1. Het gevallen Ethereum-dorp
Er was eens, in het Ethereum dorp, een groep groene Pepe kikkers. Dit was ooit een van de levendigste rijken, waar een hoge mate van decentralisatie en een sterke beveiliging zorgden voor een welvarende economie.
Geleid door deze principes hielden de dorpelingen regelmatig verkiezingen op basis van hun interesses om leiders aan te stellen die toezicht hielden op het genereren van blokken die elke 12 seconden transacties registreerden. Op deze manier beheerden ze ijverig de bloeiende economie van het dorp.
Nu is de voormalige glorie van Ethereum aan het vervagen, meme virussen verspreiden zich en de macht van het dorp is verzwakt. Schaduwen doemen op boven de straten en de groene Pepe-kikkers schuifelen zwaar, doelloos ronddwalend door het desolate, schemerig verlichte dorp.
Sommige groene Pepe-kikkers verlangen er echter nog steeds naar om de verloren pracht van Ethereum te herstellen. Zij steunen de “L2 Reform”, een beweging die erop gericht is het dorp nieuw leven in te blazen. Door hun inspanningen begint Ethereum weer op te bloeien en bereikt het een economische vitaliteit die ooit onmogelijk werd geacht.
Maar de L2 Reform heeft ook zijn beperkingen. Naburige dorpen zoals Solana en Sui, hoewel jong en vol instabiliteit, ontwikkelen zich snel door ongekende wetenschappelijke revoluties. Hun innovaties maken complexe financiële transacties naadloos, terwijl Ethereum, ondanks hervormingen, nog steeds worstelt. Daarom doen geruchten de ronde onder de Pepe kikkers over de mogelijkheid om te verhuizen naar deze naburige dorpen.
Toen, op een noodlottige dag, verscheen er een paarse Pepe-tovenaar in het Ethereum-dorp.
2. De komst van de paarse Pepe tovenaar
Gehuld in een paars gewaad staarde de tovenaar Pepe droevig naar de vergane glorie van het Ethereum dorp, vastbesloten om een nieuw rijk genaamd Monad op te richten.
Op een dag verscheen hij voor de groene Pepe-kikkers en kondigde zijn grootse plan aan om Monadorp te creëren. Hij verzamelde de groene Pepe kikkers op het centrale plein en begon naar hun gedachten te luisteren.
Groene Pauwkikker 1 sprak: “Ik hoop dat het leven in Monad zal zijn zoals dat van Ethereum. Hoewel Ethereum de schaalbaarheid van Solana of Sui mist, heb ik nooit overwogen om weg te gaan omdat hun culturen enorm verschillen van de onze.”
Green Pepe Frog 2 voegde eraan toe: “Het is belangrijk om dezelfde manier van leven en cultuur te behouden, maar ik hoop ook op een systeem dat net zo efficiënt is als dat in andere dorpen. Hoewel Ethereum veilig is, is het niet voldoende voor ondernemingen die snelheid en wendbaarheid nastreven.”
De tovenaar herinnerde zich hun wensen en beloofde Monad te creëren met de culturele kenmerken van Ethereum en de schaalbaarheid van Solana en Sui. Hij dacht na over de krachtige spreuken die nodig waren om deze droom te verwezenlijken – een dorp dat compatibel was met de tradities van Ethereum en dat de efficiëntie van het nieuwe tijdperk aankon.
Vervolgens deelde hij zijn visie met de enthousiaste Pepe-kikkers, waardoor hun hoop op een echt thuis, dat het beste van beide werelden kon bieden, ontbrandde.
3. Geheime spreuk 1: Vertraagde uitvoering
Een beperking van de schaalbaarheid van Ethereum village ligt in de verwerking van elke transactie tijdens het consensusproces, wat een noodzakelijke stap is in het genereren van elk nieuw blok.
In Ethereum moet de leider die een blok voorstelt vooraf alle transacties binnen het blok berekenen om de geldigheid van elke transactie te garanderen. Bovendien moeten de validerende knooppunten die dit blok ontvangen ook alle transacties berekenen om de legitimiteit van het blok en de stemming te verifiëren.
Aangezien het consensusproces berekeningen en communicatie tussen dorpsbewoners inhoudt, is de tijd voor het verwerken van transacties zeer beperkt, wat uiteindelijk leidt tot beperkte schaalbaarheid.
