為 Qubic 穩定幣辯護 - 第四部分：快速、更快、Qubic
我們解釋轉帳和交易之間的差異，並帶領讀者了解各種轉帳情境，以展示Qubic 令人印象深刻的處理能力。通過突顯真實世界的速度測試，我們展示了 Qubic 與其他區塊鏈的不同之處。
Qsilver，2024年8月22日。
回顧
在本系列的前三部分中，我們為基於 Qubic 的穩定幣願景奠定了基礎。我們強調了目前缺乏一個令人信服的答案來回應「為什麼要在 Qubic 上建設？」這個關鍵問題，SteCo 當前的營銷努力如何不對齊，以及提出了一個戰略性轉變，將 Qubic 定位為「超高性能」，作為生態系統增長和長期成功的催化劑。
引言
現在，我們將焦點轉向一個關鍵的技術問題：Qubic 有多快？這個問題並不簡單。為了充分理解 Qubic 的性能及其對我們穩定幣願景的影響，我們必須首先澄清一些關鍵概念。請耐心聽我們解釋交易和轉帳之間的差異、轉帳情境和轉帳生成方法。在本文結束時，您應該能清楚地了解 Qubic 的速度與競爭對手相比如何，以及我們計劃如何利用 Qubic 來建立世界上最快的穩定幣。
開始之前
關鍵概念
協議層指的是區塊鏈系統的核心層，定義其規則和機制。在這裡：
- 交易是涉及帳本狀態變更的單一操作。
- 轉帳是交易內的子操作，將資產從一個地址移動到另一個地址。
應用層指的是用戶通過應用程序（用戶界面、去中心化應用和智能合約）與區塊鏈互動的層。在這裡：
- 加密貨幣轉帳是最常見的交易類型，一個用戶將一定數量的加密貨幣轉移給另一個用戶。
- 其他類型的交易包括智能合約執行、預言機數據請求、狀態通道結算、代幣轉移、代幣鑄造/銷毀、非同質化代幣（NFT）創建/轉移、質押、借貸、交易所訂單、投票/治理行為、鏈治理更新、獎勵/股息分配、身份驗證、數據存儲/修改、跨鏈操作...這是一個開放的列表，僅受開發者想像力的限制，因此根據每個區塊鏈的不同而有所變化。
「轉帳」可能令人困惑，因為其含義會隨上下文而改變：
- 在協議層面，轉帳是交易內的子操作。
- 在應用層面，轉帳是眾多交易類型中的一種。
為了增加混淆，單一交易（如智能合約執行）可能觸發多個轉帳。例如，一個向100名員工每人分發1 QU的薪資智能合約涉及100次轉帳，全部由單一交易發起。
區塊鏈之間的設計差異也增加了這種混淆。例如，在以太坊上借貸需要智能合約，但在Celo上，這是協議層面的原生交易類型。
這種複雜性讓終端用戶感到困惑。由於加密貨幣轉帳是最常見的交易類型，他們最終將兩者等同（如「交易就是用來轉移加密貨幣的！」）。不要在意交易實際上能夠做更多事情。用戶使用協議層面的術語來描述應用層面的好處。
轉帳情境
讓我們區分以下轉帳情境：
- 一對一（1-to-1）：單一交易將資產從一個地址發送到另一個地址。例如：帳戶之間的轉帳、電子商務支付。
- 一對多（1-to-Many）：單一交易將資產從一個地址發送到多個地址。例如：福利發放、工資支付。
- 一對全部（1-to-All）：單一交易將資產從一個地址發送到鏈上的所有地址。例如：全民基本收入（UBI）、空投。
轉帳生成
考慮到它們對性能的影響，讓我們區分轉帳是如何生成的：
- 交易生成：由交易（Tx）生成的轉帳。
- 智能合約生成：由智能合約（SC）生成的轉帳。生成的轉帳數量將取決於智能合約的類型。
網絡參數
最後，讓我們定義影響性能的關鍵網絡參數：
- 時間刻度持續時間（tDur）：處理和完成一組交易的時間單位。目前的時間刻度持續時間約為2.5秒。
- 每個時間刻度的交易數（TxPT）：在單個時間刻度內可以處理的最大交易數量。目前每個時間刻度的交易數為1,024。
決定要測量什麼
在加密世界中，區塊鏈的性能通常在協議層面使用每秒交易數（TPS或TxPS）指標來衡量。這衡量了區塊鏈在一秒內可以處理的交易數量—即帳本狀態的變更。例如，TON通過利用分片技術達到了104,715 TxPS，而以太坊則旨在使用卷軸技術超過100k TxPS。
