Wiederbelebung der Ethereum-Kultur? Welche Zaubertränke hat Monad?

1. Das gefallene Ethereum-Dorf

Einst lebte im Ethereum-Dorf eine Gruppe von grünen Pepe-Fröschen. Dies war einst eines der lebendigsten Reiche, in dem ein hohes Maß an Dezentralisierung und Sicherheit zu einer blühenden Wirtschaft führte.

Nach diesen Grundsätzen wählten die Dorfbewohner in regelmäßigen Abständen auf der Grundlage ihrer Interessen die Leiter, die die Erstellung von Blöcken überwachten, in denen alle 12 Sekunden Transaktionen aufgezeichnet wurden. Auf diese Weise verwalteten sie gewissenhaft die florierende Wirtschaft des Dorfes.

Der einstige Ruhm von Ethereum ist inzwischen verblasst, Meme-Viren verbreiten sich und die Macht des Dorfes ist geschwächt. Schatten liegen über den Straßen, und die grünen Pepe-Frösche schlurfen schwerfällig und ziellos durch das verlassene, schwach beleuchtete Dorf.

Einige grüne Pepe-Frösche sehnen sich jedoch immer noch danach, Ethereums verlorenen Glanz wiederherzustellen. Sie unterstützen die „L2-Reform“, eine Bewegung zur Wiederbelebung des Dorfes. Durch ihre Bemühungen beginnt Ethereum wieder zu florieren und erreicht eine wirtschaftliche Vitalität, die einst für unmöglich gehalten wurde.

Aber die L2-Reform hat auch ihre Grenzen. Nahegelegene Dörfer wie Solana und Sui sind zwar jung und voller Instabilität, entwickeln sich aber durch beispiellose wissenschaftliche Revolutionen schnell weiter. Ihre Innovationen machen komplexe Finanztransaktionen nahtlos, während Ethereum trotz Reformen immer noch zu kämpfen hat. Daher kursieren unter den Pepe-Fröschen Gerüchte über die Möglichkeit, in diese Nachbardörfer umzusiedeln.

Dann, an einem schicksalhaften Tag, erschien ein lila Pepe-Zauberer im Ethereum-Dorf.

2. Die Ankunft des Purpur-Pepe-Zauberers

Der in eine violette Robe gekleidete Pepe-Zauberer blickte traurig auf die verlorene Pracht des Ethereum-Dorfes und war entschlossen, ein neues Reich namens Monad zu gründen.

Eines Tages erschien er vor den grünen Pepe-Fröschen und verkündete seinen großen Plan, das Dorf Monad zu gründen. Er versammelte die grünen Pepe-Frösche auf dem zentralen Platz und begann, ihre Gedanken zu hören.

Der grüne Pepe Frosch 1 meldete sich zu Wort: „Ich hoffe, das Leben in Monad wird so sein wie das von Ethereum. Obwohl Ethereum nicht die Skalierbarkeit von Solana oder Sui hat, habe ich nie daran gedacht, zu gehen, weil ihre Kulturen sich stark von unserer unterscheiden.“

Green Pepe Frog 2 fügte hinzu: „Es ist wichtig, die gleiche Lebensweise und Kultur beizubehalten, aber ich hoffe auch auf ein System, das so effizient ist wie das in anderen Dörfern. Ethereum ist zwar sicher, aber für Unternehmen, die Geschwindigkeit und Agilität anstreben, ist es nicht ausreichend.“

Der Zauberer erinnerte sich an ihre Wünsche und versprach, Monad mit den kulturellen Merkmalen von Ethereum und der Skalierbarkeit von Solana und Sui zu schaffen. Er dachte über die mächtigen Zaubersprüche nach, die nötig waren, um diesen Traum zu verwirklichen – ein Dorf, das mit den Traditionen von Ethereum vereinbar war und den Effizienzfortschritten der neuen Ära gerecht werden konnte.

Dann teilte er seine Vision mit den eifrigen Pepe-Fröschen und weckte in ihnen die Hoffnung auf ein echtes Zuhause, das das Beste aus beiden Welten bieten könnte.

3. Geheimzauber 1: Verzögerte Hinrichtung

Eine Einschränkung der Skalierbarkeit von Ethereum Village liegt in der Verarbeitung jeder Transaktion während des Konsensprozesses, der ein notwendiger Schritt bei der Erzeugung jedes neuen Blocks ist.

In Ethereum muss der Anführer, der einen Block vorschlägt, zuvor alle Transaktionen innerhalb des Blocks berechnen, um die Gültigkeit jeder Transaktion sicherzustellen. Außerdem müssen die validierenden Knoten, die diesen Block erhalten, ebenfalls alle Transaktionen berechnen, um die Legitimität des Blocks und die Abstimmung zu überprüfen.

Da der Konsensprozess Berechnungen und Kommunikation zwischen den Dorfbewohnern beinhaltet, ist die für die Verarbeitung von Transaktionen vorgesehene Zeit sehr begrenzt, was letztlich zu einer eingeschränkten Skalierbarkeit führt.

