Oživljanje kulture Ethereum? Kakšne čarobne napitke ima Monada?
1. Padla vas Ethereum
Nekoč je v vasi Ethereum živela skupina zelenih žab Pepe. To je bilo nekoč eno najbolj živahnih kraljestev, kjer sta visoka decentralizacija in močna varnost botrovali uspešnemu gospodarstvu.
Na podlagi teh načel so vaščani na podlagi svojih interesov na rednih volitvah imenovali voditelje, ki so nadzorovali izdelavo blokov, ki so vsakih 12 sekund beležili transakcije. Na ta način so vestno upravljali cvetoče gospodarstvo v vasi.
Zdaj je nekdanja slava ethereja začela bledeti, širijo se meme virusi, moč vasi pa je oslabljena. Nad ulicami se spreletavajo sence, zelene Pepejeve žabe pa se sunkovito in brezciljno sprehajajo po zapuščeni, slabo osvetljeni vasi.
Vendar pa nekatere zelene žabe Pepe še vedno hrepenijo po povrnitvi izgubljenega sijaja ethereja. Podpirajo “reformo L2”, gibanje, katerega cilj je oživitev vasi. Z njihovimi prizadevanji začne Ethereum znova cveteti in doseže gospodarsko vitalnost, ki je nekoč veljala za nemogočo.
Vendar ima reforma L2 tudi svoje omejitve. Bližnje vasi, kot sta Solana in Sui, čeprav sta mladi in polni nestabilnosti, se hitro razvijajo z znanstvenimi revolucijami brez primere. Njune inovacije omogočajo, da so zapletene finančne transakcije nemotene, medtem ko se Ethereum kljub reformam še vedno spopada s težavami. Zato med pepeškimi žabami krožijo govorice o možnosti selitve v te sosednje vasi.
Potem pa se je nekega usodnega dne v vasi Ethereum pojavil vijoličasti čarovnik Pepe.
2. Prihod vijoličnega čarovnika Pepeja
Čarovnik Pepe, oblečen v vijolično haljo, je žalostno gledal na izgubljeno slavo vasi Ethereum in se odločil, da bo ustanovil novo kraljestvo, imenovano Monad.
Nekega dne se je pojavil pred zelenimi Pepejevimi žabami in napovedal svoj veliki načrt za ustanovitev vasi Monad. Zelene žabe Pepe je zbral na osrednjem trgu in začel poslušati njihove misli.
Oglasila se je zelena žaba Pepe 1: “Upam, da bo življenje v Monadu podobno življenju v Ethereumu. Čeprav Ethereum nima skalabilnosti Solane ali Suija, nikoli nisem razmišljal o odhodu, ker se njuni kulturi močno razlikujeta od naše.”
Zelena žaba Pepe 2 je dodala: “Pomembno je ohraniti enak način življenja in kulturo, vendar upam tudi na sistem, ki bo enako učinkovit kot v drugih vaseh. Ethereum je sicer varen, vendar ne zadostuje za podjetja, ki si prizadevajo za hitrost in agilnost.”
Čarovnik se je spomnil njihovih želja in obljubil, da bo ustvaril Monad s kulturnimi značilnostmi Ethereuma ter skalabilnostjo Solane in Suija. Razmišljal je o mogočnih urokih, potrebnih za uresničitev teh sanj – vasi, združljive s tradicijo Ethereuma, ki bi se lahko spoprijela z napredkom učinkovitosti nove dobe.
Svojo vizijo je nato predstavil žabicam Pepe in v njih vzbudil upanje na pravi dom, ki bi ponujal najboljše iz obeh svetov.
3. Skrivni urok 1: Zamujena izvršitev
Ena od omejitev skalabilnosti vasi Ethereum je obdelava vsake transakcije med postopkom soglasja, ki je nujen korak pri ustvarjanju vsakega novega bloka.
V Ethereumu mora vodja, ki predlaga blok, predhodno izračunati vse transakcije v njem in tako zagotoviti veljavnost vsake transakcije. Poleg tega morajo tudi validacijska vozlišča, ki prejmejo ta blok, izračunati vse transakcije, da preverijo legitimnost bloka in glasovanje.
Ker postopek soglasja vključuje izračunavanje in komunikacijo med vaščani, je čas, namenjen obdelavi transakcij, zelo omejen, kar na koncu privede do omejene razširljivosti.
