Paradigm öncülüğünde Monad Labs 225 milyon dolar topladı ve paralel EVM zincirleri konusundaki tartışmaları ilerletti.
Monad, yakın zamanda girişim sermayesi şirketi Paradigm’den 225 milyon dolar yatırım alan yeni bir katman-1 akıllı sözleşme platformudur .
Monad henüz kullanıma sunulmamış olsa da 2024’ün sonlarında genel test ağında yayına girmesi bekleniyor ve ana ağ dağıtımının 2025’in başlarında yapılması planlanıyor.
Monad, paralel bir Ethereum Sanal Makinesi (EVM) projesidir ve Aurora (Near Protocol üzerine inşa edilmiş) veya Sei gibi benzer projeler gibi, ağın birden fazla işlemi eş zamanlı olarak işleyebilmesi için EVM talimatlarının yürütülmesini paralel hale getirmeye çalışır. Bu, daha büyük hacimli işlemlerin işlenmesini sağlayarak verimliliği artırır ve maliyetleri düşürür.
Paralelleştirme, işlem yürütmeyi aynı anda işlenebilecek daha küçük, bağımsız görevlere ayırmayı içerir. Monad, fikir birliğini, yürütmeyi ve veri depolamasını iyileştirmek için dört optimizasyon sunar: MonadBFT, ertelenmiş yürütme, paralel yürütme ve MonadDb.
MonadBFT
MonadBFT, blok zinciri ölçeklenebilirliğini ve verimliliğini artırmak için tasarlanmış, boru hattıyla iletilmiş iki fazlı Bizans-hata-toleranslı bir algoritmadır. Kısmen senkron koşullar altında çalışmak üzere optimize edilmiş HotStuff algoritmasının bir türevidir .
Bu optimizasyon önemlidir, çünkü gerçek dünyadaki ağların çoğu, ağ tıkanıklığı, gecikme ve diğer faktörlerden kaynaklanan değişken mesaj teslim süreleri nedeniyle mükemmel şekilde senkron davranış göstermez. MonadBFT, bu kısmen senkron koşulları barındırarak pratik dağıtımlarda makul performans ve güvenilirlik sağlar.
HotStuff algoritması, blok zinciri sistemlerinin Bizans hata toleransına (BFT) ulaşmasını sağlamak için tasarlanmış bir fikir birliği protokolüdür. BFT , bir bilgisayar sisteminin bazı düğümleri kötü niyetli davransa veya hatalı olsa bile çalışmaya devam edebilme yeteneğidir.
Bu sağlamlığı, zincirdeki bir sonraki blokta anlaşmak için düğümler arasında bir dizi iletişim turu aracılığıyla elde eder. HotStuff, fikir birliğine ulaşmak için üç iletişim turu gerektirir ve bu, ölçeklenebilirlik ve verimlilik için bir darboğaz haline gelebilir. MonadBFT, fikir birliği için gereken iletişim turlarını üçten ikiye düşürerek HotStuff’ı iyileştirir.
Konsensüs mekanizması aşamalar halinde çalışır. Bir lider düğüm blokları önerir ve doğrulayıcılar bu blokları denetler. Her turda, lider önceki tur için bir yeter sayı sertifikası (QC) veya zaman aşımı sertifikası (TC) ile yeni bir blok gönderir. Bir QC, bir bloğun doğrulayıcıların çoğunluğu tarafından onaylandığının kanıtıdır ve bloğun geçerliliği konusunda hemfikir olduklarını gösterir.
Öte yandan bir TC, gerekli sayıda doğrulayıcının belirli bir zaman dilimi içinde bir fikir birliğine varamadığını gösterir. Bu, sistemin durmasını önlemek için bir geri dönüş mekanizması görevi görür.
Doğrulayıcılar lider tarafından önerilen yeni blok üzerinde oy kullanır. Yeterli sayıda doğrulayıcı (üçte iki) onaylarsa, blok sonraki turlarda sonlandırılır ve QC’ler verilir.
Doğrulayıcılar zamanında geçerli bir blok almazlarsa, bir TC’ye toplanabilen imzalı zaman aşımı mesajları gönderirler. Bu TC daha sonra doğrudan bir sonraki lidere gönderilir. Doğrulayıcılar iki ardışık onaylı blok gördüklerinde bir blok sonlandırılır.
Bu iki aşamalı onaylama kuralı, ağ güvenliğini ve hata toleransını korurken hızlı blok sonlandırma sağlar. Tüm asenkron BFT ayarlarında olduğu gibi, Monad’ın doğrulayıcı düğümlerinin üçte ikisi düşmanca olmamalı ve güvenliği korumak için eşit oylama payı ağırlığına sahip olmalıdır.
