Огляд Monad

Monad — це абсолютно новий блокчейн рівня 1, який використовує механізм Proof-of-Stake (PoS) і сумісний із Віртуальна машина Ethereum (EVM). Він спрямований на підвищення продуктивності та децентралізації всієї екосистеми Ethereum.

Цілі дизайну Monad полягають у тому, щоб досягти пропускної здатності, яка в кілька разів перевищує існуючі блокчейни смарт-контрактів, шляхом оптимізації віртуальної машини та вдосконалення алгоритмів механізму консенсусу Помилка Візантійців Tolerance (BFT). Як децентралізована обчислювальна платформа, Monad прагне надати користувачам ефективну, безпечну та масштабовану інфраструктуру блокчейну.

За допомогою Monad користувачі можуть розраховувати на високу пропускну здатність до 10 000 транзакцій смарт-контрактів (TPS) на секунду. Це вдосконалення принесе величезні можливості для зростання та інновацій в екосистему Ethereum, пропонуючи розробникам і користувачам ширший спектр варіантів використання та покращений користувацький досвід.

З точки зору користувача, поведінка Монада дуже нагадує Ethereum. Користувачі можуть використовувати одні й ті ж гаманці (наприклад, MetaMask) або провідники блоків (наприклад, Etherscan) для підпису або перегляду транзакцій. Існуючі програми, створені для Ethereum, можуть бути перенесені на Monad без модифікації коду, отже, очікується, що користувачі зможуть використовувати багато Ethereum програм на Monad. Адреси Monad ідентичні Ethereum адресам, що дозволяє користувачам повторно використовувати існуючі ключі.

Крім того, як і Ethereum, Monad має лінійні блоки та лінійний порядок транзакцій всередині блоків. Водночас Monad — це мережа Proof-of-Stake, яка підтримується набором децентралізованих валідатори. Будь-хто може керувати вузлом для незалежної перевірки виконання транзакцій, і було докладено значних зусиль для мінімізації вимог до обладнання.

Monad Background Monad

була заснована Кеоне Хоном у квітні 2022 року. Хон, випускник MIT року, очолює дослідницький відділ у гіганті маркетмейкерства Jump Trading. CTO Monad, Джеймс Хунсакер, є старшим інженером-програмістом у Jump Trading і основним супроводжуючим Pyth Network.

Джерело: Linkedin

Монада отримала значне визнання інвесторів, може похвалитися вражаючими фінансування сумами та установами. 14 лютого 2023 року він завершив початковий раунд фінансування під керівництвом Dragonfly Capital за участю інших інвесторів, включаючи Placeholder Capital, Lemniscap, Shima Capital, Finality Capital та 70 інших. 9 квітня 2024 року він залучив додаткові 225 мільйонів доларів у раунді фінансування під керівництвом Paradigm, а потім Coinbase Ventures.

Технічна структура монади

Паралельний EVM та суперскалярний конвеєр

Паралельний EVM відноситься до впровадження Monad технології паралельного виконання для оптимізації роботи Віртуальна машина Ethereum (EVM).

Говорячи простою мовою, Віртуальна машина Ethereum (EVM) – це середовище, відповідальне за виконання коду смарт-контракту. Традиційно кожна транзакція виконується послідовно, що призводить до зниження швидкості обробки. Monad впроваджує технологію паралельного виконання, що дозволяє обробляти кілька транзакцій одночасно, тим самим підвищуючи загальну ефективність виконання системи.

Уявіть, що ви стоїте в черзі на американські гірки в парку розваг. За традицією, всі повинні стати в чергу, чекаючи, поки людина попереду закінчить, перш ніж зайняти свою чергу. Однак, якщо парк розваг додасть більше американських гірок, більше людей зможуть грати одночасно, прискорюючи процес черги. Це аналогічно паралельному EVM Monad, що дозволяє віртуальній машині обробляти кілька транзакцій одночасно, прискорюючи швидкість виконання транзакцій.

В цілому, паралельний EVM Monad, на відміну від Rollup, який зазвичай використовується Ethereum Рівень 2, принципово підвищує продуктивність Ethereum мережі за рахунок використання багатоядерних і багатопоточних технологій. Це прискорює обробку транзакцій і швидкість досягнення консенсусу, дозволяючи мережі блокчейн ефективніше обробляти транзакції та підвищуючи ефективність і масштабованість системи.

Суперскалярний конвеєр — це ефективний метод обробки завдань, який розділяє завдання на кілька етапів і виконує їх одночасно, підвищуючи ефективність усього процесу обробки.

Наприклад, під час виконання транзакції її можна розділити на кілька етапів, таких як аналіз транзакції, перевірка підпису та виконання коду. У режимі суперскалярного конвеєра ці етапи можуть виконуватися одночасно, а не послідовно. Це схоже на створення різних етапів виробництва на фабриці, що дозволяє продукції проходити обробку на різних етапах одночасно. Наприклад, виготовлення одягу можна розділити на такі етапи, як крій, пошиття та окантовка. Різні працівники можуть виконувати різні процеси одночасно, в кінцевому підсумку завершуючи готовий одяг.

Джерело: Монада

Технічна оптимізація Monad

Monad реалізує технічну оптимізацію в чотирьох областях: паралельне виконання та MonadDb в аспекті виконання, а також MonadBFT та відкладене виконання в аспекті консенсусу.

