Что такое Monad: новый взгляд на масштабируемость EVM с параллельной обработкой

Стремительный рост Solana и блокчейнов первого уровня (L1) на языке программирования Move вроде Sui и Aptos показал, что криптовалютный рынок отдает предпочтение блокчейнам, ориентированным на масштабируемость. Хотя такие сети демонстрируют потрясающую пропускную способность и скорость работы, им не хватает одного важного свойства — совместимости с виртуальной машиной Ethereum (EVM). Будучи высокопроизводительной платформой смарт-контрактов, Monad стремится заполнить этот пробел. Команда проекта утверждает, что им удалось достичь гипермасштабируемости, сохранив при этом совместимость с экосистемой Ethereum.

Хотите узнать, каким образом Monad выполнил эту задачу? В этой статье мы расскажем все самое важное о Monad и его влиянии на криптопространство: от возникновения проекта до основ механизма параллельной обработки данных.

Что такое Monad

Monad — это новый блокчейн первого уровня (L1), призванный обеспечить высокую скорость работы и совместимости. Проект был создан с нуля специально для обеспечения совместимости с EVM. Monad делает упор на конвейерную обработку и демонстрирует высокие показатели: TPS в 10 000 транзакций, время блокировки в одну секунду и завершение на одном слоте. Monad предлагает пользователям удобный и мощный L1-блокчейн, сочетая такие продвинутые технологии, как алгоритм MonadBFT, база данных MonadDB, отложенное и параллельное исполнение. Разработчики могут использовать свои навыки и инструменты Ethereum для создания проектов на основе Monad, а пользователи получают доступ к быстрым транзакциям с низкими комиссиями.

Что такое Monad Labs

Проект Monad Labs был основан в 2022 году и является венчурным технологическим стартапом. Имея многолетний опыт разработки эффективных торговых систем с низкими задержками в Jump Trading, команда Monad Labs стремится решить проблему недостаточной пропускной способности и высоких комиссий существующих L1-проектов с помощью блокчейна Monad. По словам соучредителя и генерального директора Monad Labs Кеоне Хона, Monad может установить новый отраслевой стандарт скорости, прозрачности, безопасности и масштабируемости для всех протоколов L1, раскрыв истинный потенциал децентрализованных вычислений.

Почему Monad так популярен Проблемы с масштабируемостью в рамках ограничений EVM

Если вы только начинаете изучать пространство блокчейна, то, возможно, захотите узнать, почему Monad вызывает такой интерес в сообществе. Прежде чем перейти к рассмотрению проблем, которые решает Monad, давайте кратко рассмотрим, что именно затрудняет работу блокчейна.

Проблемы в работе блокчейна и важность масштабируемости

Для лучшего понимания механизмов блокчейна представим оживленную трассу:

• Автомобили, символизирующие запросы на транзакции, двигаются из пункта А в пункт Б.

• Количество полос — это пропускная способность блокчейна.

• Механизм консенсуса — это светофор, который задерживает или пропускает автомобиль.

Каждую транзакцию нужно проверить и добавить в блок. Однако из-за ограниченного пространства в блоках и высокого спроса в сети случаются перегрузки, которые замедляют обработку транзакций и повышают комиссии. Впервые эта проблема стала наиболее заметной во время перегрузки сети Ethereum из-за активности в игре CryptoKitties.

Традиционные блокчейны с последовательной обработкой могут одновременно обрабатывать лишь ограниченное количество транзакций. Транзакции подтверждаются и добавляются в блок по очереди, одна за другой. Если вернуться к нашей метафоре, эта очередь может напоминать автомобильную пробку и снижает общую пропускную способность сети.

В периоды высокого спроса комиссии за транзакции могут резко возрастать, поскольку пользователи пытаются ускорить обработку своих транзакций. Об этой проблеме известно давно, и многие современные блокчейны создаются уже с учетом проблем масштабируемости, предлагая высокую пропускную способность для удовлетворения растущих потребностей пользователей Web3.

Monad удалось достичь наиболее оптимального компромисса, сохранив совместимость с Ethereum и поддерживая быструю обработку на первом уровне. Совместимость позволяет беспрепятственно интегрировать в Monad криптографические исследования и инструменты разработчиков Ethereum без ущерба для пропускной способности и масштабируемости сети.

