¿Qué es Monad?
Monad es una capa 1 de alto rendimiento compatible con Ethereum, que ofrece a los usuarios lo mejor de ambos mundos: portabilidad y rendimiento .
Desde el punto de vista de la portabilidad, Monad ofrece compatibilidad total con el código de bytes de la Máquina Virtual de Ethereum (EVM), de modo que las aplicaciones creadas para Ethereum se pueden portar a Monad sin cambios en el código, y compatibilidad total con RPC de Ethereum , de modo que la infraestructura como Etherscan o The Graph se puede utilizar sin problemas.
Desde el punto de vista del rendimiento, Monad ofrece un rendimiento de 10 000 transacciones por segundo (tps) , es decir, mil millones de transacciones al día, con una frecuencia de bloque de 400 ms y una finalidad de 800 ms . Esto permite a Monad dar soporte a muchos más usuarios y ofrecer experiencias mucho más interactivas que las cadenas de bloques existentes, a la vez que ofrece costes por transacción mucho más bajos.
Mira en YouTube: ¿Qué es MONAD?
¿Qué tiene de familiar Monad?
Desde la perspectiva del usuario, Monad se comporta de forma muy similar a Ethereum. Puedes usar las mismas Billeteras (por ejemplo, Phantom, MetaMask) o exploradores de bloques (por ejemplo, Etherscan) para firmar o ver transacciones. Las mismas aplicaciones desarrolladas para Ethereum se pueden portar a Monad sin modificar el código, por lo que se espera que puedas usar muchas de tus aplicaciones favoritas de Ethereum en Monad.
Al igual que Ethereum, Monad es una red de prueba de participación mantenida por un conjunto descentralizado de validadores. Cualquiera puede ejecutar un nodo para verificar de forma independiente la ejecución de transacciones, y se ha prestado especial atención a minimizar los requisitos de hardware.
¿Qué diferencia a Monad?
Monad posibilita un rendimiento excepcional al introducir la ejecución en paralelo y la segmentación superescalar en la máquina virtual de Ethereum.
La ejecución en paralelo consiste en utilizar múltiples núcleos e hilos para ejecutar tareas estratégicamente en paralelo, manteniendo los resultados en el orden original. Si bien las transacciones se ejecutan en paralelo internamente, desde la perspectiva del usuario y del desarrollador se ejecutan en serie; el resultado de una serie de transacciones siempre es el mismo que si se hubieran ejecutado una tras otra.
El procesamiento en paralelo a nivel superescalar consiste en crear etapas de trabajo y ejecutarlas simultáneamente.
Monad introduce la segmentación para abordar los cuellos de botella existentes en el almacenamiento de estado, el procesamiento de transacciones y el consenso distribuido. En particular, Monad introduce la segmentación y otras optimizaciones en cinco áreas principales:
- MonadBFT para un consenso BFT de alto rendimiento y resistente a la bifurcación de la cola
- RaptorCast para una transmisión de bloques eficiente
- Ejecución asíncrona para canalizar el consenso y la ejecución con el fin de aumentar el presupuesto de tiempo para la ejecución.
- Ejecución paralela y compilación JIT para una ejecución eficiente de transacciones.
- MonadDB para un acceso eficiente al estado
Monad fue escrito desde cero en C++ y Rust, refleja estas mejoras arquitectónicas y da como resultado una plataforma para aplicaciones descentralizadas que realmente puede escalar para su adopción a nivel mundial.
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¿Por qué debería importarme?
Las aplicaciones descentralizadas son sustitutos de los servicios centralizados y ofrecen varias ventajas significativas:
- API abiertas / capacidad de composición : las aplicaciones descentralizadas pueden ser llamadas de forma atómica por otras aplicaciones descentralizadas, lo que permite a los desarrolladores crear funcionalidades más complejas apilando componentes existentes.
- Transparencia : la lógica de la aplicación se expresa exclusivamente mediante código, por lo que cualquiera puede revisarla para detectar posibles efectos secundarios. El estado es transparente y auditable; la prueba de reservas es la norma en DeFi.
- Resistencia a la censura y neutralidad creíble: cualquiera puede enviar transacciones o subir aplicaciones a una red sin permisos.
- Alcance global : cualquier persona con acceso a internet puede acceder a servicios financieros esenciales, incluidos los usuarios que no tienen acceso a servicios bancarios o que tienen un acceso limitado a ellos.
Sin embargo, las aplicaciones descentralizadas necesitan una infraestructura económica y de alto rendimiento para alcanzar el nivel de impacto deseado. Una sola aplicación con un millón de usuarios activos diarios (DAU) y 10 transacciones por usuario al día requeriría 10 millones de transacciones diarias, o 100 tps. El sitio L2Beat , un sitio web útil que resume el rendimiento y la descentralización de las cadenas de bloques L1 y L2 compatibles con EVM existentes, muestra que ninguna cadena de bloques EVM admite actualmente un rendimiento ni siquiera cercano a ese nivel.
Monad mejora sustancialmente el rendimiento de una red blockchain compatible con EVM, siendo pionera en varias innovaciones que, con suerte, se convertirán en estándar en Ethereum en los próximos años.
