Monad Nasıl Çalışır: Yenilikçi Mimarisi Derinlemesine İncelemesi

Monadyüksek performans sunmak için tasarlanmış, merkeziyeti bozmadan çalışan son teknoloji bir blok zinciri platformudur. Sorunsuz yeniden dağıtımı desteklemek için tasarlanmıştır.EVM-equivalent bytecode ve Cancun çatallaması gibi ileri özelliklere sahip olup, Ethereum'un opcode ve gaz eşleme standartlarıyla tamamen uyumludur. 500 ms blok süreleri ve 1 saniye içerisinde kesinlik elde edilmesiyle, Monad’ın tasarımı verimlilik, ölçeklenebilirlik ve küresel olarak dağıtılmış bir doğrulayıcı ağına odaklanmaktadır.

Daha Fazla Oku: Monad Airdrop nedir?

Anahtar Çıkarımlar:

• EVM Uyumluluğu ve Hızlı Sonuçlandırma:Monad, EVM bytecode yeniden dağıtımını ve Ethereum standart op kodlarını desteklerken, her 500 ms'de bir blok teslim eder ve 1 saniye içinde sonlandırır.
• Yenilikçi Uzlaşma ve Uygulama:MonadBFT uzlaşma mekanizması, asenkron yürütme ve iyimser paralel yürütme modeli, mütevazı donanımla yüksek verim sağlar.
• Verimli Veri İletimi ve Durum Yönetimi:RaptorCast protokolü ve MonadDb, ağ bant genişliğini ve durum erişimini optimize ederek hızlı veri kurtarma ve azaltılmış depolama yükü sağlar.

Ağ Parametreleri ve Özeti

Monadmimari, birçok açıdan Ethereum'u yansıtır—opkoddan gaz eşlemesine ve RPC uyumuna kadar—ancak masaya birkaç geliştirme getirir. Ağ, EVM bayt kodunun yeniden derlenmeden yeniden dağıtımını destekler, Cancun çatal geliştirmelerini (TSTORE, TLOAD, MCOPY) içerir ve testnet'inde yüksek blok gaz limitini korur. Bloklar her 500 ms'de bir üretilir ve kesinlik blok N+2'de onaylanarak, sistem başlangıçta yaklaşık 55 küresel olarak dağıtılmış doğrulaycılardan oluşan bir kümeden daha büyük bir havuza ölçeklendikçe yüksek işlem hacmini karşılamak üzere inşa edilmiştir.

Tutumluluk ve Merkezsizleşme

Monad'ın kalbinde, erişilebilir ve merkeziyetsiz kalırken verimli algoritmalarla yüksek performans sağlama hedefi vardır. Platform, görece mütevazı donanım gereksinimlerine sahip düğümler üzerinde çalışmak üzere optimize edilmiştir — örneğin, 32 GB RAM, çift 2 TB SSD, 100 Mbps bant genişliği ve 16 çekirdekli 4.5 GHz işlemciye sahip bir makine yaklaşık 1500 $'a monte edilebilir. Bu yaklaşım, yüksek performanslı hesaplamanın belirli bir azınlıkla sınırlı kalmasını engeller, aksine çeşitli ve küresel bir doğrulayıcı seti üzerine dağıtılmasını sağlar.

Düğüm Mimarisi

Her Monad düğümü üç ana bileşenden oluşur:

• monad-bft:Uzlaşma sürecini yönetir.
• monad-icra:İşlem yürütmesini ve durum geçişlerini yönetir.
• monad-rpc:Kullanıcı okuma/yazma işlemlerini ele alır.

Doğrulayıcılar, 100 ile 200 arasında sayısında olup, fikir birliğinde aktif olarak yer alırken, oy kullanmayan tam düğümler ağ trafiğini izler ve tam durum çoğaltmasını sürdürmek için her işlemi yürütürler.

Konsensüs Mekanizması: MonadBFT

MonadBFT, platformun konsensüs sürecinin belkemiğidir. Doğrulayıcı sayısı arttıkça bile verimli bir şekilde ölçeklenmesini sağlayan doğrusal iletişim karmaşıklığı ile dikkat çeker. İdeal "mutlu yol" senaryosunda, bir lider tüm düğümlere bir blok önerisi yayınlar ve ardından bu düğümler sonraki lidere tasdikler gönderir. Bu tasdikler, "fan out, fan in" yaklaşımını hızlandıran ve blokların hızlı ve güvenilir bir şekilde sonlandırılmasını garanti eden BLS imzaları kullanılarak bir Quorum Sertifikası (QC) içine toplanır.

RaptorCast: Verimli Blok Yayılımı

Yüksek işlem hacmi tarafından üretilen önemli veri hacmini yönetmek için Monad, RaptorCast protokolünü kullanır. Bu yenilikçi sistem, büyük blokları daha küçük parçalara ayırmak için hatalı kodlama kullanır. Her parça, iki seviyeli bir yayın ağacı aracılığıyla iletilir—önce bir onaylayıcı tarafından alınır ve ardından diğerlerine dağıtılır—liderin yükleme kapasitesi sınırlı olsa bile, tüm onaylayıcıların orijinal bloğu verimli bir şekilde yeniden yapılandırmasını sağlar.

İşlem Yaşam Döngüsü

Monad üzerindeki işlemler iyi tanımlanmış bir süreç izler:

• Gönderim:Kullanıcılar işlemleri bir RPC düğümüne gönderir.
• Yayılma:RPC düğümü, bekleyen işlemi bir sonraki üç planlanan lidere iletir.
• Kapsayıcılık:Liderler, işlemleri mempool’larına ekler ve önerilen bloklara ücret-başına-gaz-birimi gibi kriterlere göre dahil eder.
• Sonuçlandırma:Bir blok önerildiğinde ve ağ tarafından doğrulandığında, uzlaşıya varılır ve blok MonadBFT süreci aracılığıyla tamamlanır.

