TOS:详解L1并行执行：Aptos、Sui、Linera如何实现？

当我们重新审视区块链技术的演变时，可以看到一个强劲的趋势正在显现，即新的L1注重并行执行

这并不是什么新鲜技术，目前Solana就在Sealevel的执行环境中使用。

然而，在过去的牛市中，DeFi和NFT令人印象深刻的表现也让人们意识到，技术迫切需要改进

在下轮市场中，一些采用并行执行理念的著名项目即将出现，这些项目的名单是Aptos、Sui、Linera和Fuel

本文将会讨论这些项目的异同，以及它们所面临的挑战

Aptos

Aptos建立在Diem的Move语言和MoveVM的基础上，创建了一个高吞吐量的链，实现了并行执行

Aptos的方法是检测关联关系，同时对用户/开发者透明，也就是说，不要求交易明确声明它们使用哪一部分状态

Aptos使用的是SoftwareTransactionalMemory的修改版，称为Block-STM

苏富比为生成艺术家推出区块链驱动的项目:金色财经报道，拥有数百年历史的拍卖行苏富比正在为生成艺术家推出一项基于区块链的新计划。苏富比被称为Gen Art计划，每年将使用生成资产创建器Art Blocks Engine在完全链上拍卖中展示两到三位生成艺术家的作品。

该拍卖行将于7月26日举办该项目的首次拍卖，届时将售出生成艺术家Vera Molnár的500件作品。99岁高龄的Molnár自20世纪60年代以来一直在尝试算法和生成工作。[2023/6/29 22:06:46]

在Block-STM中，交易在块内被预先排序，并在处理器线程之间进行划分，以便被执行

在过程中，交易的执行都是假定没有关联关系。被交易修改的内存位置被记录下来，执行后，所有交易的结果都被验证。在验证过程中，如果一个交易被发现访问了被前面的交易修改过的内存位置，这个交易就会被废止。该交易的结果被刷新，然后重新执行

这个过程不断重复，直到块中的所有事务都被执行

尼日利亚联合银行因违反该国加密货币法规被央行处以2亿奈拉罚款:金色财经报道，尼日利亚央行（CBN）对尼日利亚联合银行（UBN）处以2亿奈拉（约合43.3万美元）罚款，原因是该银行违反了该国对加密货币交易的规定。UBN在周三公布的截至2022年12月31日的年度合并和单独财务报表中披露了这笔罚款。

此前央行曾警告商业银行，不要通过允许账户接收和发送与数字货币相关的资金来进行加密货币交易。据悉，由Godwin Emefiele领导的CBN对加密货币持反对立场，最终尼日利亚于2021年2月5日禁止加密货币交易。（Ripples Nigeria）[2023/4/20 14:14:35]

当使用多个处理器核心时，Block-STM会加快执行速度，加速的多少来自于交易的相互关联程度

Aptos团队的结果表明，使用32个内核可以将高相互关联性能提高8倍//加威信JQSH996//将低相互关联性能提高16倍。如果一个区块中的所有交易都是相互依赖的，那么与顺序执行相比，Block-STM会导致性能上的轻微损失。Aptos声称，这种方法可以实现160,000TPS的吞吐量

比特币活跃地址数在近24小时增加逾16万个，涨幅达19%:金色财报道，数据显示，当前比特币活跃地址数为105.22万个，地址数较24小时前增加了169,810个，涨幅达19.24%。这或表明市场对 BTC 链上交易和价值结算的需求有所增长。[2023/3/8 12:49:02]

Sui

另一种PE方法是要求交易明确声明他们所修改的链状态部分，这种方法目前被Solana和Sui使用

Solana将内存单元称为账户，而交易必须说明它修改了哪些账户。Sui也使用了类似的方法

Sui也通过使用MoveVM建立在Diem的技术之上。然而，Sui使用不同版本的Move语言

SuiMove的实现改变了Diem的核心存储模型和资产权限，这代表了与使用核心DiemMove的Aptos的重大区别

SuiMove定义了一个状态存储模型，允许更容易识别独li交易

在Sui中，状态存储被定义为Objects。Objects通常代表资产，并且可以共享，这意味着多个用户可以修改该对象。每个Objects在Sui执行环境中都有一个唯一的ID，并有指向所有者地址的内部指针。通过使用这些概念，很容易通过检查交易是否使用相同的Objects来识别关联

FTX请求法官帮助争夺价值约4.5亿美元的Robinhood股票:金色财经报道，据周四的一份文件显示，FTX在Robinhood Markets（HOOD）价值约4.5亿美元的股票所有权之争中寻求美国破产法院的帮助。包括前FTX前首席执行官SBF在内的三方都试图获得对5600万股股票的控制权。

根据该文件，有争议的是Emergent Fidelity Technologies Ltd.拥有的约5600万股经纪公司股票，该公司是在安提瓜和巴布达成立的企业实体，90%由FTX前CEO SBF控制。[2022/12/23 22:02:57]

