对话 Monad 创始人Keone：Monad 像是以太坊和 Solana 的孩子

深潮TechFlow

2024年5月27日 11:48

Keone Hon 展示了 Monad 团队在区块链性能优化方面的突破性进展。

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原标题：《Podcast Episode: Keone From Monad》

作者：SAURABH DESHPANDE

编译：深潮TechFlow

主持人：SAURABH DESHPANDE，Decentralised.co Writer

嘉宾：Keone Hon，Monad 创始人

播客源：Decentralised.co

播出日期：2024年5月23日

要点总结

Monad 创始人 Keone Hon 通过详尽的技术探讨，展示了其团队在区块链性能优化方面的突破性进展。Monad 四项关键创新包括：

并行化交易：通过乐观并行执行算法，允许多个交易同时进行处理，提高交易吞吐量和处理速度。
延迟执行：将共识和执行分离，允许两者并行进行，充分利用区块时间，提升整体执行效率。
自定义状态数据库 Monad DB：直接在SSD上存储Merkle树，减少读取放大，提高状态访问效率。
高性能共识机制 Monad BFT：基于 HotStuff 共识机制，采用线性通信复杂度和流水线化投票阶段，支持全球分布的数百个节点同步。

Keone 表示“Monad 像是以太坊和 Solana 的‘孩子’。”

Keone Hon 的背景

职业经历：Keone 是 Monad Labs 的联合创始人兼CEO。他在高频交易领域拥有近十年的经验，专注于构建高性能的交易系统，并在2021年加入 Jump 加密团队，主要从事基于 Solana 的 DeFi 项目。Keone 在当时意识到需要更高性能的 EVM 执行，但当时很多扩展重点都集中在 L2 和数据可用性以及其他方向，这些方向固然也很重要，但是没有人致力于使执行系统本身以及上层和下层更加高效。

为什么需要Monad？

2022年初，Keone与另外两位联合创始人共同创立了Monad。Monad是一个完全字节码EVM兼容的第1层区块链，具有超过10,000 TPS的吞吐量和单槽终结的特性。
Monad 在以太坊中从头开始重建了三个主要层——存储层，执行层和共识层。引入了包括并行执行以及高性能状态存储系统，它提供并行状态访问和高吞吐量共识机制——Monad BFT。通过延迟执行来提供真正的性能系统。

Monad 的设计旨在解决以下几个问题：

高频交易的需求：传统的高频交易系统需要在极短时间内处理大量订单，延迟和效率至关重要。现有区块链无法满足这种需求。
降低交易费用：现有区块链（如以太坊）的高交易费用影响了市场的效率，特别是对市场制造商和高频交易者来说，频繁的报价更新成本过高。
改善交易体验：现有DeFi平台上的交易费用和滑点问题影响了普通用户的交易体验。Monad旨在提供更高效、更低成本的交易环境。

Keone 的想法是想建立一个可以更集中的方式进行交易的高性能区块链。

Monad 的未来愿景

Keone 表示，Monad 的初期重点是加密原生应用和资产，但从长远来看，他认为区块链可以作为一种更高效的结算方法，适用于各种金融交易，包括传统资产。Monad 的优势包括：

更高效的结算：适用于股票、债券和抵押贷款等各种金融交易。
更透明的交易：使交易过程更加公开和透明。
可组合性：不同的应用程序和智能合约能够互操作，构建新的应用和功能，类似于“乐高积木”。
自我监管：最终让去中心化金融（DeFi）提供比集中式交易所（CeFi）更好的交易体验，弥合执行质量和成本的差距。

Monad 的创新

Monad 与 Ethereum & Solana

Monad 实际上是以太坊某些方面的融合。Monad 注重与以太坊的完全兼容，确保字节码EVM兼容性和以太坊RPC兼容性，减少开发者迁移的困难。
Monad 在高性能和优化方面与Solana类似，尽管在执行并行化、交易格式等方面有差异。Monad结合了以太坊的兼容性和Solana的高性能，形成独特的优势。
总结起来，就像是 Solana 与以太坊有了一个孩子，而这个孩子就是Monad。

Monand 的第一个创新 - 并行化交易

Keone 表示当前以太坊及其兼容区块链存在一定不足——交易是串行执行的。这种方式与现代计算机的多处理器、多线程工作方式相去甚远。现代计算机能够同时运行多个线程，从而提高处理效率。然而以太坊的单线程执行限制了其扩展性和性能。串行执行确保系统中的所有节点能够达成一致状态，每个节点按照线性的交易列表（如从1到200）依次执行交易，以达到最终状态。这种方式保证了结果的确定性，节点能够保持同步并就所有状态达成一致。在系统设计初期，单线程方式较为简单，易于实现确定性。
Keone 表示 Monad 引入了乐观并行执行（optimistic parallel execution）算法，允许同时运行一批交易，从相同的起点开始，并跟踪每笔交易的输入和输出。在执行过程中，系统生成一批未决结果，每个交易一个。然后按原始顺序逐步执行这些未决结果，检查输入是否改变。如果输入没有改变，则提交结果；否则重新执行交易。
并行执行提高了交易处理性能，减少了系统延迟，使系统能够更高效地处理大量交易。

