Обзор Monad: стартап-единорог, сочетающий лучшее от Ethereum и Solana

Monad — это блокчейн-платформа, которая стремится вобрать в себя лучшее от Ethereum и Solana, чтобы предложить инновационное решение с непревзойденной производительностью и масштабируемостью. Несмотря на запланированный на конец 2024 года релиз проект уже привлек более $220 миллионов инвестиций. В этой статье мы рассмотрим ключевые особенности платформы, ее архитектуру и потенциал, который может сделать Monad серьезным конкурентом среди лидеров рынка блокчейнов.

Что такое Monad

Monad — это новый блокчейн с акцентом на смарт-контракты и DApps. Ключевая особенность проекта — распараллеливание выполнения инструкций, что позволяет сети обрабатывать тысячи транзакций в секунду. Подобно проектам Aurora на Near Protocol и Sei Monad стремится увеличить пропускную способность и снизить затраты, разделяя выполнение транзакций на более мелкие независимые задачи, что существенно ускоряет обработку и повышает эффективность сети.

Основные характеристики Monad:

• Производительность. По предварительным тестам Monad способен обрабатывать 10000 транзакций в секунду. При этом комиссии и другие сетевые сборы будут ниже чем в таких сетях, как Ethereum или Solana.
• Высокая масштабируемость. Платформа спроектирована таким образом, чтобы легко масштабироваться по мере роста сети и числа пользователей. Потенциально пропускная способность блокчейна Monad может вырасти до нескольких сотен или даже миллионов транзакций в секунду.
• Ориентация на разработчиков. Блокчейн обеспечивает поддержку известных языков программирования и бесшовную интеграцию с текущими инструментами разработки, что значительно упрощает и ускоряет процесс создания смарт-контрактов, протоколов и децентрализованных приложений.
• Совместимость с EVM. Блокчейн предлагает полную совместимость с виртуальной машиной Эфириума (EVM), что предоставляет разработчикам возможность применять уже знакомые инструменты и знания для создания проектов на этой платформе, а также легко и быстро переносить уже готовые ETH-проекты на Monad с минимальными правками или вовсе без них.
• Безопасность. Monad использует алгоритм консенсуса MonadBFT и базу данных MonadDB для обеспечения безопасности и надежности сети.

История появления Monad

Новая блокчейн-сеть разрабатывается компанией Monad Labs. Она основана в 2022 году Кеоне Хоном (генеральный директор), Юнис Джиартой (главный операционный директор) и Джеймсом Хансейкером (технический директор). Обладая значительным опытом в высокочастотной торговле и финансовых технологиях, Monad Labs решила предложить свое решение проблемы масштабирования, с которой столкнулись лидеры рынка. Их проект быстро привлек внимание в индустрии и получил значительную поддержку от венчурного фонда Paradigm, а также от таких китов мира инвестиций, как Electric Capital, Coinbase Ventures и GSR Ventures, собрав $225 миллионов.

14 марта 2024 года команда Monad Labs презентовала результаты своей работы, запустив сеть разработчиков (devnet). Тестирование сети показало впечатляющую производительность в 10 000 TPS. Однако компания подчеркивает, что эти цифры не являются окончательными, поскольку разработка продолжается, и блокчейн постоянно обновляется, улучшая свою функциональность и скорость.

И хотя блокчейн Monad все еще находится на стадии разработки, протоколы, функционирующие на его основе, уже успешно привлекают инвестиции:

• Платформа aPrior получила $10 миллионов от Pantera Capital.
• Биржа Kuru Exchange собрала $2 миллиона под управлением Electric Capital.
• Протокол ликвидного стейкинга Kintsu завершил раунд финансирования на $4 миллиона под управлением Castle Island Ventures.

Как работает блокчейн-платформа

Основные элементы архитектуры и работы платформы Monad включают:

MonadBFT (Byzantine Fault Tolerant). Это консенсусный протокол, который функционирует следующим образом: когда узел сети предлагает новый блок, этот блок рассылается другим узлам, которые проверяют его корректность и содержимое. Каждый узел голосует за блок, основываясь на его соответствии правилам системы и корректности транзакций. Для достижения консенсуса требуется, чтобы более двух третей узлов поддержали блок. Этот механизм голосования помогает сети Monad достичь согласия даже при наличии сбойных или злонамеренных узлов.