Bu hedefli yönlendirme stratejisi, ağ sıkışıklığını en aza indirirken zamanında işlem işlenmesini sağlar.

Lider Seçimi ve Devirler

Her bir dönem sırasında—yaklaşık bir gün süren—liderler, doğrulayıcıların stake ağırlıklarına dayalı deterministik bir psevdorandom fonksiyon aracılığıyla seçilir. Başlangıçta, test ağında lider rolleri izinlidir, ancak yakın zamanda stake mekanizmaları tamamen merkeziyetsiz bir lider seçim sürecini mümkün kılacaktır. Doğrulayıcı stake ağırlıkları bir dönem önceden sabitlenir ve bu da lider programında adalet ve öngörülebilirlik sağlar.

Asenkron Yürütme

Monad, asenkron yürütmeyi kullanarak fikir birliğini yürütmeden ayırır. Bu modelde, işlemler yürütülmeden önce fikir birliğine varılır ve bu, sistemin bu süreçleri "boru hattına almasını" sağlar. Doğrulayıcılar işlemlerin geçerliliğini (imza, nonce, veri maliyeti) kontrol eder, ancak tam yürütmeyi blok nihai hale geldikten sonra ertelemektedir. Bu ayrışma, önemli ölçüde yürütme süresini serbest bırakır ve genel iş hacmini artırır.

Durum Doğrulaması için Gecikmeli Merkle Kökü

Monad'da blok tekliflerinin eşzamansız yürütülmesi nedeniyle, durum ağacının Merkle kökü hemen dahil edilmez. Bunun yerine, birkaç blok öncesine ait (şu anda üç blok gecikme olarak ayarlanmış) gecikmeli bir Merkle kökü dahil edilir. Bu mekanizma bir güvenlik ağı sağlar ve eğer hesaplama hatalarından kaynaklanan tutarsızlıklar ortaya çıkarsa, düğümler belirli bir gecikmeden sonra karşılaştırma yaparak bunları tespit edebilirler.

Spekülatif Yürütme

Performansı daha da optimize etmek için, düğümler spekülatif yürütme gerçekleştirirler. Resmi olarak sadece iki blok önce finalleştirilen bloklar yürütülmesine rağmen, düğümler daha yeni bloklardan bekleyen işlemleri önceden yürütürler. Bu spekülatif yaklaşım, düğümlerin neredeyse güncel bir durumu korumasını sağlar, bu da daha hızlı işlem simülasyonu ve daha sorunsuz kullanıcı deneyimlerine yardımcı olur.

İyimser Paralel Yürütme

Monad'ın işlem işleme sistemindeki en önemli yeniliklerden biri iyimser paralel yürütmedir. İşlemler, depolama yuvası okuma ve yazma işlemlerini kaydeden "bekleyen sonuçlar" üretmek için eşzamanlı olarak yürütülür. Daha sonra bu sonuçlar, işlemler birbiri ardına işlenmiş gibi tutarlılığı sağlamak için seri olarak taahhüt edilir. Bu yöntem, çatışmalar meydana geldiğinde bile çoğu işlemin en fazla iki kez yürütülmesine olanak tanıyarak doğruluğu tehlikeye atmadan verimliliği en üst düzeye çıkarır.

MonadDb: Optimizasyonlu Durum Yönetimi

MonadDb, durumun doğal bir Merkle trie içinde saklanması için tasarlanmış Monad'a özel bir veritabanıdır. Geleneksel veritabanlarında bulunan bir dolaylılık katmanını ortadan kaldırarak, MonadDb I/O işlemlerini en aza indirir ve Merkle kök hesaplamasını hızlandırır. Asenkron I/O ve paralel durum aramaları için sağladığı destek, iyimser paralel yürütümle mükemmel bir şekilde uyum sağlar ve genellikle durum erişimiyle ilişkilendirilen darboğazı önemli ölçüde azaltır.

Bir Node'u Başlatma: Statiyk ve Bloksenkroizasyonu

Yüksek işlem hacmi ve uzun işlem geçmişi göz önüne alındığında, yeni düğümler genellikle her bloğu başlangıçtan itibaren tekrarlamak yerine eşlerle senkronize olarak durumlarını başlatır. Monad, bir düğümün en son durum anlık görüntüsünü eşlerinden talep ettiği ve eksik blokları alarak herhangi bir boşluğu dolduran statesync ve blocksync yöntemlerini kullanır. Bu süreç, yeni düğümlerin ağda hızlı bir şekilde güncel bir durum görünümüyle katılmasını sağlar.

SSS

S1: Monad'ın konsensüs mekanizmasını benzersiz kılan nedir?

A1: MonadBFT, doğrusal iletişim karmaşıklığı ve “dışa yayıl, içe topla” boru hattı yaklaşımı ile ayırt edilir; bu özellikler, çok sayıda doğrulayıcı olsa bile hızlı ve ölçeklenebilir bir mutabakat sağlar.

S2: Monad nasıl etkili blok yayılımını sağlar?

A2: RaptorCast protokolü aracılığıyla Monad, blokları daha küçük parçalara ayırmak için erasure kodlamayı kullanır, bu da lider üzerindeki yükleme yükünü azaltır ve ağ genelinde güvenilir bir aktarım sağlar.

Q3: MonadDb sistemde ne rol oynar?

A3: MonadDb, durum aramalarını hızlandıran, G/Ç işlemlerini azaltan ve platformun iyimser paralel yürütme modelini tamamlayan yerel bir Merkle trie tutarak durum depolamasını optimize eder.