Om dit probleem aan te pakken heeft de paarse Pepe tovenaar een nieuwe spreuk geïntroduceerd genaamd “Uitgestelde Uitvoering”. Deze spreuk scheidt het “consensus” proces (het ordenen van de transacties van de dorpelingen) van het “executie” proces (het berekenen van de resultaten van die transacties).
Eenvoudig gezegd, in plaats van het gelijktijdig bereiken van consensus en uitvoering voor elk blok, wordt consensus bereikt voor blok N terwijl uitvoering plaatsvindt voor blok N-1 (waar de transactievolgorde al is vastgesteld).
Door een heel blok de tijd te geven om te worden uitgevoerd, verhoogt deze methode het aantal transacties dat binnen hetzelfde tijdsbestek kan worden verwerkt aanzienlijk.
Spreuk voor gevorderden: Vertraagde Merkle Wortel
In Ethereum berekenen nodes voordat ze consensus bereiken om de geldigheid van het blok te garanderen. In Monad’s systeem van uitgestelde uitvoering zijn consensus en uitvoering echter gescheiden. Dit opent de mogelijkheid voor kwaadwillende knooppunten om eerder bereikte consensustransacties te negeren of willekeurig computationele toestanden te wijzigen.
Om dit te voorkomen neemt Monad de Merkle root (het berekende resultaat van blok N-10) op in het voorstel van blok N. Als meer dan tweederde van de knooppunten consensus bereikt over blok N, betekent dit consensus over de berekening van blok N-10.
Als het berekeningsresultaat van een knooppunt voor blok N-10 niet overeenkomt met de Merkle root in blok N, wordt dat knooppunt verwijderd uit de consensus vanaf blok N. De vertraging van 10 blokken voor de Merkle root zorgt ervoor dat eventuele rekenfouten tijdig worden gedetecteerd.
Het is vermeldenswaard dat de blokkeertijd van Monad 1 seconde is, maar dit betekent niet dat de finaliteit van Monad 10 seconden vereist. Dankzij Monad’s MonadBFT systeem kan finaliteit met één slot worden bereikt, wat resulteert in finaliteit binnen 1 seconde.
4. Geheime spreuk 2: transactiehashes
De slimme paarse Pepe tovenaar bedacht hoe de dorpshoofden snel blokkadevoorstellen konden uitzenden naar andere knooppunten.
In Ethereum is de typische aanpak om het hele blokvoorstel (inclusief alle transacties) te verpakken en over het netwerk te sturen.
De Pepe tovenaar realiseerde zich echter dat als Monad deze methode zou overnemen, het uitzenden van blokvoorstellen met talloze transacties een ontmoedigende en arbeidsintensieve taak zou worden.
Om dit probleem op te lossen introduceerde de paarse Pepe tovenaar het concept van “transactie hashes”. Omdat alle transacties die door dorpelingen waren ingediend al door het netwerk waren verspreid, hield elk knooppunt een record van Monad dorpstransacties bij in zijn eigen geheugenpool.
Dit betekende dat de leider niet langer een complete lijst van transacties in elk blokvoorstel hoefde te verzenden. In plaats daarvan kon de leider gewoon naar de transacties verwijzen door hun hashwaarden te verzenden.
De blokvoorstellen van Monad zouden dus alleen de hashwaarden van elke transactie bevatten. Als andere knooppunten deze hashwaarden ontvangen, kunnen ze deze gemakkelijk vergelijken met hun eigen transactierecords.
5. Geheime spreuk 3: MonadBFT
In Monad village wordt de volgorde van transacties binnen elk blok en de consensus voor het aanmaken van blokken geregeld door MonadBFT, een krachtig consensusmechanisme gebaseerd op HotStuff. Dit gefaseerde Byzantine Fault Tolerance (BFT) algoritme maakt het mogelijk om consensus in twee stappen te bereiken.
De rol van de blokleider wordt willekeurig gekozen op basis van het inzetaandeel van elke deelnemer. In Monad is de efficiëntie van blokconstructie hoger dan in Ethereum village omdat elk blok N voorstel wordt verzonden samen met het Quorum Certificaat (QC) voor het vorige blok N-1, wat aangeeft dat meer dan twee derde van de knooppunten dat blok hebben geverifieerd.
Het proces verloopt als volgt:
- Leider N zendt het voorstel voor blok N uit, samen met het QC voor blok N-1.
