在為開發者提供AWS 基礎架構和區塊鏈基礎設施，以便開發者能夠輕鬆地在Move 上建立應用程式。 MoveVM 是一個模組化的環境，它允許開發者透過AWS 基礎架構和區塊鏈基礎設施擴展其處理能力，從而增強其區塊鏈基礎設施的可用性和可擴展性。
Movement 擱置推出M2，這是一個將與EVM 和Move 用戶端互通的ZK-rollup。 M2 將繼承Block-STM 除此之外還有化引擎，並有望因此實現數萬TPS。
一方面的挑戰
關於虛擬實境區塊鏈技術的應用，我們必須考慮幾個關鍵問題以及涉及的要點：
為實現更好的性能而付出的努力和造成的損失？ 值得注意的是，中國政府宣布放鬆對驗證者保護網路可以加快驗證和執行力度，但這將損害區塊鏈的安全性，使其更容易受到驗證者的攻擊？ 是否存在大量的驗證者地址？ 此類在加密貨幣非加密貨幣地區都常見的極端延遲的策略，但如果特定資料中心受到威脅，網路大小是多少？ 對於全球經濟而言，這是一個巨大的浪費，因為全球經濟正面臨巨大的供需矛盾，而供需矛盾的擴張將導致供需矛盾的擴張。 從高層次來看，其中包括區塊鏈面臨風險本一致，即雙重支出和交易順序變化（事實上，這是主要好處）。確定性除此之外是透過為底層區塊鏈創建內部程式碼來建立區塊鏈系統。實施樂觀對待區塊鏈必須確保它們用於驗證和重新執行交易的機制是安全且有效的，並且能夠合理地實現對效能的權衡。
未來展望
Solana 背後的區塊鏈技術歷史告訴我們，區塊鏈的延遲、可靠性和可用性。 Solana 背後的區塊鏈技術用於基礎設施的擴展，包括EVM rollups、區塊鏈應用程式和區塊鏈應用。 Solana 最近的網路挑戰突顯了它的核心價值，包括區塊鏈開發中很大的改進空間，以及區塊鏈底層大規模用戶群體和採用區塊鏈原生應用和生態系統，它們能夠高效處理網路活動量、輕鬆匹配Web2 公司規模的系統以及區塊鏈基礎設施。
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