Um dieses Problem zu lösen, hat der lila Pepe-Zauberer einen neuen Zauberspruch namens „Verzögerte Ausführung“ eingeführt. Dieser Zauberspruch trennt den „Konsens“-Prozess (das Anordnen der Transaktionen der Dorfbewohner) vom „Ausführungs“-Prozess (das Berechnen der Ergebnisse dieser Transaktionen).

Einfach ausgedrückt: Anstatt für jeden Block gleichzeitig einen Konsens und eine Ausführung zu erreichen, wird der Konsens für Block N erreicht, während die Ausführung für Block N-1 erfolgt (wo die Reihenfolge der Transaktionen bereits festgelegt wurde).

Da bei dieser Methode die gesamte Zeit eines Blocks für die Ausführung zur Verfügung steht, kann die Anzahl der Transaktionen, die innerhalb desselben Zeitrahmens verarbeitet werden können, erheblich gesteigert werden.

Fortgeschrittener Zauberspruch: Verzögerte Merkle-Wurzel

In Ethereum berechnen die Knoten, bevor sie einen Konsens erreichen, um die Gültigkeit des Blocks zu gewährleisten. Im verzögerten Ausführungssystem von Monad sind Konsens und Ausführung jedoch voneinander getrennt. Dies eröffnet böswilligen Knoten die Möglichkeit, zuvor erreichte Konsens-Transaktionen zu ignorieren oder den Berechnungsstatus willkürlich zu verändern.

Um dies zu verhindern, bettet Monad die Merkle-Wurzel (das berechnete Ergebnis von Block N-10) in den Vorschlag von Block N ein. Wenn mehr als zwei Drittel der Knoten einen Konsens über Block N erreichen, bedeutet dies einen Konsens über die Berechnung von Block N-10.

Wenn das Berechnungsergebnis eines Knotens für Block N-10 nicht mit der Merkle-Wurzel in Block N übereinstimmt, wird dieser Knoten aus dem Konsens ab Block N entfernt. Die Verzögerung von 10 Blöcken für die Merkle-Wurzel gewährleistet die rechtzeitige Erkennung von Berechnungsfehlern.

Es ist erwähnenswert, dass die Blockzeit von Monad 1 Sekunde beträgt, was aber nicht bedeutet, dass die Finalität von Monad 10 Sekunden erfordert. Dank des MonadBFT-Systems von Monad kann die Finalität in einem einzigen Slot erreicht werden, was zu einer Finalität innerhalb von 1 Sekunde führt.

4. Geheimzauber 2: Transaktionshashes

Der schlaue lila Pepe-Zauberer überlegte, wie die Dorfvorsteher Blockvorschläge schnell an andere Knotenpunkte weiterleiten könnten.

In Ethereum besteht der typische Ansatz darin, den gesamten Blockvorschlag (einschließlich aller Transaktionen) zu verpacken und ihn über das Netzwerk zu senden.

Der Pepe-Assistent erkannte jedoch, dass die Übertragung von Blockvorschlägen mit zahlreichen Transaktionen eine gewaltige und arbeitsintensive Aufgabe wäre, wenn Monad diese Methode übernehmen würde.

Um dieses Problem zu lösen, führte der lila Pepe-Assistent das Konzept der „Transaktions-Hashes“ ein. Da alle von den Dorfbewohnern eingereichten Transaktionen bereits über das Netzwerk verbreitet worden waren, verwaltete jeder Knoten eine Aufzeichnung der Monad-Dorftransaktionen in seinem eigenen Speicherpool.

Dies bedeutete, dass der Anführer nicht mehr bei jedem Blockvorschlag eine vollständige Liste der Transaktionen übermitteln musste. Stattdessen konnte der Anführer einfach auf die Transaktionen verweisen, indem er ihre Hash-Werte übermittelte.

Die Blockvorschläge von Monad würden also nur die Hash-Werte der einzelnen Transaktionen enthalten. Nach Erhalt dieser Hash-Werte könnten andere Knoten sie leicht mit ihren eigenen Transaktionsaufzeichnungen vergleichen.

5. Geheimzauber 3: MonadBFT

In Monad Village werden die Reihenfolge der Transaktionen innerhalb jedes Blocks und der Konsens für die Blockerstellung von MonadBFT gesteuert, einem leistungsstarken Konsensmechanismus, der auf HotStuff basiert. Dieser phasenweise Byzantine Fault Tolerance (BFT)-Algorithmus ermöglicht es, den Konsens in zwei Schritten zu erreichen.

Die Rolle des Blockführers wird nach dem Zufallsprinzip auf der Grundlage des Einsatzanteils der einzelnen Teilnehmer ausgewählt. In Monad ist die Effizienz des Blockaufbaus höher als in Ethereum Village, da jeder Block N-Vorschlag zusammen mit dem Quorum-Zertifikat (QC) für den vorherigen Block N-1 übermittelt wird, was bedeutet, dass mehr als zwei Drittel der Knoten diesen Block verifiziert haben.

