Monad сочетает в себе характеристики культуры Ethereum и масштабируемость Solana.
Автор: 100y
Перевод: Luffy, Foresight News
1. Падение деревни Ethereum
Давным-давно в деревне Ethereum жили зеленые лягушки Пепе. Это была одна из самых оживленных стран, высоко децентрализованная и с мощной безопасностью, что способствовало процветающей экономике.
Руководствуясь этими принципами, жители регулярно проводят выборы в соответствии со своими интересами, назначая лидеров для наблюдения за созданием блоков, которые фиксируют транзакции каждые 12 секунд. Таким образом, они усердно управляют процветающей экономикой деревни.
Теперь былым блеск Ethereum начинает тускнеть, вирус мемов распространяется, и сила деревни ослаблена. На улицах царит тень, зеленые лягушки Пепе идут с тяжелыми шагами, бесцельно бродя по унылой и темной деревне.
Тем не менее, некоторые зеленые лягушки Пепе все еще стремятся восстановить утраченное великолепие Ethereum. Они поддерживают "реформу L2", движение, направленное на возрождение деревни. Благодаря их усилиям Ethereum снова начал процветать, достигнув экономической активности, которая ранее считалась невозможной.
Но реформа L2 также имеет свои ограничения. Соседние деревни, такие как Solana и Sui, хоть и молоды и полны нестабильности, стремительно развиваются благодаря беспрецедентной научной революции. Их инновации делают сложные финансовые транзакции бесшовными, в то время как Ethereum, несмотря на реформы, продолжает сталкиваться с трудностями. Поэтому среди лягушек Пепе ходят слухи о возможности переезда в эти соседние деревни.
Затем, в день, решающий судьбу, фиолетовый волшебник Пепе появился в деревне Ethereum.
2. Приход фиолетового волшебника Пепе
Фиолетовый волшебник Пепе грустно смотрел на утраченное великолепие деревни Ethereum и решил создать новое королевство под названием Monad.
Однажды он появился перед зелеными лягушками Пепе и объявил о своем грандиозном плане по созданию деревни Monad. Он собрал зеленых лягушек Пепе на центральной площади и начал слушать их идеи.
Зеленая лягушка Пепе 1 заявила: "Я хочу, чтобы жизнь в Monad была такой же, как в Ethereum. Несмотря на то, что Ethereum не хватает масштабируемости, как у Solana или Sui, я никогда не думал покинуть его, потому что их культура совершенно отличается от нашей."
Зеленая лягушка Пепе 2 добавила: "Важно сохранять тот же образ жизни и культуру, но я также хочу систему, такую же эффективную, как у других деревень. Хотя Ethereum безопасен, он недостаточно быстр и гибок для бизнеса."
Волшебник запомнил их желания и пообещал создать Monad, сочетающий характеристики культуры Ethereum и масштабируемость Solana и Sui. Он размышлял о мощном заклинании, необходимом для осуществления этой мечты, деревне, совместимой с традициями Ethereum и способной удовлетворить новую эпоху прогрессивной эффективности.
Затем он поделился своим видением с нетерпеливыми лягушками Пепе, жаждущими нового поселения, вдохновив их надеждой на дом, который действительно может предоставить лучшее из обоих миров.
3. Тайна один: Отложенное выполнение
Одним из ограничений масштабируемости деревни Ethereum является обработка каждой транзакции в процессе консенсуса, что является необходимым шагом для генерации каждого нового блока.
В Ethereum лидер предложения блока должен вычислить все транзакции в блоке перед предложением, чтобы гарантировать результат каждой транзакции. Кроме того, узлы-валидаторы, получающие этот блок, также должны вычислить все транзакции, чтобы проверить законность блока и проголосовать.
Поскольку процесс консенсуса включает вычисления и коммуникацию между жителями, время, отведенное на обработку транзакций, очень ограничено, что в конечном итоге приводит к ограниченной масштабируемости.
Чтобы решить эту проблему, фиолетовый волшебник Пепе ввел новое заклинание, называемое "отложенное выполнение". Это заклинание отделяет процесс "консенсуса" (сортировку транзакций жителей) от процесса "выполнения" (вычисление результатов этих транзакций).
Проще говоря, консенсус и выполнение не проводятся одновременно для каждого блока, а сначала достигается консенсус по блоку N, в то время как выполняется блок N-1 (порядок транзакций уже определен).
Путем разрешения полного времени блока на выполнение, этот подход значительно увеличивает количество транзакций, которые могут быть обработаны в одно и то же время.
Высший заклинание: Отложенный корень Меркла
В Ethereum узлы вычисляют результаты до достижения консенсуса, тем самым гарантируя действительность блока. Однако в системе отложенного выполнения Monad, консенсус и выполнение отделены. Это предоставляет злонамеренным узлам возможность игнорировать ранее достигнутые согласия по транзакциям или произвольно изменять вычисленное состояние.
Чтобы предотвратить это, Monad встраивает корень Меркла (результат вычисления N-10 блока) в предложение N блока. Если более двух третей узлов достигают консенсуса по блоку N, это означает, что консенсус достигнут по вычислению N-10 блока.
Если вычисленный результат любого узла в N-10 блоке не совпадает с корнем Меркла, содержащимся в N блоке, этот узел будет исключен из консенсуса, начинающегося с N блока. 10-блочная задержка корня Меркла гарантирует своевременное обнаружение любых вычислительных ошибок.
Стоит отметить, что блокчейн Monad имеет время блока 1 секунда, но это не означает, что финализация Monad требует 10 секунд. Благодаря системе MonadBFT, можно достичь единой финализации, то есть финализация осуществляется за 1 секунду.