Da bi rešil to vprašanje, je čarovnik Pepe vijolične barve uvedel nov urok, imenovan “Odložena izvršitev”. Ta urok ločuje postopek “soglasja” (odrejanje transakcij vaščanov) od postopka “izvedbe” (izračunavanje rezultatov teh transakcij).
Preprosto povedano, namesto da bi se soglasje in izvršitev dosegla hkrati za vsak blok, se soglasje doseže za blok N, izvršitev pa za blok N-1 (kjer je vrstni red transakcij že vzpostavljen).
S tem, ko je za izvedbo namenjen celoten čas bloka, ta metoda znatno poveča število transakcij, ki jih je mogoče obdelati v istem časovnem okviru.
Napredni urok: Merkle Root z zakasnitvijo
V Ethereumu vozlišča pred doseganjem soglasja opravijo izračun, da zagotovijo veljavnost bloka. Vendar sta v sistemu Monada z odloženim izvrševanjem soglasje in izvrševanje ločena. To zlonamernim vozliščem odpira možnost, da ignorirajo predhodno dosežene transakcije soglasja ali poljubno spreminjajo računska stanja.
Da bi to preprečil, Monad v predlog bloka N vgradi koren Merkleja (izračunani rezultat bloka N-10). Če več kot dve tretjini vozlišč doseže soglasje o bloku N, to pomeni soglasje o izračunu bloka N-10.
Če se rezultat izračuna katerega koli vozlišča za blok N-10 ne ujema s korenom Merkle, ki ga vsebuje blok N, bo to vozlišče odstranjeno iz soglasja, ki se začne v bloku N. Zamik 10 blokov za koren Merkle zagotavlja pravočasno odkrivanje kakršnih koli računskih napak.
Treba je omeniti, da je čas blokiranja Monade 1 sekunda, vendar to ne pomeni, da je za Monadino dokončnost potrebnih 10 sekund. Zahvaljujoč Monadovemu sistemu MonadBFT je mogoče doseči zaključenost z enim blokom, kar omogoča zaključenost v 1 sekundi.
4. Skrivnostni urok 2: Transakcijski hashi
Pametni vijolični čarovnik Pepe je razmišljal, kako bi lahko voditelji vasi hitro posredovali predloge blokov drugim vozliščem.
V Ethereumu je tipičen pristop, da se celoten predlog bloka (vključno z vsemi transakcijami) zapakira in pošlje po omrežju.
Vendar je čarovnik Pepe ugotovil, da bi bilo oddajanje predlogov blokov s številnimi transakcijami, če bi Monad sprejel to metodo, težavno in delovno intenzivno opravilo.
Da bi rešil to težavo, je vijolični čarovnik Pepe uvedel koncept “transakcijskih gesel”. Ker so bile vse transakcije, ki so jih predložili vaščani, že razmnožene po omrežju, je vsako vozlišče v svojem pomnilniškem skladu hranilo zapis transakcij vasi Monad.
To je pomenilo, da vodji ni bilo več treba pošiljati celotnega seznama transakcij v vsakem predlogu bloka. Namesto tega se je lahko vodja preprosto skliceval na transakcije tako, da je poslal njihove vrednosti hash.
Tako bi predlogi blokov Monada vsebovali le vrednosti hash vsake transakcije. Ko bi druga vozlišča prejela te vrednosti hasha, bi jih lahko preprosto primerjala s svojimi zapisi transakcij.
5. Skrivni urok 3: MonadBFT
V vasi Monad vrstni red transakcij znotraj vsakega bloka in soglasje za ustvarjanje blokov nadzoruje MonadBFT, visoko zmogljiv mehanizem soglasja, ki temelji na HotStuffu. Ta fazni algoritem bizantinske tolerance napak (BFT) omogoča doseganje soglasja v dveh korakih.
Vloga vodje bloka je naključno izbrana glede na delež vložka vsakega udeleženca. V Monadu je učinkovitost gradnje blokov večja kot v vasi Ethereum, saj se vsak predlog bloka N pošlje skupaj s potrdilom o sklepčnosti (QC) za prejšnji blok N-1, kar pomeni, da je več kot dve tretjini vozlišč preverilo ta blok.
