Monad：超高速并行化EVM Layer 1

主要收获

• 可扩展性：Monad 使用并行执行和超标量流水线架构，以实现每秒 10,000 笔交易 (TPS)，并具有 1 秒的最终确认性。

• EVM 兼容性：与以太坊完全兼容，可以轻松部署以太坊 dApp。

• 去中心化：构建时注重去中心化和抗审查性，使用权益证明 (PoS) 共识。

• 高效执行：Monad 独特的架构优化了交易吞吐量并降低了 gas 费用。

中心化交易所和去中心化交易所之间的差异

在当今的区块链领域，中心化加密货币交易所是最广泛使用的基础设施平台之一（与钱包一起），能够让大量用户加入。

然而，中心化交易所 (CEX) 几乎完全建立为 中央限价订单簿 (CLOB)，通过用户界面展示为买卖订单列表。 通常，这些订单根据价格-时间优先级进行匹配，这意味着最高买价和最低卖价首先被匹配，因此激励做市商竞争以提供尽可能最好的价格。

最终的结果是一个系统，该系统在 买卖价差 之间存在很小的差异，从而允许买方和卖方获得尽可能最好的价格（滑点 最小），在匹配他们的订单时。 这激励做市商在给定的时间段内向交易所发送大量新订单。

相反，去中心化交易所 (DEX) 通常使用 自动化做市商 (AMM) 模型，正如 Uniswap 最初在 2018 年推出 的那样。 像 Uniswap 等交易所成为众所周知的先驱，他们使用 AMM 键曲线公式 x*y=k 构建 DEX。 AMM 允许用户通过两个独立的流动性池从一种资产交换到另一种资产。 例如，当用户持有 USD coin (USDC) 并希望将其交换为 ether (ETH) 时，他们的交易将 USDC 从较大的 USDC 流动性池中交换为位于较大的 ether 池中的 ETH。

https://medium.com/@SkillovuU/monad-a-revolutionary-evm-blockchain-with-unmatched-speed-and-security-c5f596a4f9b0 - 图片来源

作为相对于中心化交易所的显著优势，DEX 允许用户将其 非托管钱包 直接与交易所连接，从而在交易时将用户置于对其资金的完全控制之下。 这与中心化交易所形成对比，在中心化交易所中，用户必须信任交易所背后的实体来保护其资金。

更重要的是，AMM 容易受到资本效率低下的影响。 恰恰相反，通常当用户在 AMM 上进行交易时，他们会在特定的价格范围内提供流动性（进入流动性池），该范围可以相对较窄或像 0 到无穷大一样宽。 无论如何，都存在资本效率低下。

在狭窄的范围内，当价格在该范围内时，很大一部分资本是可操作的（可用于进行交易），但这种情况很少发生。 相反，当流动性以较宽的价格范围存入时，资本会显着分散，并且大部分在特定时刻都不可操作。

由于资产价格在不断变化，因此只有当流动性提供者 (LP) 采用严格的范围并重复更新这些范围时，资本才能在 AMM 上有效地利用。 尽管采取了这种方法，但频繁的更新需要在以太坊上花费大量的 gas （网络收取发送交易的费用），这意味着提供商只是偶尔更新一次范围，因为它们有时需要支付大量的 gas 费用。

因此，这种资本效率低下可能意味着用户会出现很大的滑点，尤其是在处理较大订单时。 相对于总流动性而言，订单越大，滑点就越大，而 浅流动性池 的普遍存在也加剧了这种情况。

上图说明了在代币交换期间，浅流动性池和交易订单规模如何增加滑点。（图片来源：通过 Monad Substack 博客的 链上限价订单簿）

我们上面讨论的一系列问题的解决方案是创建一个去中心化的限价订单簿 (LOB)，用户可以在一个平台上获得中心化交易所和去中心化交易所的优势。 这意味着用户可以通过自己的非托管钱包（例如 MetaMask、Trust Wallet 或 Keplr）安全地管理自己的资金，同时还可以受益于通常在中心化限价订单簿交易所（如 Binance、Coinbase 或 OKX）中存在的更好的资产定价（滑点最小）。

这种兼顾两者优点的平衡是 Monad 试图解决的最大挑战之一。 也就是说，这绝非易事。 要构建一个真正的去中心化限价订单簿交易所，其底层技术必须具有极高的可扩展性和去中心化性。 值得庆幸的是，Monad 的协议天生就是去中心化的，并且其超可扩展的设计专注于匹配或超越 Solana 等。

Monad：可扩展的下一代 EVM Layer 1

Monad 是兼容 权益证明 (PoS) 以太坊虚拟机 (EVM) 的 Layer 1 智能合约平台，它结合了极致的性能和去中心化，作为解决 区块链不可能三角 的专有解决方案。

Monad 与以太坊兼容的设计允许开发人员将他们的应用程序移植到 Monad 和从 Monad 移植出来，从而大大简化了以太坊 dApp 和协议的开发，这些 dApp 和协议可以部署在该平台上。

这一点非常重要，因为当前区块链领域中大多数专注于可扩展性和高交易吞吐量的网络都不与以太坊兼容，更不用说完全链上的与 EVM 兼容的限价订单簿交易所旨在从根本上改变用户交易和投资资产类别的方式。

Monad 的主要定义特征之一是一个可扩展性框架，该框架利用极快的并行超标量流水线架构以极快的速度处理交易。 这种设计允许网络采用交错的方法，而不是一个接一个地执行单个流程，从而大大提高了整体网络吞吐量。