Ertelenmiş yürütme
Ertelenmiş yürütme, işlem yürütmeyi konsensüsten ayırır. Düğümlerin konsensüs oluşturmadan önce işlemleri yürütmesi gereken Ethereum gibi geleneksel blok zincirlerinin aksine, MonadBFT konsensüsü yalnızca işlemlerin sırasına odaklanır.
Ethereum’da, düğümlerin hem bloktaki işlem listesi hem de işlem sonrası yürütme durumu için Merkle ağaç kökü üzerinde bir fikir birliğine varması gerekir. Bu, fikir birliği liderinin bloğu göndermeden önce işlemleri yürütmesi gerektiği ve doğrulayan düğümlerin oylarını kullanmadan önce bu yürütmeyi yeniden yapması gerektiği anlamına gelir.
Blok süreleri bu nedenle oldukça uzun olabilir ve ağın işleyebileceği hesaplamanın karmaşıklığı azalır. MonadBFT’nin fikir birliği mekanizması yalnızca işlemlerin sırasını belirler ve fikir birliğine varıldıktan sonra yürütmenin bağımsız olarak gerçekleşmesine izin verir.
Yürütmenin doğru bir şekilde gerçekleştirildiğinden emin olmak için Monad, durumun Merkle kökü üzerindeki anlaşmayı D blok kadar geciktirir. D, şu anda 10 olması beklenen sistem çapında bir parametredir.
Bu tasarım, işlemleri doğru şekilde yürütmeyen kötü niyetli bir düğümle ilişkili riskleri azaltır. Ağ, N bloğunda üçte iki çoğunluk oyu ile bir fikir birliğine vardığında, bu sayede ND bloğundaki Merkle ağacının temsil ettiği durum üzerinde de anlaşmış olur.
Herhangi bir düğüm ND bloğunu yürütürken bir hata keşfederse, N bloğu için teklife karşı oy kullanır. Bu, ND-1 bloğunun son durumuna geri dönmeyi tetikler ve ardından ND bloğundan işlemlerin yeniden yürütülmesini sağlar. Bir düğüm, kendi Merkle kökünü kontrol ederek yürütme sonuçlarını ağdaki diğer düğümlere karşı doğrulayabilir ve düzeltebilir. Hafif düğümler, durum değişkeni değerlerinin Merkle kanıtları için tam düğümleri sorgulayabilir.
Paralel yürütme
Popüler paralel yürütme blok zincirleri ya deterministik ya da iyimserdir.
Monad, paralel işlem işlemeyi başarmak için iyimser yürütmeyi kullanır. Bu yöntem , işlemcilerin dal talimatlarının yolunu tahmin ettiği ve bunları önceden yürüttüğü merkezi işlem birimleri (CPU’lar) tarafından kullanılan spekülatif yürütmeye bir bakıma benzerdir .
Monad’ın yürütme motoru, önceki işlemlerin yürütülmesi tamamlanmadan önce bile yeni işlemleri işlemeye başlayarak genel verimi artırır.
Ancak, iyimser eşzamanlılık denetimi adı verilen bu strateji , sonraki işlemler birbirine bağımlı olduğunda hatalara yol açabilir. Bir çakışma tespit edilirse (örneğin, iki işlem aynı hesap bakiyesini değiştirmeye çalıştığında), tutarsızlıkları düzeltmek için etkilenen işlemler yeniden yürütülür.
En kötü durumda, bir işlem iki kez yürütülmelidir, ancak toplamda bu yalnızca %1,5 ek yük ekler . Monad ayrıca işlemler arasındaki bağımlılıkları önceden tahmin etmek için statik bir kod analizörü kullanır. Bu statik analiz, Monad’ın yürütmeden önce olası çatışmaları belirlemesini sağlar ve tüm çatışmaları engellemese de, daha verimli, iyimser paralel yürütme için ilk işlem zamanlamasını optimize etmeye yardımcı olur.
Sei ayrıca işlemlerin çakışmayacağını varsayarak iyimser paralelleştirmeyi kullanır, ancak çakışmaları ele almak için farklı bir yaklaşım izler . Paralelleştirme süreci sırasında Sei, her işlemin durumun hangi kısımlarını değiştirdiğini izler. İki işlemin çakıştığını, yani durumun aynı kısmını değiştirmeye çalıştığını tespit ederse, sistem yürütmeyi geçici olarak durdurur ve çakışan işlemleri Monad’a benzer şekilde sırayla yeniden işler.