Qubic在TxPS方面並不出色，但這沒關係。從營銷角度來看，TxPS是一個內向型指標—更適合那些喜歡在加密貨幣爭論中炫耀其區塊鏈能力的加密團隊和投資者。然而，對終端用戶來說，真正重要的是他們能否即時完成支付，即使在同一時刻有成千上萬的其他人也在嘗試這樣做。換句話說，他們不在乎每秒交易數（TxPS），而是關心每秒轉帳數（TfPS）。而在這方面，對於無縫支付體驗—應用層面的加密貨幣轉帳—，在真正重要的地方，Qubic戴上了皇冠。真的是這樣嗎？
當前性能
在了解了關鍵概念（交易與轉帳）、指標（TxPS與TfPS）、轉帳情境（一對一、一對多、一對全部）、轉帳生成方法（交易生成與智能合約生成）以及網絡參數（時間刻度持續時間和每個時間刻度的交易數）後，我們現在可以探討Qubic在應用層面的運行速度。當我們檢視各種組合時，我們鼓勵您將Qubic視為一個在不同檔位間切換的引擎。
這個表格總結了我們的性能測試結果。為了清晰起見，我們在表格中呈現了恆定的網絡參數，儘管在實際測試中，tDur在不同測試間有所變化：
檔位 | tDur | TxPT | 情境 | 生成 | 智能合約 | 交易數 | TfPS |
#1 | 2.5 | 1024 | 一對一 | Tx | 不適用 | 410 | 410 |
#2 | 2.5 | 1024 | 一對多 | SC | QUTIL-1 | ~10,250 | 410 |
#2 | 2.5 | 1024 | 一對多 | SC | QUTIL-2 | ~16,525 | 410 |
#3 | 2.5 | 1024 | 一對多 | SC | AIRDROP-1 | 1,024 | 150k |
#3 | 2.5 | 1024 | 一對多 | SC | AIRDROP-2 | 1,024 | 1M |
#4 | 2.5 | 1024 | 一對全部 | SC | AIRDROP-3 | 4 | 20M |
#5 | 2.5 | 1024 | 一對多 | SC | QUTIL-3 | 1 | 55M |
第一檔
在第一檔中，不涉及智能合約，每個交易直接生成一次轉帳。為了最大化轉帳數量，我們需要最大化交易數量。在當前網絡參數下，Qubic可以處理410TxPS（1,024 TxPT / 2.5 tDur）。這個性能顯著高於比特幣（3-7）和以太坊（15-30），但與Algorand（1,200）、Avalanche（4,500）或Solana（65,000）相比仍然較為適中。
第二檔
在第二檔中，我們使用QUTIL SC（前身為Sendmany SC），它允許您在單個交易中批量處理25個一對多轉帳。這將TfPS提高到10,250（410 TfPS * 25），使Qubic與大多數其他區塊鏈不相上下，但僅限於一對多轉帳場景。
第二檔的一個變體（見上表中的QUTIL-2）涉及鏈式執行QUTIL SC。初始交易觸發一個QUTIL SC調用，進行25筆付款，生成25次轉帳。每次轉帳又觸發另外25次QUTIL執行，形成級聯效應。經過三次迭代（25 x 25 x 25），這個過程結果為15,625次轉帳。然而，由於每次轉帳都必須在一個交易內處理，我們仍然受到1024 TxPT限制的約束。因此，在最佳條件下，需要16個完全飽和的時間刻度（15,625 Txs / 1,024 TxPS），或40秒（16個時間刻度 * 2.5 tDur）才能完成整個過程。總的來說，這種方法並不能提高整體吞吐量，而且僅適用於一對多轉帳場景。
第三檔
在第三檔中，我們使用AIRDROP SC，它允許您向spectrum中的每個地址發送相同數量的代幣——spectrum是存儲在計算節點RAM中的所有Qubic地址列表。由於很少有用例（如果有的話）需要向所有Qubic地址（約45萬個）發送相同數量的代幣，一對全部轉帳場景在現實世界中的適用性有限。然而，它仍然有助於在現實世界條件下測試Qubic引擎，因為我們測量的是總處理時間（時間刻度處理 + 智能合約處理）。
