突破“三难困境” ，Monad 实现高速并行化的 EVM Layer 1 公链
TinTinLand 2024-11-07 07:48:19
作为一个新兴的 Layer1 智能合约平台，Monad 的目标是为开发者提供一个高效、安全且具备跨链能力的环境，让去中心化应用的创建变得更加便捷与灵活。
作为一个新兴的 Layer1 智能合约平台，Monad 的目标是为开发者提供一个高效、安全且具备跨链能力的环境，让去中心化应用的创建变得更加便捷与灵活。
目前，如何同时保障去中心化、安全性和可扩展性，已成为行业面临的关键挑战。为应对这一难题，Monad 基于权益证明（PoS）共识机制，构建了兼容以太坊虚拟机（EVM）的 Layer 1 智能合约平台。通过其独特的并行架构和卓越性能，Monad 提供了全新的技术方案，力求在区块链的“三难困境”中找到更优解。
兼容 EVM 的高性能 Layer 1 公链 —— Monad
Monad 项目由一群具备高频交易（HFT）背景的美国计算机工程师于 2022 年创立，致力于打造一个兼容以太坊虚拟机（EVM）的 Layer 1 公链。通过并行执行和超标量流水线架构，Monad 实现了 10,000 笔每秒（TPS）的高交易吞吐量，并支持 1 秒的区块终结性。Monad 项目采用权益证明（PoS）共识机制，确保去中心化和抗审查能力。虽然 Monad 主网尚未启动，但已有近百个协议和 dApp 承诺将在其上进行构建。其首个合作伙伴 LayerZero 将助力 Monad 实现跨链互操作性，Pyth Network 和 Wormhole 等项目也将为其生态系统提供强有力的支持，进一步增强网络的连接性和跨平台效益传递。
通过在四个重要领域（MonadBFT、延迟执行、并行执行和 MonadDb）中进行算法改进和架构修改，Monad 构建了一种能够根本提升 EVM 性能的设计，这种设计可能会在不远的将来在以太坊上成为标准，推动区块链行业的进一步发展，并为开发者提供一个效率更高的构建环境。
Monad 引入了基于 HotStuff 的 MonadBFT 拜占庭容错共识机制，通过优化的流水线化流程，实现了快速的区块终结性。该机制将共识通信轮次从传统的三轮减少到两轮，显著提升了网络的吞吐量和整体性能。在此机制中，领导节点发起区块提议，经过验证者节点的审查，若超过三分之二的验证者同意，则区块被确认。若在预定时间内未能达成共识，验证者会发送超时消息，形成超时证明，有效防止系统停滞，确保了网络的安全性和稳定性。
在大多数区块链中，达成共识需要同时验证交易和更新状态，这一过程可能相对缓慢。Monad 采用了延迟执行策略，将交易执行与共识过程分离。节点首先就交易的顺序达成共识，之后独立地执行交易，这种方法显著降低了由恶意节点引起的风险。此外，由于执行不再依赖于共识的完成，整体网络的效率得到了提升。
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更快的共识：由于节点无需单独执行每笔交易，达成共识的速度更快。
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更高的可扩展性：由于在共识阶段减少了工作量，Monad 能够处理更高的交易量。
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更高的效率：通过将订单协议与实际执行分开，资源使用更加高效。
Monad 的并行执行通过延迟执行大幅提升了性能。交易达成一致后不立即执行，而是分析并识别独立交易并行处理。采用乐观执行策略，系统暂时并行执行交易，检测冲突后再重新执行有问题的交易。尽管并行处理，最终状态更新仍按顺序进行，确保区块链一致性。与传统顺序执行的区块链不同，Monad 利用多核架构，优化了交易处理速度，每秒支持高达 10,000 笔交易。通过超标量流水线和并行执行，即使在冲突情况下，额外开销也保持最小。
吞吐量提升量：通过同时执行独立交易，Monad 能够比纯顺序执行模型处理更高的每秒交易量。
高效资源利用：利用多核心的处理能力，实现资源的有效利用和更快的区块处理时间。
为了支持并行执行，Monad 开发了 MonadDB，这是一个采用异步磁盘操作的定制数据库系统，允许多个事务的读写操作同时进行。这种设计显著提高了事务处理速度，支持高效的数据存取和状态管理，优化了系统性能，解决了传统区块链系统因同步操作而面临的 I/O 瓶颈问题。
Monad 的创新技术为区块链的可扩展性和性能问题提供了全新的解决方案，其独特的并行架构和高度优化的共识机制，使其在未来有潜力成为支持大规模应用的高性能基础设施。随着主网的启动和生态系统的不断完善，Monad 有望成为开发者和企业首选的 Layer 1 区块链平台。