Как работает Monad

Проект Monad привлек финансирование в размере более $200 миллионов от таких венчурных инвесторов, как Paradigm и GSR Ventures, а также бизнес-ангелов вроде Hsaka и Ansem, вызвав немалый интерес у криптосообщества. Рассмотрим особенности проекта более подробно.

Совместимость Monad с EVM

Monad обеспечивает совместимость с EVM, реализуя собственную EVM в своей архитектуре. Эта EVM разработана таким образом, чтобы поддерживать совместимость с инструкциями байткода смарт-контрактов Ethereum. Хотя конкретные детали не разглашаются , ниже мы перечислили наиболее вероятные способы, которыми Monad достигает этой цели:

• Копирование набора инструкций: EVM Monad, вероятно, повторяет основной набор инструкций EVM Ethereum, поддерживая совместимость с существующим кодом смарт-контрактов.

• Управление состоянием: Monad необходимо управлять состоянием блокчейна таким образом, чтобы смарт-контракты Ethereum могли свободно с ним взаимодействовать.

• Потенциальные оптимизации: сохраняя совместимость, Monad может оптимизировать свою реализацию EVM, используя базовую архитектуру для повышения производительности.

Совместимость EVM с Monad — это стратегическое решение, которое позволяет использовать существующую экосистему разработчиков Ethereum для ускорения собственного роста.

MonadBFT

Секрет быстрых транзакций Monad кроется в MonadBFT. Это специально разработанный механизм консенсуса Византийской отказоустойчивости (BFT), который быстро проверяет транзакции, даже если некоторые ноды-валидаторы оказались неисправны или взломаны. В отличие от традиционных механизмов консенсуса BFT, не способных поддерживать такую высокую скорость, MonadBFT в большинстве случаев применяет двухфазный подход, совмещая оптимистическую отзывчивость с обработкой линейных коммуникаций.

Однако в случае превышения времени ожидания ведущей ноды сложность обработки линейных коммуникаций возводится в квадрат, что помогает поддерживать стабильность сети. В итоге это повышает производительность Monad и обеспечивает свободное прохождение транзакций.

Отложенное исполнение

Monad Labs называет отложенное исполнение методом конвейерной организации с разделением процессов консенсуса и исполнения на разные уровни. Напомним, что консенсус заключается в том, что все ноды сети договариваются о порядке транзакций, которые будут включены в следующий блок. Обычно это происходит одновременно с выполнением транзакций. Под выполнением понимается фактический процесс исполнения кода в каждой транзакции и соответствующее обновление состояния блокчейна.

Отложенное исполнение Monad работает в параллельном режиме. Ведущая нода предлагает блок, содержащий порядок еще не выполненных транзакций. Затем ноды-валидаторы в сети Monad проверяют предложенный порядок и голосуют за его корректность. Вместо подтверждения результата каждой транзакции нодам нужно лишь подтвердить правильность всего порядка. Наконец, после достижения консенсуса транзакции выполняются отдельно (параллельно или по очереди). Отложенное исполнение предлагает множество преимуществ, включая ускоренное подтверждение блоков, повышенную масштабируемость и более эффективное использование ресурсов.

Оптимистическое исполнение для параллельного исполнения транзакций

В основе Monad лежит оптимистическое исполнение, когда транзакции выполняются до полного подтверждения. С его помощью транзакции можно исполнять параллельно: одновременная обработка нескольких транзакций значительно увеличивает пропускную способность, сохраняя линейную последовательность блоков Monad. Проблема заключается в том, что оптимистическое исполнение сопряжено с риском некорректного исполнения и конфликта данных, поскольку несколько транзакций могут пытаться изменить одни и те же данные. Monad решает эту проблему, отслеживая предварительные условия каждой транзакции для ее исполнения. Если по окончании начальной оптимистической фазы возникает конфликт, то повторно выполняется только проблемная транзакция с корректными данными. В результате это гарантирует согласованность и обеспечивает целостность данных в блокчейне Monad.

MonadDB

MonadDB — это собственная база данных, которая играет важную роль в параллельном исполнении Monad. Она хранит данные о текущем состоянии блокчейна, включая аккаунты, балансы и код смарт-контракта. В отличие от традиционных блокчейнов, которые хранят всю историю обработки транзакций, MonadDB фокусируется лишь на текущем состоянии, оптимизируя скорость чтения и записи при параллельном выполнении. Помимо хранения данных о состояний блокчейна, MonadDB поддерживает оптимистическое исполнение, взаимодействуя с транзакциями уже на этапе исполнения в Monad. Это обеспечивает временные данные о состоянии для параллельной обработки транзакций без каких-либо затруднений. После первоначального оптимистического исполнения MonadDB переходит к разрешению конфликтов, возникших между транзакциями, которые пытаются изменить одни и те же данные. Для этого система сравнивает входные данные транзакции с выходными данными предыдущих транзакций, а также проверяет предварительные условия каждой транзакции во время исполнения.