Postopek poteka na naslednji način:
- Vodja N odda predlog za blok N, ki mu je priložen QC za blok N-1.
- Validatorji preverijo blok N in pošljejo svoje glasove vodji N+1.
- Vodja N+1 deli predlog za blok N+1 skupaj s QC za blok N.
Vendar tudi s QC N potrjevalci ne morejo takoj potrditi bloka N, saj narava verige blokov ne zagotavlja, da so vsi udeleženci na spletu in sinhronizirani.
Za popolno zavarovanje bloka N morajo validatorji svoje glasove “da” za blok N+1, ki vsebuje QC N, poslati vodji N+2. Ko vodja N+2 ustvari QC N+1, potrdi uspešen zaključek kroga N+1 in s tem dokončno potrdi blok N.
Tako vijolični čarovnik Pepe s spretno čarovnijo popelje vas Monad v novo obdobje.
6. Skrivni urok 4: Vzporedno izvajanje
V Monadu je čarovnik vijolični Pepe za obdelavo velikega števila transakcij v vasi zasnoval nov urok, ki transakcije obdeluje vzporedno in ne zaporedno kot v vasi Ethereum.
Pri odloženem izvrševanju se izvrševanje začne šele, ko je doseženo soglasje o vrstnem redu transakcij v bloku. Monadno vas sestavlja veliko usposobljenih izvajalcev, od katerih je vsak odgovoren za obdelavo transakcij, neodvisno izračunavanje njihovih vhodov in izhodov ter ustvarjanje seznama čakajočih.
Ti vhodi in izhodi ne spremenijo stanja vasi takoj, temveč čakajo v suspendiranem magičnem stanju in so pripravljeni na predložitev v vrstnem redu, ki ga določi soglasje. Ta predložitev združi izhodne podatke v trenutno stanje in tako ustvari brezhibno in urejeno magično tkanino.
Vendar se pojavi zaplet. Vzporedna obdelava uvaja možnost konfliktov transakcij, ki so v urejeni vasi Ethereum redki, v Monadu pa predstavljajo nov izziv.
Če na primer ena transakcija (transakcija b) pokaže, da vaščan A podari 1 ETH vaščanu B, druga transakcija (transakcija c) pa pokaže, da B ta ETH porabi v vaški gostilni, postane njun vrstni red kritičen. Če se transakcija c poskuša izvesti pred transakcijo b, je neuspešna. V takih primerih se konfliktne transakcije prerazporedijo, transakcija c pa bo počakala, da se zaključi transakcija b, preden se izvede.
Zato je v Monadu bistvo vzporednega izvajanja v vrstnem redu: rezultati se izračunavajo vzporedno, posodobitve stanja pa se združujejo v točno določenem vrstnem redu.
7. Skrivni urok 5: MonadDb
Kreativne zamisli čarovnika vijoličnega Pepeja se niso ustavile. Priklical je MonadDb, podatkovno zbirko po meri, ki je edinstvena za vas Monad in je posebej zasnovana za shranjevanje stanja verige blokov. Ethereum se zanaša na zapleteno zbirko Merkle Patricia Trie, ki je znana po svoji odpornosti, a tudi neučinkovitosti za zunanje odjemalce.
MonadDb je bil zasnovan z mislijo na vzporedno izvajanje vasi, saj podpira več branj in pisanj hkrati z visoko natančnostjo. Za razliko od tradicionalnih podatkovnih zbirk, ki zahtevajo, da se vsako opravilo zaključi, preden se preide na naslednje, MonadDb uporablja asinhrono I/O čarovnijo, ki omogoča, da se opravila nemoteno prekrivajo, in utira pot pravi vzporedni obdelavi transakcij.
8. Obiščite Monad Village!
Vijolični čarovnik Pepe je z vrsto čudovitih urokov in zapletenih čarovnij ustvaril vas Monad. Tu se zaupanja vredni računi, kriptografija, formati transakcij, jeziki in denarnice Ethereuma brez težav mešajo z razširljivostjo Solane in Sui. Zdaj Monad cveti in si prizadeva doseči svoje sanje o obdelavi 10.000 transakcij na sekundo.
Ali bo vas Monad, ki se je rodila iz modrosti in upanja, lahko rešila svet, ki ga pestijo meme virusi, in pomagala ethereumu povrniti si slavo? To bo pokazal le čas.