Основные принципы работы MonadBFT:

1. Решение противоречий. В случае, если в сети возникают противоречия (например, два разных блока претендуют на один и тот же слот), протокол применяет механизмы разрешения конфликтов. Это может включать в себя перезапуск процесса консенсуса, выбор наиболее распространенного блока или другие стратегии для восстановления согласия.
2. Быстрая реакция на ошибки. MonadBFT спроектирован для быстрой реакции на сбои или ошибки в сети. Если один из узлов не функционирует должным образом, система может эффективно продолжать работу, используя резервные узлы и механизмы для восстановления корректности.
3. Устойчивость к ошибкам. Протокол рассчитан на то, чтобы функционировать корректно даже в условиях, когда некоторые узлы могут работать некорректно или злоумышленно. MonadBFT может выдерживать определенное количество недобросовестных или сбойных узлов и все еще достигать консенсуса. 
   
    

Параллельное выполнение. Позволяет обрабатывать несколько транзакций параллельно, что значительно повышает пропускную способность сети и снижает задержки. В основе этого подхода лежат две ключевые технологии: 

• Optimistic Concurrency Control (OCC) предполагает, что конфликты между транзакциями будут редкими. Транзакции выполняются параллельно, и если обнаруживается конфликт (например, две операции пытаются изменить один и тот же баланс), транзакция откатывается и повторяется. Это позволяет эффективно использовать ресурсы и минимизировать задержки.
• Software Transactional Memory (STM) управляет параллельным выполнением транзакций, обеспечивая целостность блокчейн-данных. STM отслеживает изменения в памяти и откатывает транзакции в случае конфликтов, что гарантирует корректность выполнения.

Monad использует оптимистичное выполнение, означающее, что транзакции начинают выполняться до завершения предыдущих транзакций в блоке. Если обнаруживается, что транзакция использовала некорректные данные, она повторяется с правильными данными. Это позволяет обрабатывать транзакции быстрее, сохраняя при этом целостность данных.

Для обеспечения корректности выполнения обновленное состояние каждой транзакции «сливается» последовательно, что позволяет проверить наличие конфликтов и откатить транзакции при необходимости. Этот подход позволяет Monad достигать высокой пропускной способности — до 10,000 TPS.

Отложенное выполнение (Deferred Execution). Это протокол, который позволяет откладывать обработку транзакций до тех пор, пока не будет собрана необходимая информация для их полной проверки и выполнения. Отложенное выполнение в сети Monad можно разделить на несколько ключевых этапов:

1. Прием транзакций. Когда транзакция поступает в сеть, она не сразу обрабатывается. Вместо этого транзакция помещается в очередь или буфер. Это позволяет аккумулировать транзакции и управлять потоком данных.
2. Сбор данных и анализ. На этом этапе система блокчейна собирает и анализирует все необходимые данные, связанные с транзакцией. Это может включать данные о других транзакциях, которые могут влиять на результат текущей транзакции, а также выполнение предварительных проверок.
3. Группировка транзакций. Дальше транзакции, ожидающие выполнения, группируются в пакеты или блоки. Это позволяет обрабатывать их более эффективно, особенно если несколько транзакций зависят друг от друга или имеют схожие характеристики. Группировка помогает минимизировать количество операций и повысить общую производительность сети.
4. Предварительная проверка. Перед окончательным выполнением транзакция проходит предварительную проверку, чтобы убедиться в ее корректности и целостности. На этом этапе система проверяет, не возникли ли конфликты или ошибки, связанные с транзакцией или с другими транзакциями в группе.
5. Исполнение транзакций. После завершения предварительных проверок и сбора всех необходимых данных транзакции обрабатываются и выполняются. Это может включать изменение состояния блокчейна, выполнение смарт-контрактов и обновление данных в системе.
6. Финальная запись. На последнем этапе выполненные транзакции фиксируются в блокчейне. Это включает запись в блоки и окончательную верификацию данных, чтобы убедиться, что все изменения корректно учтены и что состояние блокчейна отражает все выполненные транзакции.

MonadDb. Это инновационная база данных, разработанная специально для хранения данных в блокчейн-сетях. В отличие от большинства клиентов Ethereum, которые используют базы данных типа key-value, такие как B-Tree (например, LMDB) или LSM-Tree (например, LevelDB и RocksDB), MonadDb реализует уникальную структуру данных Patricia Trie нативно — как на диске, так и в памяти.

