Monad 兼具乙太坊文化特性和 Solana 的可擴充性。
原文：The Tale of Monad： Questing for the Arcane Secrets
作者：100y
編譯：Luffy，Foresight News
1. 隕落的乙太坊村莊
從前，在乙太坊村裡住著一群綠色的佩佩蛙。 這裡曾經是最熱鬧的國度之一，高度去中心化和強大的安全性催生了繁榮的經濟。
在這些原則的指導下，村民們根據自己的利益定期舉行選舉，任命領導者來監督每 12 秒生成一個的記錄交易的區塊。 通過這種方式，他們勤勉地管理著村莊的繁榮經濟。
現在，乙太坊昔日的輝煌開始褪色，meme 病毒肆虐，村莊的力量被削弱。 街道上籠罩著陰影，綠色的佩佩蛙們拖著沉重的步伐，漫無目的地徘徊在荒涼陰暗的村莊裡。
然而，仍有一些綠色佩佩蛙渴望恢復乙太坊失去的輝煌。 他們支援「L2 改革」，這是一場旨在振興村莊的運動。 在他們的努力下，乙太坊開始再次繁榮，實現了曾經被認為不可能實現的經濟活力。
但 L2 改革也有局限性。 附近的村莊如 Solana 和 Sui，雖然年輕且充滿不穩定因素，但通過前所未有的科學革命正在迅速發展。 他們的創新使複雜的金融交易變得無縫銜接，而乙太坊儘管進行了改革，但仍舉步維艱。 因此，佩佩蛙之間流傳著關於搬遷到這些鄰近村莊的可能性的傳言。
然後，在一個決定命運的日子，一個紫色的佩佩巫師出現在乙太坊村莊。
2. 紫色佩佩巫師的到來
身穿紫袍的佩佩巫師悲傷地凝視著乙太坊村莊失去的輝煌，決心建立一個名為 Monad 的新國度。
一天，他出現在綠色佩佩蛙們面前，宣佈了他建立 Monad 村莊的雄偉計劃。 他把綠色佩佩蛙們聚集在中央廣場，開始傾聽他們的想法。
綠色佩佩蛙 1 發言：「我希望 Monad 的生活就像乙太坊一樣。 儘管乙太坊缺乏 Solana 或 Sui 的可擴充性，但我從未考慮過離開，因為他們的文化與我們的文化截然不同。」
綠色佩佩蛙 2 補充道：「保持相同的生活方式和文化很重要，但我也希望有一個與其他村莊一樣高效的系統。 雖然乙太坊很安全，但它對追求速度和敏捷性的企業來說還不夠。」
巫師將他們的願望銘記在心，承諾要創建具有乙太坊文化特性和 Solana、Sui 可擴展性的 Monad。 他思索了實現這個夢想所需的強大咒語，一個與乙太坊傳統相容、能滿足新時代進步效率的村莊。
然後，他與熱切期待新村莊的佩佩蛙們分享了他的願景，激發了他們對這個能夠真正提供兩全其美的家園的希望。
3. 秘法一：延遲執行
乙太坊村莊可擴展性的一個限制在於共識過程中每筆交易的處理，這是生成每個新區塊的必要步驟。
在乙太坊中，提議區塊的領導者必須在提議之前計算區塊內的所有交易，以確保每筆交易的結果。 此外，接收此區塊的驗證節點也必須計算所有交易以驗證區塊的合法性並進行投票。
由於共識過程涉及村民之間的計算和溝通，因此分配給處理交易的時間預算非常低，最終導致可擴充性有限。
為了解決這個問題，紫色佩佩巫師引入了一個新的咒語，稱為「延遲執行」。 這個咒語將「共識」過程（排序村民的交易）與「執行」過程（計算這些交易的結果）分開。
簡單來說，它不是對每個區塊同時進行共識和執行，而是對第 N 個區塊進行共識的同時對第 N-1 個區塊（交易排序已經確定）進行執行。
通過允許一個完整的區塊時間進行執行，這種方法大大增加了可以在同一時間範圍內處理的交易數量。
高級法術：延遲 Merkle 根
在乙太坊中，節點在達成共識之前進行計算，從而確保區塊的有效性。 然而，在 Monad 的延遲執行系統中，共識和執行是分開的。 這為惡意節點提供了忽略先前達成共識的交易或隨意更改計算狀態的可能性。
為了防止這種情況，Monad 將 Merkle 根（第 N-10 個區塊的計算結果）嵌入到第 N 個區塊的提議中。 如果超過三分之二的節點就第 N 個區塊達成共識，則意味著對第 N-10 個區塊的計算達成共識。
如果任何節點第 N-10 個區塊的計算結果與第 N 個區塊中包含的 Merkle 根不匹配，則該節點將從第 N 個區塊開始的共識中被移除。 Merkle 根的 10 個區塊延遲可確保及時檢測到任何計算錯誤。
值得注意的是，Monad 的區塊時間為 1 秒，但這並不意味著 Monad 的最終性需要 10 秒。 得益於 Monad 的 MonadBFT 系統，可以實現單槽最終性，即在 1 秒內實現最終性。
4. 秘法二：交易哈希
聰明的紫色佩佩巫師思考著村莊的領導者如何迅速將區塊提議廣播到其他節點。