在我們在測試網上的初始測試中（上表中的AIRDROP-1），我們每個時間刻度創建1,024個空投（每個空投發送給約45萬個地址），充分利用了每個時間刻度允許的1,024個交易。理論目標460.8M TfPS（1,024 TxPT * 45萬地址）的結果"僅"為15萬 TfPS。雖然這個結果可能看起來令人失望，但它揭示了我們要麼發現了一個錯誤，要麼Qubic還沒有針對同時處理多個相同智能合約實例進行優化，特別是在測試網上。然而，這些結果很有價值，因為它們突顯了在這種條件下的性能影響。
為了進行適當的第三檔測試（AIRDROP-2），我們將AIRDROP SC更改為轉移1 QU而不是代幣。這只產生了100萬 TfPS，這再次是由於使用了測試網虛擬機（而不是裸機）和過多的SC開銷。
第四檔
在第四檔中，我們進行了一個定制的、完全人工的測試（AIRDROP-3），其中創建了四個空投，每個空投都有spectrum地址處理100個不同的轉帳，以確定最大可達到的性能。通常，主網的性能優於測試網，因為它具有更高性能的系統，並使用多個節點而不是僅一兩個。為了更接近模擬主網條件，我們使用了裸機測試網。針對1.8億TfPS的理論目標（4個空投 45萬地址 100次每地址轉帳），我們實現了2000萬 TfPS。這個轉帳率在整個週期內都是可持續的，不僅僅是峰值性能，表明了Qubic吞吐能力的強大。雖然這個吞吐量令人驚嘆（只需幾個小時就能向世界上的每個人發送一些QU），但它僅適用於一對全部轉帳場景，缺乏實際應用。
第五檔
Qubic核心開發團隊最近的一次測試記錄了5500萬 TfPS。這是通過另一個定制的、完全人工的測試（QUTIL-3）實現的，使用了一個自定義QUTIL智能合約在循環中執行，僅專注於CPU時間。從技術上講，第五檔是一對多（而非一對全部）轉帳場景。然而，由於地址來自SC內部生成的預定義池（而非來自實際交易），且要轉移的金額是在SC內部隨機生成的（而非來自實際交易），這個測試也缺乏實際應用性。
要理解我們的2000萬和他們的5500萬結果之間的差異，您可以從"飛行時間"的角度來考慮這些測試。Valis的測試測量了從門到門所需的時間（時間刻度處理 + 智能合約處理），而Qubic核心團隊僅測量了實際空中時間（智能合約處理）。
不均衡的王冠
Qubic在一對多/一對全轉帳場景中的當前傳輸性能獨一無二。這種差異如此顯著，以至於Come-from-Beyond公開推測Qubic的智能合約引擎是否比所有其他加密貨幣的引擎加起來都更高效。當其他人討論擴展解決方案以達到數千筆交易時，Qubic毫不費力地處理數百萬筆轉帳，無需第1層（分片）或第2層（匯總、側鏈或狀態通道）擴展解決方案。然而，Qubic在最常見的一對一轉帳場景中的當前傳輸性能，即大多數現實世界案例所需的場景，包括穩定幣，並不值得誇耀（410 TfPS）。
到目前為止，不太懂技術的讀者可能會感到被"數百萬"TfPS的宏偉聲明所欺騙，只發現這些指標在第四檔和第五檔中屬於人為條件、有限測量和不太可能的轉帳場景，沒有實際應用性。重要的是要理解，性能測試對於系統優化是必要的。此外，在Qubic上工作的不同團隊有不同的目標，因此有不同的測試需求。Valis專注於應用層面，並測試更接近現實世界的性能（約2000萬）。Qubic核心開發團隊專注於協議層面，並測試內部時間（約5500萬）。
明日性能
為什麼Valis主張將Qubic重新定位為"超高性能"鏈，體現在Qubic穩定幣中，如果在一對一轉帳場景中的性能是適中的？因為我們相信，在不久的將來，Qubic的一對一性能將會有巨大的改善，這要歸功於兩個團隊的貢獻。
Qubic核心團隊
Qubic以其非正統、以性能為導向的選擇而聞名，如裸機服務器、完全在RAM上運行，以及避免使用操作系統和虛擬機。這些決定，加上不斷增加的硬件要求，使Qubic與眾不同。
Qubic核心團隊路線圖的首要任務是實現穩定的1-2秒時間刻度。最終，時間刻度可能加速到每秒5次，通過將時間刻度持續時間從2.5秒減少到0.2秒，實現12.5倍的性能提升。
計算節點的RAM要求將在9月4日增加到1TB，12月4日增加到2TB。隨著RAM的增加，考慮4,096 TxPT並非遙不可及。