Основные особенности MonadDb включают:

• Нативная реализация Patricia Trie. Это позволяет избежать вложения одной структуры данных в другую, что часто приводит к неэффективности в традиционных системах.
• Асинхронный ввод-вывод (async I/O). MonadDb полностью использует последние возможности ядра для асинхронного ввода-вывода (например, io_uring в Linux). Это позволяет избежать необходимости создания большого количества потоков для обработки ожидающих запросов ввода-вывода, что повышает производительность.
• Оптимизация ввода-вывода. MonadDb включает ряд оптимизаций, таких как обход файловой системы, что снижает накладные расходы и повышает эффективность работы с данными.

Эти особенности делают MonadDb высокопроизводительной и эффективной базой данных, специально адаптированной для нужды блокчейн-систем.

Сравнение Monad с Ethereum и Solana

Вот сравнительная таблица, которая описывает ключевые характеристики и преимущества платформ Monad, Ethereum и Solana:

Возможности и применение Monad

Monad открывает широкий спектр возможностей и применения благодаря своей высокой производительности, масштабируемости и совместимости с EVM. Вот несколько ключевых вариантов использования блокчейна Monad:

1. Смарт-контракты и приложения. Благодаря полной совместимости с Ethereum Virtual Machine Monad позволяет разрабатывать и запускать смарт-контракты и децентрализованные приложения, которые могут быть легко перенесены с Ethereum. Это упрощает работу разработчиков и позволяет им использовать преимущества улучшенной производительности Monad.
2. Децентрализованные Финансы (DeFi). Monad предоставляет инфраструктуру для создания и развертывания DeFi-приложений, таких как децентрализованные биржи, протоколы ликвидного стейкинга и кредитные платформы. Высокая скорость транзакций и масштабируемость позволяют этим приложениям эффективно обрабатывать большое количество операций и поддерживать сложные финансовые механизмы.
3. Финансовые услуги и платежные системы. Monad может быть использован для построения платёжных систем и финансовых сервисов, требующих высокой скорости транзакций и надежности. Это может включать как традиционные платежные системы, так и инновационные финансовые инструменты.
4. Приложения для управления данных. MonadDb, встроенное в платформу решений для управления данными, позволяет эффективно обрабатывать и хранить большие объемы информации. Это делает Monad подходящим для приложений, требующих интенсивного анализа данных и взаимодействия с большими базами данных.
5. Невзаимозаменяемые токены (NFT). Платформа Monad подходит для создания и торговли NFT, обеспечивая быструю и надежную обработку транзакций. Это особенно важно для рынка коллекционных предметов и цифровых искусств, где требуется высокая пропускная способность для записи и передачи уникальных токенов.

Криптовалюта Monad

На данный момент нет официальных объявлений о запуске или раздаче токена MONAD. Однако ожидается, что запуск токена может состояться в конце 2024 года или в начале 2025 года. В преддверии этого события Monad запустили кампанию «The Monad Social Credit Score» на Discord, где участники могут зарабатывать баллы за активность и вклад в сообщество. Эти баллы, вероятно, будут использованы для распределения токенов MONAD. Также можно ожидать участия в различных промо-акциях и airdrop-кампаниях, которые будут объявлены ближе к запуску.

Какие перспективы у Monad

Monad представляет собой значительный шаг вперед в блокчейн-технологиях благодаря использованию инновационных методов, таких как оптимистическое и отложенное выполнение транзакций, а также уникальная база данных MonadDB. Эти технологии позволяют платформе обеспечивать отличную производительность и низкие комиссии, не жертвуя безопасностью и масштабируемостью. 

По сравнению с другими параллельными проектами EVM, такими как Sei, и детерминированными системами, такими как Sui и Solana, Monad достигает оптимального баланса между скоростью и безопасностью. Внедрение MonadBFT конвейерного двухфазного алгоритма, устойчивого к византийским отказам, обеспечивает быструю финализацию блоков и высокую безопасность сети. 

Таким образом, Monad имеет все шансы занять значительное место в блокчейн-индустрии, особенно если успешно реализует планы по запуску токена, расширению экосистемы и поддержанию высокой производительности.