在乙太坊通常是將整個區塊提議（包括所有交易）打包，然後通過網路發送。
然而，佩佩巫師意識到，如果 Monad 採用這種方法，廣播包含大量交易的區塊提案將是一項艱巨而費力的工作。
為了解決這個問題，紫色佩佩巫師引入了「交易哈希」的概念。 由於所有村民提交的交易都已在網路中傳播，因此每個節點都會在自己的記憶體池中維護 Monad 村莊交易的記錄。
這意味著領導者不再需要在每個區塊提案中傳輸完整的交易清單。 相反，領導者可以簡單地引用交易，僅發送哈希值。
這樣，Monad 的區塊提案就只包含每筆交易的哈希值。 收到這些哈希值后，其他節點可以輕鬆地將它們與自己的交易記錄進行比較。
5. 秘法三：MonadBFT
在 Monad 村莊中，每個區塊內的交易順序和區塊創建的共識由 MonadBFT 控制，這是一種基於 HotStuff 的高性能共識機制。 這種分階段 BFT（拜占庭容錯）演演算法允許分兩步達成共識。
區塊領導者的角色是根據每個參與者的質押份額隨機選擇的。 在 Monad 中，區塊的構建效率比乙太坊村莊更高，因為每個區塊 N 提案都與前一個區塊 N-1 的法定人數證明（Quorum Certificate，QC）一起傳輸，它表明超過三分之二的節點已驗證該區塊。
事情的經過如下：
- 領導者 N 廣播了針對區塊 N 的提案，並附帶了針對區塊 N-1 的 QC。
- 然後，驗證者驗證了區塊 N，並將其投票發送給領導者 N+1。
- 領導者 N+1 分享了針對區塊 N+1 的提案，以及針對區塊 N 的 QC。
- 然而，即使有了 QC N，驗證者也無法立即確定區塊 N，因為區塊鏈的性質無法確保所有參與者同步在線。
- 為了完全保護區塊 N，驗證者必須將他們對包含 QC N 的區塊 N+1 的「贊成」投票發送給領導者 N+2。 當領導者 N+2 生成 QC N+1 時，它確認了 N+1 輪的成功完成，從而區塊 N 最終確定。
因此，憑藉巧妙的魔法，紫色佩佩巫師引導 Monad 村進入了一個新時代。
6. 秘法四：並行執行
在 Monad 中，為了處理大量村民交易，紫色佩佩巫師設計了一個新咒語，交易不同乙太坊村莊的串行方式處理，而是以並行方式處理。
借助延遲執行，只有在區塊的交易順序達成共識後才會開始執行。 Monad 村莊由許多熟練的執行者組成，每個人都負責處理交易，獨立計算其輸入和輸出並創建待處理清單。
這些輸入和輸出不會立即改變村莊的狀態，而是以懸浮魔法的形式等待，準備按照共識確定的順序提交。 這種提交是將輸出逐一合併到當前狀態，就像魔法線編織出無縫有序的掛毯一樣。
然而，事情發生了轉折。 並行處理引入了交易衝突的可能性，這在有序的乙太坊村莊中很少見，但在 Monad 卻是一個新的挑戰。
例如，如果一筆交易（交易 b）顯示村民 A 贈送 1 ETH 給村民 B，而另一筆交易（交易 c）顯示 B 在村裡的小旅館花費了這筆 ETH，那麼它們的順序就至關重要。 如果交易 c 試圖在交易 b 之前執行，交易就會失敗。 在這種情況下，衝突的交易會被重新安排，交易 c 會等待交易 b 完成後再執行。
因此，在 Monad 中，並行執行的核心在於排序：結果是並行計算的，但狀態更新按照所需的精確順序合併。
7. 秘法五：MonadDb
紫色佩佩巫師的奇思妙想沒有就此止步。 他又變出了 MonadDb，這是 Monad 村獨有的自定義資料庫，專門用於存儲區塊鏈的狀態。 乙太坊依賴於複雜的 Merkle Patricia Trie，這種結構以其彈性而聞名，但也因其對外部用戶端的低效率而聞名。
MonadDb 在設計時充分考慮了村莊的並行執行，支援同時進行多個讀取和寫入，並且精度很高。 與要求每項任務完成後才能轉到下一項任務的傳統資料庫不同，MonadDb 擁有異步 I/O 魔法，允許任務無縫重疊，為真正的並行事務處理打開了大門。
8. 來參觀 Monad 村莊吧
通過一系列奇妙的咒語和複雜的魔法，紫色的佩佩巫師創造了 Monad 村莊。 在這裡，乙太坊的可信帳戶、加密技術、交易格式、語言和錢包與 Solana、Sui 的可擴充性輕鬆融合。 現在，Monad 正蓬勃發展，向著實現每秒 10,000 筆交易的夢想出發。
誕生於智慧與希望的 Monad 村莊，能否拯救被 meme 病毒所困擾的世界，並説明乙太坊重獲榮耀？ 只有時間能告訴我們答案。
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