Ancak Monad’ın statik kod analizörü kullanımı daha verimli işlem planlamasına olanak tanır ve böylece çakışma olasılığını azaltırken, Sei çakışmaları yürütme sırasında ortaya çıktıkları anda çözer.
İyimser yürütme ayrıca deterministik metodolojiler için gerekli olan karmaşık zamanlama ve bağımlılık analizi algoritmalarına olan ihtiyacı da ortadan kaldırır . Sui ve Solana tarafından kullanılan deterministik bir yaklaşımda , işlemler yürütmeden önce hangi durum bölümlerine erişeceklerini beyan etmelidir.
Bu önceden bildirim, sistemin yürütme sırasında çakışmaları önleyecek şekilde işlemleri planlamasını sağlar. Bu yöntemin birincil avantajı öngörülebilirliktir: Bağımlılıklar önceden bilindiğinden, sistem işlemlerin birbirleriyle çakışmamasını sağlayabilir ve bu da tutarlı ve güvenilir sonuçlarla sonuçlanır.
Ancak bu öngörülebilirliğin bir bedeli vardır. Bağımlılıkları analiz etmek ve işlemleri planlamak, işlemler arasındaki tüm olası etkileşimleri hesaba katması gereken ve daha yüksek donanım gereksinimleriyle sonuçlanan hesaplama yükü getiren karmaşık algoritmalar gerektirir.
Gerçek zamanlı analiz ve planlamaya duyulan ihtiyaç da karmaşıklığı artırıyor, çünkü sistemin çakışmaları önlemek için yürütme sırasını sürekli olarak izlemesi ve ayarlaması gerekiyor.
Ek olarak, deterministik bir yaklaşım verimli bir şekilde ölçeklemede zorluklarla karşılaşabilir. İşlem sayısı arttıkça, bağımlılık analizinin karmaşıklığı da katlanarak artar.
MonadDB
MonadDB , paralel yürütmenin uygulanmasını optimize etmek için özel olarak tasarlanmış özel bir veritabanıdır. Ethereum gibi geleneksel blok zincirlerinde, giriş/çıkış (G/Ç) erişimi önemli bir darboğaz haline gelir, çünkü bu sistemler öncelikle eşzamanlı G/Ç işlemlerine güvenir.
İşlemler, bir sonrakine geçmeden önce her okuma veya yazma işleminin tamamlanmasını beklemek zorundadır, bu da verimi ve genel performansı ciddi şekilde sınırlar. Bu sınırlamanın üstesinden gelmek için MonadDB, sistemin her birinin tamamlanmasını beklemeden aynı anda birden fazla okuma ve yazma işlemini başlatmasına olanak tanıyan asenkron disk işlemlerini kullanır . Bu, özellikle paralel yürütmeyle birleştirildiğinde işlem işlemenin genel hızını artırır.
Çözüm
Monad, blockchain teknolojisinde önemli bir ilerlemeyi temsil eder. Ölçeklenebilirliği ve verimliliği artırmak için iyimser yürütme, ertelenmiş yürütme ve özel bir veritabanı olan MonadDB gibi yenilikçi teknikler kullanır.
CPU’lardaki spekülatif yürütmeye benzeyen iyimser paralelleştirme yöntemi, işlemleri eş zamanlı olarak işleyerek ve çakışan işlemleri yalnızca gerektiğinde yeniden yürüterek yüksek verim sağlar.
Statik kod analiziyle birleştirilen bu yöntem, işlem planlamasını optimize eder ve çatışma olasılığını azaltır. Sei ve Sui ve Solana gibi diğer paralel EVM projeleriyle karşılaştırıldığında, Monad’ın yaklaşımı verimliliği ve karmaşıklığı dengeleyerek yüksek işlem hacimleri için sağlam bir çözüm sunar.
Boru hattı üzerinden iki fazlı Bizans hatası toleranslı bir algoritma olan MonadBFT’nin tanıtılması, hızlı blok sonlandırma ve ağ güvenliğini daha da garanti altına alıyor.
Monad, 2024’ün sonlarında halka açık test ağını, 2025’in başlarında ise ana ağının dağıtımını gerçekleştirmeye hazırlanırken, kendisini ölçeklenebilir blok zinciri platformlarının yeni neslinde güçlü bir oyuncu olarak konumlandırıyor.
Bizi sosyal medyamızdan takip etmeyi unutmayın.
Bir sonraki habere buradan ulaşabilirsiniz.