并行执行被广泛认为是实现区块链扩容和大规模采用的关键技术，未来有望吸引“数十亿用户”。本文将探讨并行执行的两种主要类型，并分析其对区块链扩容和状态管理的影响。

1. 为什么状态增长管理至关重要？

状态增长管理对区块链网络的影响深远，涉及开发者体验、用户费用及验证者奖励等多个方面。有效的状态管理不仅优化了交易处理效率，还能降低网络负担和成本。

2. 并行执行的两种主要类型

并行执行可以分为以下两种类型：

• 确定性（Deterministic）类型：这种方法通过预定义的访问列表来映射交易依赖关系，确保交易在并行执行时不会产生状态冲突。Solana和Sui等公链采用了这种方法，通过跟踪存储和余额的依赖关系来防止冲突。

• 乐观（Optimistic）类型：乐观并行执行假设交易不会发生冲突，因此可以并行运行或顺序执行所有交易。这种方式简化了开发过程，已被Monad、MegaETH、Aptos和Sei等公链采纳。

3. 以太坊的顺序执行

以太坊的验证节点需要至少8GB的内存和2.8 GHz的四核CPU。然而，EVM（以太坊虚拟机）的单核执行模式显示，它在硬件优化方面还有待提高。EVM的并行执行受限于以下两个因素：

• 缺乏识别共享状态依赖关系的机制。
• 使用RockDB和Merkle Patricia Trees进行状态数据存储，导致并发读写操作复杂。

4. 状态增长和状态访问问题

区块链状态包括账户、余额、nonce值和合约信息。随着交易频率增加和新合约的出现，特别是在像以太坊这样的复杂系统中，状态增长成为扩容的主要瓶颈。

5. 状态管理的经济激励

像Solana、Sui和Aptos等公链通过状态租金（state rent）等机制，提供经济激励来优化状态增长管理。这些机制通过向用户收取存储费用，防止验证者和用户面临更高的存储成本。

6. 状态管理的技术焦点

有效的状态管理技术通常围绕高效的数据库结构展开，使用优化的Merkle树结构支持异步读写操作。

Delphi Digital的研究员Muhammad Yusuf指出：“并行执行已成为一个解决的问题。各区块链网络将竞相实现更强大的设置和更快的虚拟机。但要实现长期成功，必须具备强大的状态增长和准入管理机制。”

总结

并行执行技术为区块链扩容提供了新的可能，但也面临状态增长和访问管理的挑战。未来的区块链系统将需要在技术和经济激励方面进行创新，以实现更高效的状态管理和更广泛的应用。