Преимущества Monad

Инновационный подход Monad предлагает множество преимуществ для пользователей и разработчиков:

Ускоренное выполнение операций и низкие комиссии

Благодаря параллельной обработке Monad может обрабатывать большее количество транзакций в секунду. Иными словами, проект обеспечивает быстрое подтверждение и удобство для пользователей. Кроме того, повышение эффективности сети за счет параллельной обработки данных может снизить комиссии за транзакции. Благодаря этому блокчейн Monad прекрасно подходит для повседневных транзакций, что также способствует более широкому внедрению.

Стремительное развитие экосистемы

Совместимость Monad с EVM позволяет разработчикам, знакомым с Ethereum, быстро развертывать смарт-контракты на Monad. Это упрощает разработку и способствует расширению сообщества, поскольку существующие разработчики Ethereum могут продолжать работу без необходимости изучать новые наборы инструментов. В результате вокруг Monad формируется мощное сообщество разработчиков, которые помогают внедрять инновации и расширяют спектр приложений, которые можно создавать в сети.

Разработка на базе Ethereum

Новые блокчейны без совместимости с EVM часто сталкиваются с одной и той же проблемой: им сложно построить экосистему с нуля. К счастью, это не относится к Monad, поскольку проект наследует от Ethereum огромное сообщество разработчиков и базу пользователей. Поскольку проект стремительно ускоряет массовое внедрение, это может способствовать внедрению инноваций и расширению спектра приложений на платформе Monad.

Потенциальные проблемы Monad

У Monad есть все необходимые инструменты, чтобы преобразовать пространство блокчейна. Его фокус на масштабируемости сетей первого уровня (L1) позволяет устранить критические затруднения, препятствующее широкому распространению блокчейна. Однако важно быть объективными и также учитывать потенциальные проблемы:

Техническая сложность

Хотя параллельная обработка и MonadBFT дарят важные преимущества, они создают некоторые сложности, такие как необходимость поддержания согласованности данных и разрешения конфликтов между параллельными транзакциями. Отладка и выявление проблем при параллельном исполнении также могут быть более сложными по сравнению с традиционной последовательной обработкой

Ущерб децентрализации

Некоторые элементы архитектуры Monad, например собственная EVM и MonadDB, могут негативно сказываться на децентрализации по сравнению с решениями в общедоступных блокчейнах. В будущем основной задачей Monad, вероятно, станет поиск оптимального баланса между масштабируемостью и децентрализацией.

Риск централизации из-за объединения венчурных компаний

Хотя некоторые считают масштабные инвестиции от различных организаций триумфом Monad, венчурные компании (VC) могут быть заинтересованы в том, чтобы повлиять на направление развития платформы. Это может сказаться на нейтральном и общедоступном характере криптовалюты, особенно в вопросах будущих решений по распределению токенов или управлению. Кроме того, зависимость от венчурного финансирования может создать впечатление, что для Monad финансовая выгода важнее развития мощного органического сообщества.

Новизна и принятие

Будучи относительно новой платформой, Monad может столкнуться с трудностями в привлечении пользователей и разработчиков из уже существующих блокчейнов с большими экосистемами и базами пользователей. Для преодоления этой проблемы потребуется укрепить доверие сообщества, продемонстрировать реальные примеры использования и внедрить больше удобных инструментов для разработчиков.

Сравнительный анализ Monad и других L1-решений

Недостаток масштабируемости подтолкнул разработчиков к созданию множества различных решений для блокчейна, помимо параллельной обработки, которая реализуется в Monad. Сейчас мы кратко сравним Monad с некоторыми известными проектами:

Ethereum и Monad

Поскольку эта платформа смарт-контрактов наиболее востребована среди разработчиков благодаря своей устоявшейся экосистеме и базе пользователей, многие новые блокчейны, такие как Monad, пытаются позиционировать себя как «убийцы» Ethereum.