通过将声明关联关系的工作转移给开发者，使执行引擎的实施变得更容易，这意味着理论上它可以有更好的性能和可扩展性。然而，这是以不太理想的开发者体验为代价的

Sui还没有启动，最近刚刚推出了测试网

Sui的创始人声称，并行执行的实施以及使用Narwhal和Tusk共识机制导致吞吐量超过100,000tx/秒。这个吞吐量，如果是真的，那么它可能比Solana当前的约2400tx/秒的吞吐量有很大的提升，并且将超过Visa和Mastercard的吞吐量

美国2年期/10年期国债收益率倒挂幅度达28个基点 创20年新高:金色财经消息，行情显示，美国2年期/10年期国债收益率倒挂幅度达28个基点，创20年新高。[2022/7/27 2:41:21]

Linera

Linera是并行处理领域的最新成员，最近宣布了他们的第一轮融资，由a16z领投。关于项目实施的细节不多。然而，根据他们的融资公告帖子，我们知道它是基于同样在Facebook开发的FastPay协议

Fastpay是基于一种叫做ByzantineConsistentBroadcast的技术，这项技术专注于加速独li的支付，例如发生在销售点网络中的支付。它允许一组验证者确保付款的完整性，只要超过三分之二的验证者是诚实的。快速支付是实时毛额结算系统的一个变种，用于银行和金融机构之间的网络

在FastPay的基础上，Linera正计划建立一个区块链，通过并行执行支付交易，专注于快速结算和低延迟。值得注意的是，Sui也使用ByzantineConsistentBroadcast的方式进行简单的支付。对于其他交易，Sui自己的共识机制Narwhal和Tusk被用于高效处理DeFi交易等更复杂的和有关系性的交易

Fuel

Fuel专注于成为模块化区块链中的执行层，这意味着Fuel不实施共识或将区块链的数据存储在Fuel链上。对于功能性区块链，Fuel与其他链交互以达成共识和数据可用性，例如Ethereum或Celestia

Fuel使用UTXO来创建严格的访问列表，即用一个列表来控制对同一片状态的访问。这个模型建立在规范交易排序的概念之上。在这个方案中，区块中的交易排序导致了检测交易之间的关联关系的显著简化。为了实现这个架构，Fuel公司建立了一个新的虚拟机，称为FuelVM和一种新的语言，称为Sway

FuelVM是对EVM的一种兼容和简化的表现，可以有效地让开发者加入到Fuel的生态系统中

此外，由于Fuel专注于模块化区块链，FuelSC的执行可以在以太坊主网上解决。这种方法与合并后以太坊的愿景一致，即作为以Rollup为中心的结算和数据可用性层。在这种架构中，Fuel可以实现在以太坊上批量和结算的高吞吐量执行

为了验证该概念，Fuel团队已经创建了一个名为SwaySwap的AMM，类似于Uniswap，并在测试网上运行。目的是证明FuelVM与EVM相比性能更高。

并行执行方法的挑战

网络的中心化

在高吞吐量的网络中，网络每秒可以处理数以万计的交易

验证节点受到费用和网络奖励的激励来处理这些交易，并投资于专用服务器或可扩展的云架构来处理这些交易。而对于使用链并需要运行完整节点与链交互的公司或个人，情况并非如此。这些实体无法负担复杂的服务器来处理这种大规模的交易负载。这将推动链上用户依赖专门的RPC节点供应商，例如Infura，从而导致更多的中心化

如果不选择使用消费级硬件来运行完整节点，高吞吐量的链可能会变成一个封闭的系统，一小部分实体拥有对网络的绝对权力。在这种情况下，这些实体可以协调审查交易、实体甚至应用程序，例如TornadoCash，它们可以将这些链转变为与Web2没有什么不同的许可系统

目前，在Sui测试网上运营一个完整节点的要求低于Aptos测试网节点的要求。然而，我们预计当主网启动和应用程序开始在链上出现时，这些需求将发生重大变化

去中心化的倡导者们一直在提出解决方案来解决这些预期的问题。这些解决方案包括使用轻型节点，通过使用ZK有效性证明或欺诈证明来验证区块的正确性

Fuel团队在这方面很积极，与以太坊社区关于去中心化重要性的精神相一致。并不清楚Aptos和Sui团队是否优先实施这些方法或其他促进去中心化。Linera团队在他们的介绍帖子中简要地讨论了这些问题，但协议实施尚未确认这一承诺

总结

并行执行引擎是提高智能合约平台吞吐量的有前途的解决方案

结合共识机制的创新，交易的并行执行可以使链的吞吐量接近或超过10万TPS，这样的性能可以与Visa和Mastercard相媲美，可以实现当今最具挑战性的几个用例，例如完全的链上游戏和去中心化小额支付

这些令人印象深刻的吞吐量改进并不是没有挑战，即关于如何确保去中心化，我们期待致力于解决这些问题的创始人

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