1)高效且可擴展的性能
無邊界系統實現批量傳輸超過654.38+百萬次/秒。
加密貨幣和智能合約平臺需要高性能的區塊鏈技術，這可以為行業提供壹種可能取代現有金融平臺的解決方案。為了達到比VISA和MasterCard每秒能處理的交易數更快的速度，無界從底層重新設計。通過份額授權證書機制，無界網可以在平均壹秒的時間內確認超過65438+萬筆轉賬交易。
無邊界系統架構概述
要達到行業頂尖的性能，借鑒LMAX Exchange的經驗。這個LMAX交換機每秒可以處理高達600萬次交易。無界學習從其技術的要點如下:
a)把壹切都記在記憶裏
b)將核心業務邏輯放在單線程中。
c)將加密算法操作(哈希和簽名)放在核心業務邏輯之外。
d)檢查操作分為狀態獨立性檢查和狀態依賴性檢查。
e)使用面向對象的數據模型。
通過遵循這些簡單的規則，無界在沒有顛覆性優化的情況下，實現了每秒處理654.38+百萬次傳輸的高效性能。如果有進壹步的優化工作，無界可以達到類似LMAX exchange的性能(即每秒600萬次)。應該註意的是，無限的性能高度依賴於兼容的事務協議之壹。如果要使用業務邏輯運行在執行加密算法操作的虛擬機上，使用哈希識別器調用所有對象，是不可能達到同樣的性能水平的。區塊鏈天生就是單線程的，單核CPU的性能是各種資源中最稀缺最難擴展的。無限的技術邏輯可以讓這個單線程的執行盡可能高效。
無邊界系統核心業務的認可
區塊鏈是壹個關於決定修改全球狀態交易的全球總賬。這些事務中包含的命令可以改變其他事務的有效性。例如，在妳的支票存款生效之前，妳不能從妳的銀行賬戶中取錢。在能夠影響特定賬戶的所有之前的交易被處理之前，妳不能知道壹個交易是否有效。如果兩個不相關的賬戶* * *不享有任何壹般的依賴關系，理論上可以同時處理這兩個賬戶的交易。事實上，在壹個由帶有仲裁條件的智能契約驅動的賬本中，識別哪些交易是真正獨立的是非常困難的。確保兩筆交易真正獨立的唯壹方法是維護完全獨立的賬簿，然後定期在它們之間轉移價值。如果我們想比較這種性能權衡，我們可以看看非統壹內存訪問架構(NUMA)和統壹內存訪問架構(UMA)之間的關系。事實上，開發人員更容易設計壹致的內存訪問架構，而且成本也更低。在構建超級計算機和大型計算機集群時，非統壹內存訪問體系結構通常被用作最後的手段。計算機行業已經逐漸意識到，通過並行計算實現性能擴展並不是那麽容易。畢竟當時要做的最重要的事情就是提高處理器的頻率。正是因為這個原因，處理器的設計者在嘗試采用多線程來提高性能之前，都在拼命提高單線程的性能。如果多線程還不夠，也只有這樣，就考慮集群計算。
許多加密貨幣行業的人在探索計算機的單核在技術上可以實現什麽之前，已經嘗試通過使用集群計算來解決可擴展性問題。
2) LMAX破裂器分解器技術
LMAX分解器提供了壹個學習示例，展示了單線程可以實現的功能。LMAX是壹個面向終端客戶的交易平臺，目標是成為世界上最快的交易所。他們非常慷慨地公布了他們所了解的情況。
LMAX架構概述:
業務邏輯處理器是所有順序事務和訂單匹配發生的地方。它是壹個單線程，每秒可以處理數百萬個訂單。這種架構可以很容易地應用於加密貨幣和區塊鏈設計領域。輸入分解器的作用是收集來自不同來源的許多用戶的訂單，然後將它們分配給某個訂單。當序列被分配給它們時，它們將被復制、記錄並廣播到許多冗余的業務邏輯處理器。輸入分解器是高度並行的，可以很容易地分包給壹個計算機集群系統。當業務邏輯處理器處理完輸入時，輸出解析器負責通知那些關心結果的人。這也是壹個高度並行的任務。最後，通過在業務邏輯處理器中使用單線程采樣處理器和Java虛擬機，LMAX每秒可以執行600萬個事務。如果LMAX能達到這個結果，那麽加密貨幣和智能合約平臺在每秒交易量小於10的情況下，就不需要考慮集群網絡方案。高性能區塊鏈