Благодаря недавнему обновлению Dencun, направленному на устранение ограничений масштабируемости путем внедрения шардинга, Ethereum добился значительного прогресса в повышении пропускной способности. Однако истинный потенциал шардинга в Ethereum раскрывается поэтапно, и наиболее значимые улучшения масштабируемости наступят, лишь когда Ethereum Foundation полностью реализует свою дорожную карту.

До тех пор Ethereum продолжит полагаться на решения для масштабирования второго уровня (L2), потенциально создавая некоторые сложности для пользователей. Monad, в свою очередь, стремится стать чистым L1-решением и обеспечить более быструю обработку транзакций без каких-либо компромиссов, связанных с использованием L2-решений, что сделает работу в сети более удобной для пользователей. Однако достижение масштабируемости только на первом уровне может оказаться технически сложной задачей, и для достижения целевых показателей производительности Monad потребуется эффективно реализовать шардинг и оптимистические роллапы.

Solana и Monad

Проект Solana, получивший широкое распространение за высокую скорость обработки транзакций, использует для достижения высокой пропускной способности уникальное сочетание алгоритмов Proof of History (PoH) и Proof of Stake. Этот инновационный подход позволил Solana стать одним из крупнейших проектов в пространстве блокчейна, особенно в сфере DeFi, где скорость имеет ключевое значение.

Однако механизм консенсуса Solana потенциально может наносить ущерб децентрализации, поскольку PoH частично применяет механизм централизованной валидации временных меток. Это вызывает опасения в отношении способности сети противостоять цензуре или манипуляциям. Как указано в нашем руководстве по Solana, проект активно работает над децентрализацией набора валидаторов для решения этих проблем. Что касается децентрализации и безопасности, то Monad использует единую защищенную основную сеть. Такой подход гарантирует, что все транзакции будут проверяться на основном чейне, потенциально обеспечивая более надежную и устойчивую к цензуре систему, чем частично централизованный механизм PoH в Solana.

Однако обработка данных только в основной сети может ограничить масштабируемость. Для решения этой проблемы Monad использует шардинг и оптимистические роллапы, которые позволяют обрабатывать транзакции параллельно и тем самым снижать нагрузку на основной чейн. Хотя такой подход потенциально помогает улучшить масштабируемость, он усложняет работу в сети по сравнению с более простой архитектурой Solana.

Sui V2, Aptos и Monad

Sui V2 и Aptos — это высокопроизводительные блокчейны первого уровня, работающие на языке программирования Move и обеспечивающие масштабируемость и безопасность. Как и Monad, они используют параллельную обработку данных с помощью шардинга и стремятся повысить пропускную способность сети.

Однако, в отличие от Monad, который использует совместимость с EVM, Sui V2 и Aptos применяют собственные языки программирования и виртуальные машины. Такое отличие имеет ряд важных особенностей. Совместимость с EVM позволяет разработчикам, знакомым с экосистемой Ethereum и языком Solidity, без труда разрабатывать приложения на Monad. Это может значительно ускорить массовое принятие проекта среди разработчиков и ускорить рост экосистемы Monad.

Кроме того, совместимость с EVM обеспечивает доступ ко множеству существующих инструментов и библиотек, что экономит время и усилия на разработку. Хотя собственные языки программирования и виртуальные машины позволяют Sui и Aptos удовлетворять специфические задачи разработки и потенциально формируют новую базу разработчиков, они также затрудняют работу для тех, кто знаком только с экосистемой EVM. Пока рано судить о том, насколько результативной окажется совместимость Monad с EVM по сравнению с потенциальными оптимизациями собственных языков программирования.

Отличия Monad от блокчейна первого уровня

Monad уделяет особое внимание масштабируемости первого уровня, совместимости с EVM, а также отсутствию компромиссов в вопросах безопасности и децентрализации блокчейна. Проект особенно выделяется упором на масштабируемость первого уровня и может стать более безопасным и децентрализованным решением по сравнению с существующими альтернативами.

В отличие от многих существующих сетей, которые работают над ускорением обработки транзакций, Monad использует параллельную обработку и различные инновационные механизмы для достижения более высокой пропускной способности вплоть до 10 000 транзакций в секунду. Ориентация на масштабируемость первого уровня отличает этот проект от некоторых альтернатив, которые полагаются на решения второго уровня или совершенно другие механизмы консенсуса.