- Validators verifiëren blok N en sturen hun stemmen naar leider N+1.
- Leider N+1 deelt het voorstel voor blok N+1, samen met het QC voor blok N.
Maar zelfs met QC N kunnen validators blok N niet onmiddellijk bevestigen, omdat de aard van de blockchain niet garandeert dat alle deelnemers online en gesynchroniseerd zijn.
Om blok N volledig te beveiligen, moeten de validators hun “ja” stemmen voor blok N+1, dat QC N bevat, naar leider N+2 sturen. Als leider N+2 QC N+1 genereert, bevestigt hij de succesvolle voltooiing van ronde N+1, waardoor blok N wordt afgesloten.
En zo leidt de paarse tovenaar Pepe met slimme magie het dorp Monad naar een nieuw tijdperk.
6. Geheime spreuk 4: parallelle uitvoering
Om een groot aantal dorpstransacties te verwerken, ontwierp de paarse Pepe tovenaar in Monad een nieuwe spreuk die transacties parallel verwerkt in plaats van serieel zoals in Ethereum village.
Bij uitgestelde uitvoering begint de uitvoering pas nadat er consensus is bereikt over de transactievolgorde van het blok. Monadorp bestaat uit vele bekwame uitvoerders, die elk verantwoordelijk zijn voor het verwerken van transacties, het onafhankelijk berekenen van hun inputs en outputs, en het creëren van een wachtlijst.
Deze inputs en outputs veranderen de staat van het dorp niet meteen, maar wachten in een opgeschorte magische staat, klaar om te worden ingediend in de volgorde die door consensus is bepaald. Dit indienen voegt de outputs samen in de huidige staat en weeft een naadloos en geordend tapijt van magie.
Er ontstaat echter een wending. Parallelle verwerking introduceert de mogelijkheid van transactieconflicten, die zeldzaam zijn in het geordende Ethereum dorp, maar een nieuwe uitdaging vormen in Monad.
Als bijvoorbeeld een transactie (transactie b) laat zien dat dorpeling A 1 ETH schenkt aan dorpeling B, terwijl een andere transactie (transactie c) laat zien dat B die ETH uitgeeft in de herberg van het dorp, dan wordt hun volgorde kritiek. Als transactie c probeert uit te voeren vóór transactie b, zal deze mislukken. In zo’n geval worden de conflicterende transacties opnieuw gerangschikt en zal transactie c wachten tot transactie b voltooid is voordat ze wordt uitgevoerd.
Daarom ligt in Monad de kern van parallelle uitvoering in ordening: de resultaten worden parallel berekend, maar statusupdates worden samengevoegd in de precieze volgorde die nodig is.
7. Geheime spreuk 5: MonadDb
De creatieve ideeën van de paarse Pepe tovenaar hielden hier niet op. Hij toverde MonadDb tevoorschijn, een aangepaste database die uniek is voor Monad village, speciaal ontworpen om de toestand van de blockchain op te slaan. Ethereum vertrouwt op een complexe Merkle Patricia Trie, bekend om zijn veerkracht maar ook om zijn inefficiëntie voor externe klanten.
MonadDb is ontworpen met parallelle uitvoering in het achterhoofd en ondersteunt meerdere gelijktijdige lezingen en schrijfacties met hoge nauwkeurigheid. In tegenstelling tot traditionele databases die vereisen dat elke taak wordt voltooid voordat de volgende wordt gestart, maakt MonadDb gebruik van asynchrone I/O-magie, waardoor taken elkaar naadloos kunnen overlappen en de weg wordt vrijgemaakt voor echte parallelle transactieverwerking.
8. Kom Monadorp bezoeken!
Door een reeks wonderlijke spreuken en ingewikkelde magie heeft de paarse Pepe tovenaar Monad village gecreëerd. Hier vermengen Ethereum’s vertrouwde accounts, cryptografie, transactieformaten, talen en wallets zich moeiteloos met de schaalbaarheid van Solana en Sui. Nu floreert Monad, met als doel het bereiken van de droom om 10.000 transacties per seconde te verwerken.
Geboren uit wijsheid en hoop, zal Monad village in staat zijn om de wereld geteisterd door meme-virussen te redden en Ethereum helpen zijn glorie te herwinnen? Alleen de tijd zal het leren.
-
-
-
-
-
-
-
-