為了構建高性能的區塊鏈，我們需要使用與LMAX相同的技術。這是必須實現的幾件事:把所有東西都放在內存中，避免同步原語(鎖定、原子操作)，避免在業務邏輯處理器上進行不必要的計算。因為內存的設計高度並行，所以越來越便宜。在互聯網上跟蹤每個人的賬戶余額和權限所需的數據量可以放在不到1TB的RAM內存中，不到15000美元就可以買到，並且可以安裝在商用(高端)服務器主板上。在這個系統被30億人采用之前，這種硬件會在普通的臺式電腦上看到。真正的瓶頸不是對內存容量的需求，而是對帶寬的需求。以每秒1百萬個事務，每個事務占256字節計算，網絡將需要每秒256MB的數據，即1Gbit/s的帶寬。這樣的帶寬在普通臺式電腦上並不常見。但是，這個帶寬只是第二代互聯網100Gbit/s帶寬的零頭。這種第二代互聯網供應給超過265，438+00家美國教育機構、70家公司和45家非營利組織和政府機構。
換句話說，區塊鏈技術可以很容易地將壹切存儲在內存中，如果設計合理，它可以擴展到支持每秒數百萬次傳輸。
3)分配ID，避免哈希計算。
在單線程系統中，處理器周期是壹種需要保留的稀缺資源。傳統的區塊鏈設計使用基於加密算法的哈希計算來生成全球唯壹的ID系統，從而保證統計上不會發生碰撞。這些散列計算的問題是，它消耗越來越多的內存和處理器周期。與直接數組索引相比，這種方法將明顯占用更多的處理器時間來查找帳戶的記錄。例如，64位整數比超過160位的ID更容易比較和操作。更大的散列ID機制意味著CPU緩存中的空間更少，需要更多的內存。現代操作系統中很少訪問的隨機存儲器(RAM)會被壓縮，但哈希標識符是隨機數，不能壓縮。區塊鏈模型為我們提供了壹種在全球範圍內分配唯壹id的方法，這些id不會相互沖突，因此我們完全避免使用像比特幣地址這樣基於哈希算法的標識符來引用壹個賬戶、余額或許可證。
4)從業務邏輯處理器中刪除簽名檢查。
加密貨幣網絡中的所有交易都依賴於加密算法的簽名來驗證權威。在大多數情況下，請求的授權可以被其他事務的結果所改變。這意味著在業務邏輯處理器中，權限需要定義為與加密算法計算無關的情況。
為了實現這個目標，所有的公鑰都需要分配壹個惟壹的、不可替代的ID。分配ID後，輸入解析器可以檢查提供的簽名是否與指定的ID匹配。當交易到達業務邏輯處理器時，只需檢查ID。
同樣的技術可以用來刪除對具有不可替代的靜態ID的對象的先決條件檢查。
5)設計用於靜態驗證的事務。
對於事務，有許多特性可以靜態檢查，而不需要參考當前的全局狀態。這些檢查包括參數範圍檢查、輸入冗余和數組排序。壹般來說，如果事務包含它“假定”處於全局狀態的數據，可以進行許多檢查。在這些檢查完成後，業務邏輯處理器要做的就是確保這些假設是正確的。這個過程通過檢查涉及事務簽名時間的對象引用的修改時間戳來總結。
6)智能合約
許多區塊鏈正在集成壹種通用腳本語言來定義所有操作。這些設計最終將業務邏輯處理器定義為壹個虛擬機，所有的事務都被定義為這個虛擬機運行的腳本。這種方案在真實處理器上具有單線程性能限制，並且通過強制所有事情都由虛擬處理器來執行，問題變得更加嚴重。即使虛擬處理器使用JIT，它也總是比真實處理器慢，但計算速度並不是這種“壹切都是腳本”方案的唯壹問題。當事務被定義在如此低的級別時，這意味著靜態檢查和加密算法操作仍將被包括在業務邏輯處理中，這也將降低整體吞吐量。腳本引擎不應請求執行加密算法簽名檢查，即使該請求是通過本機機制實現的。
根據我們從LMAX學到的經驗，我們知道為區塊鏈設計的虛擬機應該考慮單線程性能。這意味著編譯應該在開始時針對實現進行優化，最常用的智能合約應該通過區塊鏈得到本機支持，而只有那些不常用的定制合約才會在虛擬機上運行。這些定制合同的設計考慮到了性能，這意味著虛擬機應該將它們可以訪問的內存限制在可以放置在處理器緩存中的級別。
7)面向對象的數據模型
將壹切都保存在內存中的好處之壹是，軟件可以被設計成模仿現實世界中數據之間的關系。這意味著業務邏輯處理器可以根據內存中的指針快速找到數據，而不是被迫執行昂貴的數據庫查詢任務。這意味著無需復制即可訪問數據，並且可以當場修改數據。這種優化提供了比任何基於數據庫的方案高壹個數量級的性能。
無邊界無界系統高效性能的成功創建是基於從核心業務邏輯中移除與臨界性、順序依賴性和評估無關的計算任務，並設計壹個可以幫助優化這些事項的協議。這就是無界者所做的。
目前市場上98%的虛擬貨幣都達不到無邊界無界貨幣區塊鏈技術，其優勢非常明顯。