Con Monad, los desarrolladores, usuarios e investigadores pueden reutilizar la gran cantidad de aplicaciones, bibliotecas e investigaciones de criptografía aplicada existentes que se han creado para la EVM.
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Entrada /Salida asíncrona
La E/S asíncrona es una forma de procesamiento de entrada/salida que permite que la CPU continúe ejecutándose simultáneamente mientras se produce la comunicación.
El disco y la red son muchísimo más lentos que la CPU. En lugar de iniciar una operación de E/S y esperar el resultado, la CPU puede iniciarla en cuanto sabe que necesitará los datos y seguir ejecutando otras instrucciones que no dependen del resultado de dicha operación.
Afortunadamente, las unidades SSD pueden realizar operaciones simultáneamente, por lo que la CPU puede iniciar varias solicitudes al mismo tiempo, continuar ejecutándolas y luego recibir los resultados de múltiples operaciones casi al mismo tiempo.
Algunas bases de datos (como lmdb/mdbx) utilizan almacenamiento mapeado en memoria para leer y escribir en el disco. Desafortunadamente, el almacenamiento mapeado en memoria lo implementa el kernel (mmap) y no es asíncrono, por lo que la ejecución se bloquea mientras se espera a que finalice la operación.
MonadBFT
MonadBFT representa un gran avance en el consenso tolerante a fallos bizantinos (BFT). Es responsable de garantizar que la red Monad se alinee de manera eficiente y segura con los bloques propuestos válidos, al tiempo que admite más de 10 000 transacciones por segundo y un tiempo de finalización inferior a un segundo, además de admitir un amplio conjunto de nodos de consenso.
MonadBFT combina todas estas propiedades y, además, es resistente a la bifurcación de cola , una debilidad crítica de los protocolos BFT basados en líderes en paralelo, donde un líder puede bifurcar el bloque de su predecesor.
MonadBFT logra:
- Finalidad especulativa en una sola ronda de consenso y finalidad completa en dos rondas .
- Complejidad lineal de mensajes y autenticadores en el escenario ideal (es decir, en condiciones normales de funcionamiento, cuando no se producen fallos). Esto permite que el conjunto de validadores de consenso se adapte a un gran número de nodos.
- Capacidad de respuesta optimista : progresión de rondas sin esperar a que se produzca el peor retraso de red posible, tanto en el caso habitual como durante la recuperación de rondas fallidas.
- Aislamiento de fallos del líder: Un único líder que falla solo genera un retardo de tiempo de espera. Todas las demás rondas pueden continuar tan rápido como lo permita la red. Esto contrasta con los protocolos BFT en paralelo existentes, que tienen dos tiempos de espera en caso de fallo del líder.
- Resistencia a la bifurcación de cola : protección integrada contra la bifurcación de cola , una clase de ataques de valor extraíble máximo (MEV) en los que un líder malicioso podría bifurcar el bloque de su predecesor. Esto resuelve un problema crítico en los mecanismos de consenso BFT basados en líderes segmentados anteriores.
RaptorCast
RaptorCast es un protocolo especializado de entrega de mensajes multicast utilizado en MonadBFT para enviar propuestas de bloques de los líderes a los validadores. Las propuestas de bloques se convierten en fragmentos con codificación de borrado mediante el código Raptor.
Cada fragmento se envía a todos los validadores a través de un árbol de difusión de dos niveles, donde el primer nivel corresponde a un único nodo que no es líder. Cada nodo que no es líder se encarga de actuar como nodo de primer nivel para un conjunto diferente de fragmentos; la proporción de asignaciones de fragmentos es igual al peso de la participación del validador.
De este modo, RaptorCast utiliza todo el ancho de banda de subida de la red para propagar las propuestas de bloques a todos los validadores, al tiempo que preserva la tolerancia a fallos bizantinos.
En MonadBFT, los líderes deben enviar propuestas de bloques a todos los validadores. Lograr que las propuestas de bloques lleguen del líder al resto de la red es uno de los problemas más complejos en el consenso distribuido de alto rendimiento, ya que las propuestas de bloques son extensas y la red no es confiable.
Consideremos los dos siguientes enfoques ingenuos para abordar este problema:
El envío de mensajes directamente del líder a cada validador es el método más sencillo, pero impondría requisitos de ancho de banda de subida muy elevados para el líder, ya que las propuestas de bloques son grandes; por ejemplo, 10 000 transacciones de 200 bytes cada una suman 2 MB.
El líder envía mensajes a unos pocos nodos, quienes a su vez los retransmiten a otros pocos. Este método reduciría los requisitos de ancho de banda de subida para el líder, pero aumentaría la latencia máxima para todos los nodos y conlleva el riesgo de pérdida de mensajes si algunos de los nodos son bizantinos y no logran reenviarlos.
RaptorCast es el protocolo de entrega de mensajes multicast que resuelve este problema, ofreciendo el mejor equilibrio entre requisitos de ancho de banda, latencia y tolerancia a fallos. RaptorCast se desarrolló específicamente para MonadBFT