Monand 的第二个创新 - 延迟执行

Keone 表示 Monad的第二个创新是延迟执行，即将共识和执行分为不同的工作通道。
- Keone 表示 Monad 对共识机制也进行了创新。领导者对交易进行排序，节点就交易的官方排序达成共识，而不要求立即执行，所有节点只需同意交易排序和有效性即可。
在 Monad 中，一长串交易被细分为可以并行运行的单独线程，每个线程生成未决结果，每个未决结果包含交易的输入和输出列表。生成未决结果后，系统按交易的原始顺序逐步处理这些未决结果。如果未决结果的输入没有发生冲突，则直接提交该结果；如果有冲突，则重新执行该交易。
在 Monad 中，共识过程首先达成交易顺序（即共识），执行被移出共识的热门路径，进入单独的通道，然后在这个通道内处理交易。通过分离共识和执行，Monad能够将更多的时间用于实际交易执行，显著提高了区块处理能力。

Monad 的第三个创新 - 自定义状态数据库 Monad DB

Keone 在采访中说，在现有的以太坊客户端中，状态存储在Merkle树中，并嵌入到其他数据库（如LevelDB或RocksDB）中。这种嵌套结构导致读取放大（read amplification），即访问Merkle树的一个节点会触发磁盘上的一系列其他查找，效率低下。在执行智能合约时，最大的瓶颈是状态访问，而不是计算本身。计算量较小且CPU处理速度快，但从SSD中查找状态变量的过程较慢。
Monad 团队设计了一种方法，将Merkle树直接存储在SSD上，从而减少读取放大现象，提升访问效率。SSD具有高带宽，MonadDB的设计能够更有效地利用这一特性。在并行执行交易时，系统需要从SSD中提取大量依赖项，通过高效利用SSD带宽，使查询变得更高效。
Keone 表示直接存储 Merkle 树减少了查找次数，提高了状态访问速度，优化了整体执行性能，其中并行执行算法有两个阶段的处理。
- 第一阶段：并行执行算法首先将所有交易的依赖项从SSD拉到内存中。这一步确保了即使交易需要重新执行，依赖项已经在内存中，查找速度更快。
- 第二阶段：生成未决结果后，系统按原始交易顺序处理这些结果。若输入未发生变化，立即提交结果；若输入发生变化，重新执行交易。每笔交易最多运行两次，且重新执行的成本较低，因为状态变量已经在内存中。
Keone 表示以太坊中的任何应用程序都有相关的状态存储。例如，在 Aave 中，用户存款的余额随着时间的推移会产生利息，这些数据需要存储在与 Aave 智能合约相关联的 Merkle 树中。因此，任何使用状态存储的智能合约都将受益于Monad DB的高效状态访问。

Monad 的第四个创新 - 高性能共识机制 Monad BFT

Keone 表示 Monad 的第四项创新位于堆栈的最高层。他认为存储层是最底层，执行层则是中间层，最高层是 Monad BFT（负责节点间的同步和共识）Monad BFT 是 HotStuff 共识机制的衍生版本，允许全球分布的数百个节点保持同步，有效支持大规模分布式网络的运行。
Keone 就 Hot Stuff 进行了简单说明。HotStuff 是一种线性通信复杂度算法。在HotStuff中，领导者直接向所有验证节点发送区块提案，验证节点再将投票结果发送给下一个领导者。通信复杂度随节点数量线性增长，而非二次方。这种设计避免了像Tendermint那样，所有节点都需向其他节点发送消息，导致通信复杂度随节点数量的平方增加，从而限制网络规模。
Monad BFT 在 HotStuff 的基础上进行了改进，实现了投票阶段的流水线化处理。具体而言，不同阶段的投票可以搭便车，例如，Block 1 的 B 阶段可以建立在Block 2 的 A 阶段之上。这种方式提高了共识效率，减少了延迟。

社区的重要性

Keone 认为社区是加密货币的“超能力”，对其发展至关重要。技术需要通过社区大规模扩展覆盖范围，才能获得更多用户。
Keone 表示社区建设是 Monad 战略的核心部分。团队花了大量时间研究加密货币中最成功的社区，意识到早期的社区即是产品。
Monad 注重为社区成员提供愉快的体验，而非繁重的任务。Keone强调，社区应避免无意义的任务平台，尽量杜绝垃圾邮件和机器人，鼓励真实的联系和互动。
Keone 认为，关心 Monad 使命并对更新和分享技术信息感到兴奋的人构成了去中心化的社区。热情的加密货币爱好者，无论是交易NFT、收集NFT、交易Meme还是尝试最新应用，都是社区的重要组成部分。
Keone 认为，当社区成员对产品的愿景不一致时，批判性反馈是有益的。Solana和以太坊社区经常就技术问题展开激烈讨论，这对项目的健康发展至关重要。积极的讨论和批判性反馈表明社区关心项目方向，表明项目走在正确的道路上，去中心化和社区发展不断提高。

L1 和 L2 的未来发展

L1的发展空间：
- Keone认为市场总会有新的 L1 技术发展的空间，需要不断改进性能更高的执行机制和共识机制。目前，以太坊的共识机制异常超载，仍有许多改进空间。
- L1在许多领域仍能做出有意义的贡献，推动整体技术前沿的发展。
L2的合理性和经济价值：
- Keone认为启动一个专门构建的L2相对容易，并且合理。L2数量多是可以接受的，但每个L2的经济价值可能较小，因为其目的是快速启动并为特定目的服务。
- 强大的跨链桥连接L1和L2，确保资产和安全性的继承，使多L2的存在变得合理。