Qu'est-ce que le Parallelisme?
Dans l'espace blockchain, la parallélisation est une méthode permettant de traiter plusieurs transactions en même temps. Elle implique la parallélisation au niveau des transactions, la parallélisation au niveau des blocs et la parallélisation des contrats intelligents. Les avantages de la parallélisation comprennent un traitement plus rapide des transactions, une meilleure évolutivité et une réduction des coûts du gaz.
Les Bases
Pour résoudre les problèmes d'évolutivité des réseaux de blockchain, il faut un traitement efficace des transactions. Cet article se penche sur les principes fondamentaux de la parallélisation, ses mécanismes, les différents types courants et ses avantages.
Qu'est-ce que la Parallélisation?
La parallélisation, ou l'exécution de transactions parallèles, consiste à traiter plusieurs tâches simultanément. Cette approche est liée à l'informatique parallèle, un concept informatique qui permet l'exécution simultanée de différents processus.
Comment Fonctionne la Parallélisation
La parallélisation améliore l'efficacité du réseau en permettant à plusieurs transactions d'être validées simultanément plutôt que séquentiellement. Cette méthode répartit le traitement des transactions sur plusieurs nœuds, chacun gérant différents segments de transactions, ce qui accélère le traitement et atténue la congestion du réseau.
Dans ce système, le réseau évalue simultanément plusieurs états potentiels, chacun représentant l'impact de la validation de groupes de transactions spécifiques. Cela permet au réseau de déterminer les effets des transactions avant qu'elles ne soient enregistrées dans le grand livre, les nœuds se mettant d'accord sur un état unifié reflétant ces validations parallèles.
Les Modèles de Parallélisation
La parallélisation dans la blockchain comprend principalement deux modèles: la parallélisation optimiste et la parallélisation par accès à l'état.
- La parallélisation optimisée: Ce modèle contourne le tri initial et traite les transactions simultanément, en supposant qu'elles sont pour la plupart indépendantes. Si des interdépendances sont découvertes après l'exécution, le système s'adapte pour maintenir l'exactitude des données.
- La parallélisation de l'accès à l'état: Ce modèle classe les transactions en fonction de leur impact sur l'état du réseau, en identifiant celles qui peuvent être traitées en parallèle. Les transactions indépendantes sont exécutées simultanément, tandis que celles qui affectent des éléments d'état similaires sont traitées dans un ordre de priorité basé sur les frais de gaz.
Les Types de Parallélisation
Parallélisation au Niveau de la Transaction
Cette méthode permet de traiter simultanément plusieurs transactions, ce qui augmente le débit du réseau et le nombre de transactions par seconde (TPS). Elle raccourcit également les délais de confirmation, améliorant ainsi la réactivité du réseau. La parallélisation au niveau des transactions est essentielle pour les blockchains à forte demande qui nécessitent un traitement rapide. Cependant, elle présente des défis tels que la gestion des dépendances de données, où la sortie d'une transaction affecte une autre, nécessitant des stratégies de gestion de données sophistiquées pour maintenir la cohérence et la fiabilité.
La Parallélisation au Niveau des Blocs
La parallélisation au niveau des blocs se concentre sur la création et la validation simultanées de blocs afin d'améliorer l'évolutivité du réseau. Le traitement simultané de plusieurs blocs permet d'éviter l'encombrement du réseau et d'accepter un plus grand nombre de transactions. Toutefois, cette approche nécessite une mise en œuvre méticuleuse pour maintenir la sécurité de la blockchain et exige des ressources informatiques plus importantes, ce qui pourrait augmenter les besoins en matériel des nœuds du réseau. Cela pourrait limiter la participation et avoir un impact sur la décentralisation et l'accessibilité du réseau.
La Parallélisation des Contrats Intelligents
Ce type de contrat implique l'exécution de plusieurs contrats intelligents en parallèle, ce qui améliore les performances, l'évolutivité et la réactivité des applications décentralisées (DApps). Les mécanismes qui soutiennent ce type d'exécution comprennent les rollups optimistes, qui traitent les transactions hors chaîne et ne les finalisent que sur la blockchain, et Validium d'Ethereum, qui combine les preuves à connaissance nulle avec le calcul hors chaîne pour l'évolutivité et la protection de la vie privée.
Les Avantages de la Parallélisation
- L'amélioration de la vitesse de traitement des transactions: L'utilisation de la parallélisation réduit les temps d'exécution des transactions en répartissant les tâches sur plusieurs nœuds, ce qui se traduit par des vitesses de traitement supérieures à celles des modèles séquentiels.
- L'amélioration de l'évolutivité: La parallélisation permet de résoudre les problèmes d'évolutivité de la blockchain en répartissant la validation des transactions entre les nœuds, ce qui facilite l'évolutivité horizontale. Cela permet au réseau d'ajuster le nombre de nœuds en fonction des fluctuations de la demande.
- La réduction des coûts du gaz: La parallélisation réduit les frais en affectant les transactions à des sous-groupes de nœuds, ce qui réduit les coûts par rapport au traitement séquentiel. En outre, les vitesses de transaction plus rapides atténuent la concurrence entre les nœuds, ce qui réduit encore les frais de transaction.
La conclusion de l'accord
La parallélisation implique le traitement simultané de plusieurs transactions, offrant des avantages tels que des vitesses de traitement accrues, une meilleure évolutivité et des frais réduits. La combinaison de la parallélisation avec d'autres solutions de mise à l'échelle, telles que le sharding, est prometteuse pour atteindre une plus grande évolutivité dans les réseaux de blockchain.