Monadの暗号秘伝のソースを探る：Etherに栄光をもたらすことができるか？

Author: 100y.eth Source: mirror Translated by Good Oba, Golden Finance

むかしむかし、エーテルの村に紫のペペの魔術師が舞い降りた。...

1.失われたエーテルの村

昔々、緑のペペたちがエーテルと呼ばれる小さな村に住んでいた。高度な地方分権と強固な治安が村を繁栄に導き、経済は活況を呈していた。

村人たちはこの原則に大きく影響され、12秒ごとに記録される取引ブロックを監督するリーダーを、保有資産を通じて定期的に選出することで、活気ある村経済を維持している。しかし、今日のエーテル村はもはやかつての姿ではなく、猛威を振るうモデューロ・ウイルスが村を荒廃させている。村のグリーン・ペペたちは慌てふためき、村は恐慌状態に陥っている。

しかし、村には復活を夢見るグリーンペペたちが残っており、彼らはエセリアの復活を願って「L2改革」を提唱する。彼らの努力によって、村は徐々に繁栄を取り戻し、その活動規模はかつてないほど大きくなり、グリーンペペたちの生活にも活気が戻ってきた。

しかし、L2の改革は問題を完全に解決したわけではなかった。近隣のソラナ村やスイ村はまだ若く、不安定なことも多かったが、前例のない科学革命の下で急成長を遂げ、複雑な金融取引を簡単かつ流動的なものにしていた。村では、これらの新しい村への移転の噂が流れ始めた。

そんなとき、エーテルの村に紫色のペペの魔法使いが現れた。

2.紫のペペ魔術師の登場

この紫の衣を着たペペ魔術師は、エーテル村の失われた栄光への深い後悔の念を胸に、モナドという新しい村を建設する決意を固めていた。

ある日、彼は村の広場に立ち、緑のペペたちにモナドを作るという壮大な計画を発表し、未来への希望と夢を述べるよう呼びかけた。

グリーン・ペペ1号が最初に話した。エーテルはソラナやスイのようなスケーラビリティには欠けるが、独自の文化を持っている。

グリーン・ペペ2もこう付け加えた。「ライフスタイルや文化の継続性を維持することは重要ですが、他の村のように効率的でありたいとも思っています。イーサリアムは安全ですが、スピードと柔軟性を求めるプロジェクトには手が届かないようです。"

ウィザードは彼らの期待に耳を傾け、ソラナとスイのスケーラビリティでイーサーの豊かな文化をモナドに取り入れることを約束した。彼はこのビジョンを実現するために、どのように強力な魔法を使うことができるかを考え始めた：エーテルの伝統を維持しながら、新しい技術の効率性を持つ村。

そして彼は、変化に飢えていたペペとこの壮大なビジョンを共有し、両方の長所を備えた新しい生活への希望を鼓舞した。

3.秘密のトリックその1：遅延実行

イーサリアム村のスケーラビリティを制約する限界の1つは、新しいブロックが作成されるたびに、コンセンサスプロセス中にリアルタイムでトランザクションを処理しなければならないという事実です。この村では、ブロックを提案するリーダーは、提案する前にすべてのトランザクションの結果を計算しなければならず、ブロックを受け取る検証ノードは、ブロックの正当性を検証して投票するためにすべてのトランザクションを計算する必要があります。

コンセンサスプロセスには村人からの計算と通信が必要なため、トランザクション処理にかかる時間が大幅に圧縮され、スケーラビリティが制限される。この問題を解決するために、紫色のペペの魔法使いは「遅延実行」という新しい魔法をかけた。この魔法は、村人たちのトランザクションの「コンセンサス」プロセス（つまりトランザクションの順序付け）と「実行」プロセス（つまり計算結果）を組み合わせたものである。ウィザードは「遅延実行」と呼ばれる新しい魔法を使って、村人の取引の「合意」プロセス（つまり取引の順序付け）と「実行」プロセス（つまり結果の計算）を分離した。

簡単に言えば、各ブロックがコンセンサスと実行を同時に行う必要はなくなった。

このアプローチにより、実行はブロック時間をフルに活用できるようになり、一度に処理できるトランザクション数が劇的に増加します。

高度な秘密のトリック：メルクルルートの遅延

イーサビレッジでは、ノードはコンセンサスの前にブロックの正当性を確認するための計算を実行します。しかし、Monadの遅延実行システムでは、コンセンサスと実行は分離されており、悪意のあるノードは、以前に確認されたトランザクションを無視したり、計算の状態を改ざんしたりする可能性があります。

これを防ぐため、MonadはブロックN-10の計算結果を表すMerkleルートをブロックNの提案に埋め込む。3分の2以上のノードがブロックNのコンセンサスに達した場合、ブロックN-10の計算結果も確定したことになります。

あるノードのブロックN-10の計算結果がブロックNのメルクル根と一致しない場合、そのノードはブロックNからコンセンサスから外される。この10ブロックのメルクルルート遅延は、計算エラーがタイムリーに検出されることを保証します。

Monadのブロック時間が1秒であることは注目に値するが、だからといってMonadの最終的な確信が10秒かかるわけではない。モナド独自のMonadBFTシステムを使えば、1ブロックの最終的な確定性は1秒未満で達成できる。

4.秘術II：トランザクション・ハッシュ

パープル・ペペの魔法使いたちは、村のリーダーにブロック提案を他のノードに素早く伝搬させる方法を苦悩しました。

イーサビレッジでは、すべてのトランザクションを含む完全なブロック提案を、1つの巨大なパッケージとしてネットワーク全体に伝播させるという習慣があります。しかしWizardsは、モナドビレッジもこのアプローチをとれば、多数のトランザクションを含むブロック案をブロードキャストするのは困難で時間のかかる作業になることに気づきました。