Безопасность и децентрализация — это важнейшие факторы, и Monad уделяет равное внимание обоим аспектам, осуществляя все важные операции на основном чейне. У проекта большие планы по изменению процесса обработки транзакций в блокчейне, поэтому за ним стоит следить.

Знакомство с Monad

Поскольку Monad все еще находится на стадии разработки, пока рано судить о возможностях использования сети или эффективности создания децентрализованных приложений (DApp) на ее основе. Однако пользователи могут оставаться в курсе новостей и даже участвовать в развитии проекта:

• Monad Labs: следите за официальными каналами Monad Labs, чтобы узнавать новости о статусе разработки, запусках тестовых сетей и будущих эйрдропах.

• Тестовая сеть Monad: хотя проект еще не делал официальных объявлений, участие в тестовой сети Monad позволит узнать больше о технологии и сделать вклад в развитие платформы посредством тестирования приложения и выявления ошибок. Кроме того, участники тестовой сети могут получить будущие эйрдропы Monad в качестве благодарности за взаимодействие с экосистемой.

• Социальный рейтинг Monad: один из доступных способов присоединиться к Monad — получить эйрдроп через систему социального рейтинга проекта. Хотя детали возможных наград пока не разглашаются, команда Monad намекает, что вклад каждого пользователя будет оценен. Для начала вы можете присоединиться к официальному каналу проекта в Discord. Найдите сервер социального рейтинга, чтобы изучить всю необходимую информацию. Социальные баллы можно получить следующими способами:

• Очки опыта Discord (XP): начисляются командой сообщества Monad за участие в событиях Discord и выполнение различных заданий, таких как отправка вопросов на регулярные АМА-сессии и победы в покерных турнирах сообщества. Проверить свой рейтинг можно в таблице лидеров по XP Monad.

• Роли: участники сообщества могут получить определенные роли в Discord — от NadOG (долгосрочные сторонники и спонсоры) до Monartist (авторы качественного арта). Полный список ролей можно найти на сервере социального рейтинга.

• Протоколы POAP: Proof of Attendance Protocols (протокол доказательства посещения), или POAP, а также невзаимозаменяемые токены начисляются участникам событий в сообществе в качестве наград. По заявлениям команды Monad, они могут принести немало преимуществ.

• Список NAD: взаимодействие проекта с сообществом не ограничивается платформой Discord. Команда сообщества Monad может добавить вас в список NAD в социальной сети X (при условии соответствия требованиям).

• Признание команды: команда проекта может отметить наиболее активных пользователей, которые делают вклад в развитие экосистемы, будь то участие в обсуждениях или создание активов.

Source: discord.com/invite/monad

(Источник: канал Monad в Discord)

Проект Monad еще не заявлял о планах эйрдропов. Однако пользователям рекомендуется следить за новостями экосистемы, чтобы успеть воспользоваться потенциальными возможностями и получить награды для ранних участников.

Будущее Monad

Monad — это многообещающий проект, способный произвести революцию в сфере блокчейна, и его решение с параллельной обработкой данных также вызывает определенный интерес. Однако проект все еще находится на стадии разработки, и его успех будет зависеть от преодоления технических проблем и построения мощной экосистемы.

Далее перечислены ключевые аспекты, за которыми стоит следить по мере развития Monad:

• Запуск основной сети: запуск основной сети в 4-м квартале 2024 года станет важным этапом, означающим переход проекта от тестовой среды к полностью функциональной блокчейн-сети.

• Развитие экосистемы: рост числа разработчиков и увеличение пользовательской базы в сети Monad будут иметь решающее значение для долгосрочной устойчивости сети.

• Примеры использования. успех Monad будет зависеть от способности проекта обеспечить работу DApp, которые и продемонстрируют преимущества впечатляющей масштабируемости и эффективности Monad.

Заключение и прогнозы на будущее

Мир криптовалют постоянно развивается, и Monad создает впечатление многообещающего проекта. Инновационный подход к масштабируемости L1 с параллельной обработкой данных может проложить путь к новой эре более быстрых, дешевых и эффективных транзакций в блокчейне. Хотя некоторые трудности еще предстоит преодолеть, упор Monad на совместимость, масштабируемость и развитие сообщества делает его конкурентоспособным участником гонки за первенство в сфере блокчейна.

Хотите узнать больше о блокчейнах L1 и инновационных способах решения проблем последовательной обработки данных? Читайте наши руководства по платформе Polkadot и ее возможностях, а также статью о Cardano с механизмом Proof of Stake.