4. Тайна два: Хеш транзакции
Умный фиолетовый волшебник Пепе размышлял, как быстро лидер сможет транслировать предложение блока другим узлам.
В Ethereum обычно весь блок предложения (включая все транзакции) упаковывается и отправляется через сеть.
Тем не менее, волшебник Пепе осознал, что если Monad примет этот подход, то трансляция блоков с большим количеством транзакций будет сложной и трудоемкой задачей.
Чтобы решить эту проблему, фиолетовый волшебник Пепе ввел концепцию "хеша транзакции". Поскольку все транзакции, поданные жителями, уже распространились по сети, каждый узел поддерживает записи о транзакциях деревни Monad в своем пуле памяти.
Это означает, что лидеру больше не нужно передавать полный список транзакций в каждом предложении блока. Вместо этого лидер может просто ссылаться на транзакции, отправляя только их хеши.
Таким образом, предложения блоков Monad содержат только хеши каждой транзакции. Получив эти хеши, другие узлы могут легко сравнить их со своими записями транзакций.
5. Тайна три: MonadBFT
В деревне Monad порядок транзакций внутри блока и консенсус по созданию блока контролируется системой MonadBFT, высокопроизводительным механизмом консенсуса на основе HotStuff. Этот многоступенчатый алгоритм BFT (Бежанская устойчивость к сбоям) позволяет достигать консенсуса в два этапа.
Роль лидера блока выбирается случайным образом в зависимости от доли стейка каждого участника. В Monad эффективность построения блока выше, чем в деревне Ethereum, поскольку каждое предложение блока N передается с сертификатом кворума (QC) для предыдущего блока N-1, что указывает на то, что более двух третей узлов подтвердили этот блок.
Процесс событий был следующим:
Лидер N транслировал предложение для блока N вместе с QC для блока N-1.
Затем валидатор проверяет блок N и отправляет свой голос лидеру N+1.
Лидер N+1 делится предложением для блока N+1, а также QC для блока N.
Тем не менее, даже с QC N, валидатор не может сразу определить блок N, так как природа блокчейна не может гарантировать, что все участники синхронизированы онлайн.
Чтобы полностью защитить блок N, валидатор должен отправить свой голос "за" лидеру N+2 для блока N+1, который содержит QC N. Когда лидер N+2 генерирует QC N+1, он подтверждает успешное завершение раунда N+1, тем самым финализируя блок N.
Таким образом, с помощью ловкой магии фиолетовый волшебник Пепе направил деревню Monad в новую эпоху.
6. Тайна четыре: Параллельное выполнение
В Monad, чтобы обрабатывать большое количество транзакций жителей, фиолетовый волшебник Пепе разработал новое заклинание, которое обрабатывает транзакции между различными деревнями Ethereum не последовательно, а параллельно.
С помощью отложенного выполнения выполнение начнется только после достижения консенсуса по порядку транзакций в блоке. Деревня Monad состоит из множества опытных исполнителей, каждый из которых отвечает за обработку транзакций, независимо вычисляя свои входы и выходы и создавая список ожидающих.
Эти входы и выходы не изменяют состояние деревни сразу, а ожидают в форме зависимой магии, готовые к отправке в порядке, определенном консенсусом. Эта отправка представляет собой поочередное объединение выходов в текущее состояние, как будто магическая нить плетет бесшовный и упорядоченный гобелен.
Однако ситуация изменилась. Параллельная обработка ввела возможность конфликтов транзакций, что редко встречалось в упорядоченной деревне Ethereum, но стало новой проблемой для Monad.
Например, если одна транзакция (транзакция b) показывает, что житель A подарил 1 ETH жителю B, а другая транзакция (транзакция c) показывает, что B потратил этот ETH в местном гостинице, то их порядок имеет решающее значение. Если транзакция c пытается выполниться перед транзакцией b, транзакция потерпит неудачу. В этом случае конфликтующие транзакции будут перепланированы, и транзакция c будет ждать завершения транзакции b перед выполнением.
Таким образом, в Monad основной принцип параллельного выполнения заключается в сортировке: результаты вычисляются параллельно, но обновления состояния объединяются в нужном порядке.
7. Тайна пять: MonadDb
Не останавливаясь на достигнутом, фиолетовый волшебник Пепе также создал MonadDb, уникальную настраиваемую базу данных деревни Monad, специально предназначенную для хранения состояния блокчейна. Ethereum полагается на сложную структуру Merkle Patricia Trie, известную своей гибкостью, но также и низкой эффективностью для внешних клиентов.
MonadDb был разработан с учетом параллельного выполнения деревни, поддерживая одновременное чтение и запись, а также имея высокую точность. В отличие от традиционных баз данных, которые требуют завершения каждой задачи перед переходом к следующей, MonadDb имеет асинхронную I/O магию, позволяющую задачам бесшовно пересекаться, открывая путь к истинной параллельной обработке транзакций.
8. Приходите посетить деревню Monad
С помощью ряда волшебных заклинаний и сложной магии, фиолетовый волшебник Пепе создал деревню Monad. Здесь надежные учетные записи Ethereum, криптография, форматы транзакций, языки и кошельки легко интегрируются со масштабируемостью Solana и Sui. Теперь Monad процветает, стремясь осуществить мечту о 10 000 транзакциях в секунду.
Родившаяся из мудрости и надежды деревня Monad сможет ли спасти мир, страдающий от вируса мемов, и помочь Ethereum вернуть свою славу? Только время даст нам ответ.
