Обзор Monad

Monad — это совершенно новый блокчейн уровня 1, который использует механизм Proof-of-Stake (PoS) и совместим с Виртуальная машина Ethereum (EVM). Он направлен на повышение производительности и децентрализации всей экосистемы Ethereum.

Цели разработки Monad заключаются в том, чтобы достичь пропускной способности, в несколько раз превышающей существующие блокчейны смарт-контрактов, за счет оптимизации виртуальной машины и уточнения алгоритмов механизма консенсуса Ошибки византийцев (BFT). Как децентрализованная вычислительная платформа, Monad стремится предоставить пользователям эффективную, безопасную и масштабируемую инфраструктуру блокчейна.

С помощью Monad пользователи могут рассчитывать на высокую пропускную способность до 10 000 транзакций смарт-контрактов (TPS) в секунду. Это улучшение принесет огромный рост и инновационные возможности в экосистему Ethereum, предлагая разработчикам и пользователям более широкий спектр вариантов использования и улучшенный пользовательский опыт.

С точки зрения пользователя, поведение Monad очень похоже на Ethereum. Пользователи могут использовать одни и те же кошельки (например, MetaMask) или обозреватели блоков (например, Etherscan) для подписи или просмотра транзакций. Существующие приложения, созданные для Ethereum, могут быть перенесены на Monad без изменений кода, поэтому ожидается, что пользователи смогут использовать многие приложения Ethereum на Monad. Адреса Monad идентичны адресам Ethereum, что позволяет пользователям повторно использовать существующие ключи.

Кроме того, как и Ethereum, Monad имеет линейные блоки и линейный порядок транзакций внутри блоков. В то же время Monad представляет собой сеть Proof-of-Stake, поддерживаемую набором децентрализованных валидаторов. Любой желающий может управлять узлом для независимой проверки выполнения транзакций, и были предприняты значительные усилия для минимизации требований к оборудованию.

Monad Background Monad

была основана Кеоне Хоном в апреле 2022 года. Хон, выпускник MIT, является главой отдела исследований в маркет-мейкерском гиганте Jump Trading. CTO Monad, Джеймс Хансакер, является старшим инженером-программистом в Jump Trading и основным разработчиком Pyth Network.

Источник: Linkedin

Monad получила значительное признание инвесторов, может похвастаться впечатляющими суммами финансирования и учреждениями. 14 февраля 2023 года он завершил посевной раунд финансирования под руководством Dragonfly Capital при участии других инвесторов, включая Placeholder Capital, Lemniscap, Shima Capital, Finality Capital и 70 других. 9 апреля 2024 года он привлек дополнительные 225 миллионов долларов в раунде финансирования, возглавляемом Paradigm, а затем Coinbase Ventures.

Technical Structure of Monad

Parallel EVM and Superscalar Pipeline

Parallel EVM относится к внедрению Monad технологии параллельного выполнения для оптимизации работы Виртуальная машина Ethereum (EVM).

Проще говоря, виртуальная машина Ethereum (EVM) — это среда, отвечающая за выполнение кода смарт-контракта. Традиционно каждая транзакция выполняется последовательно, что приводит к снижению скорости обработки. Monad внедряет технологию параллельного исполнения, позволяющую обрабатывать несколько транзакций одновременно, тем самым повышая общую эффективность исполнения системы.

Представьте себе, что вы стоите в очереди на американские горки в парке развлечений. Традиционно все должны встать в очередь, ожидая, пока человек впереди закончит, прежде чем перейти к своей очереди. Однако, если парк развлечений добавит больше американских горок, больше людей смогут играть одновременно, ускоряя процесс очереди. Это аналогично параллельному EVM Monad, позволяющему виртуальной машине обрабатывать несколько транзакций одновременно, ускоряя скорость выполнения транзакций.

В целом, параллельный EVM Monad, в отличие от Rollup, обычно используемого Ethereum Уровень 2, фундаментально повышает производительность сети Ethereum за счет использования многоядерных и многопоточных технологий. Это ускоряет обработку транзакций и скорость достижения консенсуса, позволяя сети блокчейн обрабатывать транзакции более эффективно и повышая эффективность и масштабируемость системы.

Суперскалярная конвейерная обработка — это эффективный метод обработки задач, который разделяет задачи на несколько этапов и выполняет их одновременно, повышая эффективность всего процесса обработки.

Например, при выполнении транзакции ее можно разделить на несколько этапов, таких как разбор транзакции, проверка подписи и выполнение кода. В режиме суперскалярного конвейера эти этапы могут выполняться одновременно, а не последовательно. Это похоже на настройку различных этапов производства на заводе, что позволяет продуктам проходить обработку на разных этапах одновременно. Например, изготовление одежды можно разделить на этапы, такие как раскрой, шитье и окантовка. Разные работники могут выполнять различные процессы одновременно, в конечном итоге завершая готовую одежду.

Источник: Monad

Техническая оптимизация Monad

Monad реализует техническую оптимизацию в четырех областях: параллельное выполнение и MonadDb в аспекте исполнения, и MonadBFT и отложенное выполнение в аспекте консенсуса.