このため、紫のペペ・ウィザードは「トランザクション・ハッシュ」という概念を思いつきました。村人によって提出されたトランザクションはすべてネットワークを通じて伝播されたので、各ノードはモナドのトランザクションの記録を自身のトランザクション・プールに保持する。

ウィザードは、リーダーが各ブロック提案でトランザクションの完全なリストを渡す必要性をなくすことで、これを利用します。その代わりに、リーダーは単にこれらのトランザクションを参照し、ハッシュを送信します。

このようにして、Monadのブロックプロポーザルは各トランザクションのハッシュだけを含むコンパクトな状態を保ちます。プロポーザルを受け取った他のノードは、これらのハッシュを自分のレコードのトランザクションと比較するだけで、参照されているトランザクションを簡単に見つけることができます。

5.秘密3：MonadBFT

モナド村では、各ブロック内のトランザクションの順序とブロックによって生成されるコンセンサスは、HotStuffの高性能コンセンサスメカニズムに基づくMonadBFTによって管理されます。HotStuffの高性能コンセンサスメカニズムに基づく高性能コンセンサスメカニズムであるMonadBFTによって管理される。この2段階のビザンチン耐障害性アルゴリズム（BFT）は、2段階でコンセンサスに達することができる。

ブロックのリーダーは、各参加者の誓約シェアに基づいて確率的に選択されます。モナドでは、各ブロックNのプロポーザルは、3分の2以上のノードがブロックを検証したことを示す、前のブロックN-1の法的証明書（QC）とともに渡されるため、各ブロックの作成プロセスはイーサネットビレッジよりも効率的です。

以下はプロセスの展開です：

• リーダーNは、前のブロックN-1のQCを伴って、ブロックNの提案をリリースします。

• その後、検証者はブロックNを検証し、リーダーN+1に票を送ります。

リーダーN+1は、ブロックNのQCとともに、ブロックN+1のプロポーザルをリリースします。

しかし、QC Nがあっても、検証者はすぐにブロックNを確定することはできません。なぜなら、ブロックチェーンはその性質上、すべての参加者がオンラインで同期していることを保証できないからです。

ブロックNを完全に保護するためには、検証者はQC Nを含むブロックN+1に対する「賛成」票をリーダーN+2に送る必要があります。 リーダーN+2がQC N+1を生成すると、ラウンドN+1の成功が確認され、ラウンドN+1の成功が確定します。1ラウンドが成功裏に完了し、ブロックNが確定する。

優れた魔術と先見の明によって、紫ペペの魔術師はモナドの村を新しい時代へと導く。この村では、各ブロックは素早く作成され、確保されるだけでなく、そのプロセスはエレガントで、真にスケーラブルで協力的な村のビジョンに沿ったものである。

6.秘密4：並列実行

モナドの領域では、多数の村人の取引を処理するために、紫のペペの魔法使いが新しい呪文を考案した。エーテル村のような直列処理ではなく、強力な並列処理で取引が行われるよう、新しい呪文を考案した。

遅延実行の助けを借りて、ブロックのトランザクションの順序についてコンセンサスが得られて初めて実行が開始される。保留中のトランザクションのリストを作成する。

これらのインプットとアウトプットは、すぐに村の状態を変えるのではなく、コンセンサスによって決定された順序で提出される準備が整った状態で、中断されたマジックとして待機する。この提出は、継ぎ目のない整然としたタペストリーを織る魔法の糸のように、現在の状態に出力を1つずつマージすることを含む。

しかし、事態は悪い方向に転がった。並列処理はトランザクションの衝突の可能性をもたらします。秩序あるイーサの村では稀なことですが、ここでは新たな挑戦です。

例えば、あるトランザクション（トランザクションb）が村人Aが村人Bに1ETHを渡したことを示し、別のトランザクション（トランザクションc）がBが村の宿屋でその額のETHを使ったことを示す場合、その順序はクリティカルである。トランザクション c がトランザクション b よりも先に実行されようとすると、トランザクションは失敗する。このような場合、競合するトランザクションは再スケジュールされ、トランザクションcは再度実行する前にトランザクションbが完了するのを待つ。

このように、モナドでは並列実行の中心はシーケンスにあります。結果は並列に計算されますが、状態の更新は必要な順序で正確にマージされます。

7.秘密5：MonadDb

パープル・ペペの魔法使いはそれだけで終わらなかった。彼は、ブロックチェーンの状態を保存するために設計された、モナドの村独自のカスタムデータベースであるMonadDbを作り出した。Etherが複雑なMerkle Patricia Trieに依存しているのに対し、MonadDbはそれをネイティブに採用し、その能力と効率をフルに活用している。

MonadDbは村の並列実行を念頭に設計されており、同時に複数の読み書きを高精度でサポートします。各タスクが完了してから次のタスクに移る必要がある従来のデータベースとは異なり、MonadDbはタスクがシームレスに重なり合うことを可能にする非同期I/Oマジックを持っており、真の並列トランザクション処理への扉を開きます。

8.モナド村に遊びに来てください！

一連の素晴らしい呪文と複雑な魔法によって、紫色のペペの魔法使いはモナドの村を作り出しました。そこでは、イーサの信頼できるアカウント、暗号、取引フォーマット、言語、ウォレットが、ソラナやスイの驚異的なスケーラビリティと簡単に融合する。今、モナドは繁栄し、毎秒10,000のトランザクションを夢見て、1秒未満でそれらを完了します。

知恵と希望から生まれたモナドの村は、ミームウイルスから世界を救い、信頼できるパートナーとしてイーサに栄光を取り戻すことができるのだろうか？時間が解決してくれるだろう。