智能合约的并行实行_数字货币

[2021-02-10 16:53:13] 来源：编辑：wangjia 点击量：

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导读： 2020甘肃省考申论热点：区块链技术甘肃公务员考试科目主要《行政职业能力测验》和《申论》两科，其中申论需要大家多看多写以及多多积累，下面甘肃中公教育为大家准备了申论热点：区块链技术。机能问题一直是

2020甘肃省考申论热点：区块链技术

甘肃公务员考试科目主要《行政职业能力测验》和《申论》两科，其中申论需要大家多看多写以及多多积累，下面甘肃中公教育为大家准备了申论热点：区块链技术。

机能问题一直是搅扰区块链范畴的大问题，个中智能合约机能是全部区块链机能的瓶颈之一，智能合约在1994年由尼克萨博初次提出，但遭到合约代码实行环境的影响，很难应用到现实生活中。区块链手艺为智能合约供应了一个优越的实行环境，保证了合约的正确性以及强制实行性，在区块链上合约具有了掌握资产的才能。但基于区块链的智能仍处于一个初级阶段，仍有许多问题须要处置惩罚。最新数据显现大部分公链上的智能合约实行效力低下，以太坊上智能合约的均匀时候达到了20s摆布。怎样提拔合约的实行效力成为了一个亟待处置惩罚的问题。
1. 平常智能合约实行模子
纵观现有公链的的智能合约实行模子，其大部分与以太坊的实行模子类似，对以太坊的智能合约实行模子举行进一步剖析可知，其主要的实行步骤如图1所示。

个中，智能合约的实行处置惩罚历程为：
步骤1：猎取现在待处置惩罚的生意营业池，猎取排头生意营业，挪用其响应的智能合同。
步骤2：以太坊虚拟机剖析生意营业内容，猎取生意营业所挪用的合约名、合约要领、以及合约输入等信息。
步骤3：以太坊虚拟机从生意营业和状况数据库中猎取响应的合约字节码和合约输入。
步骤4：合约代码在以太坊虚拟机中实行，完成对应生意营业的营业逻辑。
步骤5：以太坊虚拟机将合约实行效果写回到状况数据库中，完成营业状况的更新。
步骤6：当块中的一切生意营业都已实行时，体系会将状况数据库的当前状况的哈希择要作为认证纪录存储在区块链中。
1. 智能合约并行实行模子
基于对以上的实行模子步骤的剖析，我们能够发明智能合约实行历程均为串行实行，因为实行历程当中包括大批盘算以及存储操纵，易致使机能不佳。基于此剖析，我们提出了智能合约并行实行模子，运用并行手艺来处置惩罚串行模子所带来的机能瓶颈。并行模子的详细完成借助于多线程手艺，从而有用的提拔智能合约的实行效力。智能合约并行模子如图2所示。

图2 智能合约并行模子
个中，智能合约的实行处置惩罚历程为：
步骤1：当区块链体系从生意营业池中取得充足的有用生意营业时，它将入手下手处置惩罚这些生意营业。
步骤2：生意营业支解模块剖析当前生意营业以猎取同享变量的信息。随后，生意营业支解模块将生意营业分到差别的鸠合中，使得这些鸠合彼此之间没有雷同的同享变量。末了，这些生意营业集将被发送到多线程处置惩罚模块中实行。
步骤3：多线程处置惩罚模块将事情分派给每一个线程。
步骤4：线程入手下手运转并从状况数据库猎取必要的初始数据，比方合约代码。智能合约准备好实行。
步骤5：将实行合约代码，代码将完成其响应的智能合约的营业逻辑。
步骤6：智能合约实即将转变一些相干的状况变量，这些变动终究将被写回状况数据库。
步骤7：当一切智能合约完成后，区块链体系将举行状况数据库的认证。然后将一切已处置惩罚的生意营业和认证纪录到区块链中。
新模子在完成上面对的最大问题是实行时所发生的同步问题，同步问题可形貌为在运用多线程对营业举行处置惩罚时，若不能保证各线程之间同享变量的平安，则可能会致使程序实行的失足。为保证多线程所处置惩罚营业中同享变量的平安性，比拟于现有的智能合约模子，其主要增加了生意营业支解模块，将生意营业高效的支解为互相自力（无雷同同享变量）的生意营业组，保证了多线程之间无雷同的同享变量，确保了各线程中使命实行的平安性。生意营业支解历程如图3所示。

图3 并行模子生意营业支解
生意营业支解主如果基于生意营业中所包括的同享变量，将具有雷同同享变量的生意营业分派到统一个使命组，交予统一个线程串行实行，防备了因包括统一同享变量而发生的同步问题。如图3所示，生意营业1与生意营业2具有统一同享变量x1，故二者被分派到了组合1这个使命组中。除包括雷同同享变量的生意营业需被分派到统一使命组外，包括雷同同享变量的生意营业存在着传递性，即两生意营业同时与另一个生意营业具有雷同同享时，其也应被分派到统一使命组中，如图3所示，生意营业1与生意营业3同时与生意营业2具有x1与x3的雷同同享变量，则三者被分派到了统一使命组组合1中。
以下为智能合约并行模子和串行智能合约模子的机能对照，测试场景为购物消费场景，基于购物的基本逻辑编写了对应的购物合约并模拟了批量的购物生意营业。所对照的是两种模子处置惩罚统一批数目的购物生意营业所消费的时候。

图4 智能合约模子机能对照
如图4所示，并行智能合约模子比拟于串行实行模子，在试验中最少能够节约23.8％的时候本钱，最多能够节约41.9％的时候本钱。由上述试验效果能够看出并行模子可有用的提拔智能合约实行机能，让智能合约应用到更多范畴。

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