Параллельное выполнение относится к принятию Monad оптимистичного выполнения на базовом уровне. В блокчейне выполнение транзакций начинается до фактической проверки, что сокращает количество транзакций, которые необходимо повторно выполнить из-за сбоев валидации.

Например, рассмотрим две транзакции, A и B, пытающиеся изменить сальдо одного и того же счета. При традиционном пессимистичном исполнении система выполняет эти транзакции последовательно, проверяя баланс счета перед исполнением. Если в транзакции А недостаточно средств, она завершается сбоем, и система откатывает транзакцию А, выполняя транзакцию Б. Это приводит к повторному выполнению обеих транзакций, что увеличивает нагрузку на систему.

Оптимистичное исполнение Монады отличается. Он предполагает, что обе транзакции A и B будут выполнены успешно, и выполняет их параллельно. Система не проверяет остатки счетов до фактической проверки. Если транзакция не удалась (например, недостаточно средств), система возвращает все транзакции и повторно выполняет неудачную. Если все транзакции успешны, они напрямую объединяются в блок, сокращая повторное выполнение и повышая эффективность.

MonadDb — это пользовательская база данных, предназначенная для хранения состояний блокчейна. Он обращается к неоптимальным аспектам существующих баз данных с помощью структур данных B-Tree или LSM-Tree. MonadDb напрямую реализует Patricia Trie в памяти и на диске с помощью структур данных Merkle Patricia Trie (MPT), повышая эффективность хранения состояния. Кроме того, MonadDb использует новейшие методы асинхронного ввода-вывода и другие оптимизации для повышения эффективности и производительности. Например, когда транзакции необходимо прочитать состояние с диска, она не блокирует ожидание завершения, а инициирует асинхронную операцию ввода-вывода, давая указание системе выполнить операцию ввода-вывода и позволяя программе продолжить работу без ожидания.

Источник:ЦСДН

MonadBFT — это высокопроизводительный механизм консенсуса для достижения соглашения об упорядочении транзакций в условиях частичной синхронизации между византийскими участниками. Он основан на HotStuff и включает в себя улучшения от Jolteon / DiemBFT / Fast-HotStuff, в частности, используя квадратичную сложность связи для сокращения трехраундовой коммуникации до двух в случае тайм-аутов лидера.

Проще говоря, представьте себе группу, которая решает, какую следующую задачу нужно выполнить. Каждый человек может предложить задачу, но требует поддержки других для доработки. Избирается лидер, который предлагает задачи и организует обсуждения. В каждом раунде лидер предлагает задачу (например, ордер транзакции), а другие предоставляют обратную связь. Если большинство согласны, задача подтверждается и выполняется.

Отложенное исполнение в Monad задерживает выполнение транзакций до тех пор, пока они не будут включены в процесс консенсуса на определенный период. Это разделяет консенсус и исполнение, предоставляя узлам валидаторов большую гибкость в выполнении транзакций. В Monad процесс консенсуса определяет ордер транзакции, но исполнение может произойти позже. Например, процесс консенсуса определяет, какие транзакции должны быть включены в блок, и их ордера, но выполнение этих транзакций может быть отложено и не обязательно должно происходить сразу во время консенсуса.

Говоря простым языком, А и Б соглашаются посмотреть фильм, но откладывают определение конкретного времени и места на потом. Это позволяет им широко планировать деятельность, а затем дорабатывать детали в зависимости от ситуации, обеспечивая гибкость и удобство. Аналогичным образом, отложенное выполнение в Monad повышает эффективность и гибкость системы. Узлы-валидаторы могут выполнять транзакции более оппортунистически, лучше адаптируясь к различным сетевым средам и рабочим нагрузкам.

Заключение

Благодаря успешному запуску внутренней тестовой сети Monad Devnet и демонстрации достижения 10 000 TPS на EVM, Monad неуклонно продвигается к выпуску своей основной сети. Ожидается, что основная сеть будет запущена в 4 квартале этого года, что принесет новые возможности для роста и инноваций в публичную сеть. Как EVM-совместимая децентрализованная вычислительная платформа, Monad предоставляет разработчикам и пользователям более эффективную, безопасную и масштабируемую инфраструктуру блокчейна и открывает больше возможностей и перспектив развития для всей индустрии блокчейна.

Мы видим новую возможность благодаря технологическим инновациям Monad: достижение более эффективной блокчейн-сети без ущерба для безопасности и децентрализации. Пользователи и разработчики могут продолжать использовать знакомые инструменты и кошельки (например, MetaMask) и легко переносить существующие децентрализованные приложения Ethereum на платформу Monad, наслаждаясь более быстрой обработкой транзакций и более низкими комиссиями. Эта совместимость гарантирует, что Monad может привлекать новых пользователей, а также удерживать и поддержку существующих децентрализованных приложений Ethereum.

Таким образом, улучшения Monad по сравнению с Ethereum привели к значительным техническим прорывам и вдохнули новую жизненную силу во всю экосистему блокчейна. Мы с нетерпением ждем, когда Monad продолжит внедрять инновации в технологии блокчейн в будущем и создаст новую эру блокчейна, которая будет более эффективной, децентрализованной и широко применимой.