隨著更快更大的時間刻度，情況開始變得不同。Qubic將從410 TxPS（1,024 TxPT / 2.5 tDur）提升到20,480 TxPS（4,096 TxPT / 0.2 tDur）。這些是樂觀的估計；隨著吞吐量的增加，可能會出現其他瓶頸，但你應該明白了大概：
檔位 | tDur | TxPT | 場景 | 生成 | 智能合約 | 交易 | TfPS |
#1 | 0.2 | 4096 | 1對1 | Tx | 不適用 | 20,480 | 20,480 |
#2 | 0.2 | 4096 | 1對多 | SC | QUTIL | ~10,250 | 20,480 |
#3 | 0.2 | 4096 | 1對多 | SC | AIRDROP | 1 | 百萬? |
#4 | 0.2 | 4096 | 1對全部 | SC | AIRDROP | 1 | 百萬? |
你認為這夠快嗎？是時候繫好安全帶了。
Valis團隊
Qubic在SC生成的TfPS方面取得了令人驚嘆的性能，但到目前為止，所有SC都集中在1對多轉帳場景。如果我們能夠在最困難的基準測試中利用Qubic SC來獲得最大速度，即1對1轉帳場景，會發生什麼呢？
Qubic | 不使用SC | 使用SC |
1對1 | 適中 | 未知 |
1對多 | 不適用 | 最快 |
就像以太坊通過L2匯總減少了gas成本一樣，類似的方法可以應用於Qubic。雖然Qubic沒有gas成本需要最小化，但我們的目標是最大化可以編碼到單個交易中的1對1轉帳數量。
我們已經確定了一種方法，能夠在當前1,024 TxPT限制下，每個SC Tx可以匯總26到95個1對1轉帳。我們預計這個容量會因Qubic高效的地址重用而迅速從26倍增加到95倍。使用90倍的保守估計，這轉化為當前網絡參數下的~4萬 TxPS。隨著12.5倍的網絡容量提升，這可能達到180萬 TxPS的1對1轉帳場景。
檔位 | tDur | TxPT | 場景 | 生成 | 智能合約 | 交易 | TfPS |
#2 | 2.5 | 1024 | 1對1 | SC | VROLLUP-26 | 410 | 10,660 |
#2 | 2.5 | 1024 | 1對1 | SC | VROLLUP-90 | 410 | 38,950 |
#2 | 0.2 | 4096 | 1對1 | SC | VROLLUP-26 | 20,480 | 532,480 |
#2 | 0.2 | 4096 | 1對1 | SC | VROLLUP-90 | 20,480 | 1,843,200 |
向王冠俯首
Qubic 的貢獻將使其成為 TfPS 所有轉移場景和鏈條中的無可爭議的領導者。「最快」是一個簡短、直接且強有力的行銷宣言，在加密貨幣世界中具有廣泛的吸引力。
“超高性能”的定位明確回答了關鍵的為什麼問題，可以單獨吸引各個領域的企業家在 Qubic 上構建。再加上世界上第一個安全、透明、一致、即時、可擴展且免費的穩定幣，它有機會讓 Qubic 成為經濟穩定、流動性和去中心化金融的強國。
「uPoW for AI」是新的、閃亮的、漂亮的，但閃亮的東西並不持久。要成功，Qubic 需要實際的客戶，願意並能夠購買我們的產品。
如果你覺得 Qubic 很漂亮，你應該看看它戴上皇冠時的樣子。
即將到來：Valis提案
在我們系列的最後一部分，我們將概述我們將基於Qubic的穩定幣付諸實施的計劃。我們將涵蓋我們的籌資策略、潛在的資金來源，以及我們計劃如何使用這些資金。我們將設定明確的目標，並解釋這一倡議將如何推動Qubic生態系統的長期價值和增長。
閱讀「Qubic穩定幣的案例」系列
- 為 Qubic 穩定幣辯護 - 第一部分：為什麼的問題
- 為 Qubic 穩定幣辯護 - 第二部分：行銷 Qubic
- 為 Qubic 穩定幣辯護 - 第三部分：最佳選擇
- 為 Qubic 穩定幣辯護 - 第四部分：快速、更快、Qubic
- 為 Qubic 穩定幣辯護 - 第五部分：擴展生態系統
要獲取最新更新，加入 Valis Discord、在 X 上關注我們，並將我們的部落格加入書籤。