Паралельне виконання відноситься до прийняття Монадою оптимістичного виконання на базовому рівні. У блокчейні виконання транзакцій починається до фактичної перевірки, зменшуючи кількість транзакцій, які потрібно повторно виконати через збої валідації.

Наприклад, розглянемо дві операції, А і В, намагаючись змінити баланс одного і того ж рахунок. При традиційному песимістичному виконанні система виконує ці транзакції послідовно, перевіряючи баланс рахунку перед виконанням. Якщо транзакція А виявляє нестачу коштів, вона зазнає невдачі, і система відкочує транзакцію А, виконуючи транзакцію Б. Це призводить до повторного виконання обох транзакцій, збільшуючи накладні витрати системи.

Оптимістичне виконання Монади відрізняється. Він припускає, що обидві транзакції A і B будуть успішними, і виконує їх паралельно. Система не перевіряє рахунок баланси до фактичної перевірки. Якщо транзакція зазнає невдачі (наприклад, недостатньо коштів), система повертає всі транзакції та повторно виконує невдалу. Якщо всі транзакції успішні, вони безпосередньо об'єднуються в блок, зменшуючи повторне виконання та підвищуючи ефективність.

MonadDb — це спеціальна база даних, призначена для зберігання станів блокчейну. Він розглядає неоптимальні аспекти існуючих баз даних, використовуючи структури даних B-Tree або LSM-Tree. MonadDb безпосередньо реалізує Patricia Trie в пам'яті та на диску, використовуючи структури даних Merkle Patricia Trie (MPT), підвищуючи ефективність зберігання даних. Крім того, MonadDb використовує новітні методи асинхронного вводу/виводу та інші оптимізації для підвищення ефективності та продуктивності. Наприклад, коли транзакція повинна зчитати стан з диска, вона не блокує очікування завершення, а ініціює асинхронну операцію введення-виведення, наказуючи системі виконати операцію введення-виведення і дозволяючи програмі продовжити без очікування.

Джерело:CSDN

MonadBFT – це високопродуктивний механізм консенсусу для досягнення домовленості про замовлення транзакцій на умовах часткової синхронізації між візантійськими учасниками. Він заснований на HotStuff і включає в себе поліпшення від Jolteon/DiemBFT/Fast-HotStuff, зокрема, використовуючи квадратичну складність зв'язку, щоб зменшити трираундовий зв'язок до двох у разі лідер тайм-аутів.

Простіше кажучи, уявіть, що група вирішує наступне завдання, яке потрібно виконати. Кожна людина може запропонувати завдання, але для його доопрацювання потрібні підтримка інших. Обирається лідер, який пропонує завдання та організовує обговорення. У кожному раунді лідер пропонує завдання (наприклад, ордер транзакції), а інші надають зворотний зв'язок. Якщо більшість погоджується, завдання підтверджується і виконується.

Відкладене виконання в Monad відкладає виконання транзакцій до тих пір, поки вони не будуть включені в процес консенсусу на певний період. Це відокремлює консенсус і виконання, надаючи вузлам-валідаторам більшу гнучкість у виконанні транзакцій. У Monad процес консенсусу визначає ордер транзакції, але виконання може відбуватися пізніше. Наприклад, процес консенсусу визначає, які транзакції повинні бути включені в блок і їх ордер, але виконання цих транзакцій може бути відкладено і не обов'язково відбуватися відразу під час консенсусу.

Простіше кажучи, А і Б погоджуються подивитися фільм, але відкладають визначення конкретного часу і місця на потім. Це дозволяє їм широко планувати діяльність, а потім доопрацьовувати деталі залежно від ситуації, забезпечуючи гнучкість і зручність. Аналогічно, відкладене виконання в Monad підвищує ефективність і гнучкість системи. Вузли валідаторів можуть виконувати транзакції більш опортуністично, краще адаптуючись до різних мережевих середовищ і робочих навантажень.

Висновок

З успішним запуском внутрішньої тестової мережі Monad Devnet і демонстрацією досягнення 10 000 TPS на EVM, Monad неухильно просувається до випуску основної мережі. Очікується, що основна мережа буде запущена в 4 кварталі цього року, приносячи нові можливості для зростання та інновацій у публічну мережу. Як EVM-сумісна децентралізована обчислювальна платформа, Monad надає розробникам і користувачам більш ефективну, безпечну та масштабовану інфраструктуру блокчейну та відкриває більше можливостей і перспектив розвитку для всієї блокчейн-індустрії.

Ми бачимо нову можливість завдяки технологічним інноваціям Monad: досягнення більш ефективної блокчейн-мережі без шкоди для безпеки та децентралізації. Користувачі та розробники можуть продовжувати використовувати знайомі інструменти та гаманці (наприклад, MetaMask) і легко переносити існуючі Ethereum dApps на платформу Monad, насолоджуючись швидшою обробкою транзакцій і нижчими комісіями. Ця сумісність гарантує, що Monad може залучати нових користувачів і утримувати та підтримка існуючі Ethereum Dapps.

Таким чином, удосконалення Monad протягом Ethereum року призвели до значних технічних проривів і внесли нову життєздатність у всю екосистему блокчейну. Ми з нетерпінням чекаємо, що в майбутньому Monad продовжить впроваджувати інновації в технології блокчейн і створить нову еру блокчейну, який буде більш ефективним, децентралізованим і широко застосовним.