Der Prozess läuft wie folgt ab:

1. Anführer N sendet den Vorschlag für Block N, begleitet von der QC für Block N-1.
2. Die Prüfer überprüfen den Block N und senden ihre Stimmen an den Anführer N+1.
3. Leader N+1 teilt den Vorschlag für Block N+1 zusammen mit dem QC für Block N.

Aber auch mit QC N können die Validierer den Block N nicht sofort bestätigen, da die Blockchain nicht sicherstellt, dass alle Teilnehmer online und synchronisiert sind.

Um den Block N vollständig zu sichern, müssen die Prüfer ihre „Ja“-Stimmen für den Block N+1, der den QC N enthält, an den Anführer N+2 senden. Wenn der Anführer N+2 den QC N+1 generiert, bestätigt er den erfolgreichen Abschluss der Runde N+1 und schließt damit den Block N ab.

So führt der lila Zauberer Pepe das Dorf Monad mit geschickter Magie in eine neue Ära.

6. Geheimzauber 4: Parallele Ausführung

In Monad hat der violette Pepe-Zauberer einen neuen Zauberspruch entwickelt, um eine große Anzahl von Dorftransaktionen zu bewältigen, der Transaktionen parallel statt seriell wie im Ethereum-Dorf verarbeitet.

Bei der verzögerten Ausführung beginnt die Ausführung erst, wenn ein Konsens über die Transaktionsreihenfolge des Blocks erreicht ist. Das Monadendorf besteht aus vielen qualifizierten Executors, die jeweils für die Verarbeitung von Transaktionen, die unabhängige Berechnung ihrer Inputs und Outputs und die Erstellung einer Pending List verantwortlich sind.

Diese Inputs und Outputs verändern den Zustand des Dorfes nicht sofort, sondern warten in einem schwebenden magischen Zustand, bereit, in der durch Konsens festgelegten Reihenfolge übermittelt zu werden. Diese Übermittlung fügt die Ergebnisse in den aktuellen Zustand ein und webt einen nahtlosen und geordneten Wandteppich der Magie.

Allerdings gibt es eine Besonderheit. Die parallele Verarbeitung führt die Möglichkeit von Transaktionskonflikten ein, die im geordneten Ethereum-Dorf selten sind, aber in Monad eine neue Herausforderung darstellen.

Wenn zum Beispiel eine Transaktion (Transaktion b) zeigt, dass Dorfbewohner A dem Dorfbewohner B 1 ETH schenkt, während eine andere Transaktion (Transaktion c) zeigt, dass B diese ETH in der Dorfgaststätte ausgibt, wird ihre Reihenfolge kritisch. Wenn Transaktion c versucht, vor Transaktion b ausgeführt zu werden, wird sie fehlschlagen. In solchen Fällen werden die kollidierenden Transaktionen neu geordnet, und Transaktion c wird warten, bis Transaktion b abgeschlossen ist, bevor sie ausgeführt wird.

Daher liegt in Monad der Kern der parallelen Ausführung in der Reihenfolge: Die Ergebnisse werden parallel berechnet, aber die Zustandsaktualisierungen werden genau in der erforderlichen Reihenfolge zusammengeführt.

7. Geheimzauber 5: MonadDb

Die kreativen Ideen des lilafarbenen Pepe-Zauberers waren damit noch nicht zu Ende. Er beschwor MonadDb herauf, eine benutzerdefinierte Datenbank, die es nur im Monad-Dorf gibt und die speziell für die Speicherung des Zustands der Blockchain entwickelt wurde. Ethereum basiert auf einer komplexen Merkle Patricia Trie, die für ihre Widerstandsfähigkeit, aber auch für ihre Ineffizienz für externe Kunden bekannt ist.

MonadDb wurde mit Blick auf die parallele Ausführung des Dorfes entwickelt und unterstützt mehrere Lese- und Schreibvorgänge gleichzeitig mit hoher Genauigkeit. Im Gegensatz zu herkömmlichen Datenbanken, bei denen jede Aufgabe abgeschlossen sein muss, bevor zur nächsten übergegangen werden kann, verwendet MonadDb asynchrone E/A-Magie, die eine nahtlose Überlappung von Aufgaben ermöglicht und den Weg für eine echte parallele Transaktionsverarbeitung ebnet.

8. Besuchen Sie Monad Village!

Durch eine Reihe wundersamer Zaubersprüche und komplizierter Magie hat der lila Pepe-Zauberer das Monad-Dorf geschaffen. Hier verschmelzen die vertrauenswürdigen Konten, die Kryptographie, die Transaktionsformate, die Sprachen und die Wallets von Ethereum mühelos mit der Skalierbarkeit von Solana und Sui. Jetzt floriert Monad und strebt danach, seinen Traum von der Verarbeitung von 10.000 Transaktionen pro Sekunde zu verwirklichen.

Wird das aus Weisheit und Hoffnung geborene Monad Village die von Meme-Viren geplagte Welt retten und Ethereum zu neuem Ruhm verhelfen können? Nur die Zeit wird es zeigen.