除了其高度可扩展的架构之外，Monad 还被设计为具有可组合性（兼容性）、无需许可性 和 抗审查性 的特性。 非常重要的是，可组合性是一种允许各种类型的协议、dApp 和智能合约无缝连接的特性，可以通过各种集成类型创建新的和高度复杂的功能。 可以以这种方式连接的应用程序和协议的示例包括 DEX、去中心化货币市场、永续期货平台等。

可编程可组合性大大提高了开发人员及其构建的应用程序和协议的兼容性和 互操作性，不仅在 Monad 网络中，而且还与以太坊等外部链以及各种类型的中间件工具系统（例如，预言机、钱包、一键部署解决方案和 API 框架）。

在可扩展性方面，Monad 区块链利用了广泛的技术创新，这些创新使协议能够实现 1 秒的区块最终确认性和 1 秒的区块时间，从而实现每秒 10,000 笔交易 (TPS) 的吞吐量。 这些包括：

• MonadBFT - 允许协议在部分同步条件下对任意有效负载达成一致，因为它保持了拜占庭容错（协议内安全性）

• 延迟执行 - 通过从共识的热路径中消除执行，大大优化了实现共识的过程（同时采用超标量流水线）

• Carriage Cost and Reserve Balance - 一种专门的交易定价模型，可防御垃圾邮件和对网络的潜在攻击

• 共享 mempool - 一种框架，允许通过哈希引用交易并通过 mempool 传播交易，然后再实际发送交易，从而消除网络延迟

• 并行执行 - 通过一种使用并行化的机制实现执行，该机制允许通过单独的内核并发处理大量交易，从而显着提高协议的性能和可扩展性

• MonadDb- 一个自定义数据库，用于存储区块链的状态，使系统能够以指数级的速度处理交易

Monad 历史和背景

Monad 由几位美国计算机工程师于 2022 年初创立。 经过一年的开发，Monad 在 2023 年 2 月 完成了一轮 1900 万美元的种子轮融资，由 Dragonfly Capital 领投。 该轮融资还包括 Placeholder、Lemniscap、Shima Capital、Finality Capital Partners 以及各种加密天使投资者的贡献，包括 Naval Ravikant（AngellList 的联合创始人）、0xMaki（SushiSwap 的前创始人）和 Chris Burniske，ARK Invest 的前加密货币负责人。

图片来源：通过 Monad Twitter 频道的 Monad Labs

2023 年 2 月 14 日，Monad 宣布已从各风险投资公司和私人投资者那里筹集到总计 1900 万美元。（图片来源：通过 Monad Twitter 频道的 Monad Labs）

Monad 的负责人是联合创始人兼首席执行官 Keone Hon、联合创始人兼首席技术官 James Hunsaker 以及联合创始人、首席运营官兼业务发展主管 Eunice Giarta。 这三位创始人都具有高频交易 (HFT) 的背景，构建交易算法和类似的学科，因此该项目专注于这些领域。

Keone Hon 于 2007 年至 2011 年就读于麻省理工学院 (MIT)，获得了计算机科学和数学学士学位，后来完成了金融、工程和计算机科学硕士学位。

在完成高等教育学业后，Hon 在 Jump Trading 和 Jump Crypto 工作了 9 年，并在 KCG Holdings 工作了 2 年，之后被 Jump 聘用。 他在这些公司的职位侧重于开发量化交易策略，担任软件工程师；后来担任管理职位，管理一个专注于相关学科的计算机工程师团队。

Eunice Giarta 也在 2009 年至 2013 年间就读于麻省理工学院，并以计算机科学与工程学士学位和管理科学与金融辅修学位毕业。 Giarta 随后在包括 Shutterstock、Broadway Technology 和 Bank of America Merrill Lynch 在内的多家公司工作，担任各种职位。 这些职位包括产品开发、业务发展、高级产品经理、支付产品负责人（许可和支付）、利率衍生品交易等。

James Hunsaker 在 2014 年至 2021 年间在 Jump Trading 工作了 8 年。James 在 Jump 的时间主要担任高级软件工程师，专注于加密货币交易和高频交易 (HFT) 算法和系统的开发。

在加入 Jump 之前，James 在 Goldman and Sachs 和 J.P. Morgan 工作了 4 年，他最初担任助理，后来担任副总裁，专注于创建高级交易算法、电子做市、EQ 交易量自动化等。 在他的金融和计算职业生涯之前，James 在爱荷华大学学习了多年的计算机科学和数学。

Monad 以其模因和图形艺术而闻名，这些模因和图形艺术由 Monad 设计团队和世界各地的社区成员通过其 Monad 模因库 创建。（图片来源：通过 Monad Twitter 频道的 Monad Labs）

Monad 用例

尽管 Monad 有许多用途，正如我们最初提到的那样，该平台的主要用例之一是创建一个并行化的超可扩展协议，该协议允许用户在 Monad 网络之上使用去中心化的限价订单簿交易所。

这将允许用户解决去中心化交易所和中心化交易所之间的交易所困境，使用户能够在非托管钱包中安全地持有自己的资产，同时消除 DEX 平台通常产生的滑点，从而为用户提供类似 CEX 的交易体验。

与此相关的是，对于新一代加密货币，最重要的用例之一是在非托管钱包中从一种资产交换到另一种资产的能力。

这一点尤其重要，因为如果用户能够直接在他们的钱包中从一个代币交换到另一个代币，这种功能最终可能会消除对中心化加密货币交易所的需求。 尽管有可能，中心化交易所和去中心化交易所可能总是会在行业中占有一席之地。 也就是说，它们肯定不是全部。

在这种情况下，钱包用户界面 (UI) 的前端（用户在交互过程中看到的内容）很难正确构建，但与创建后端相比，它就显得苍白无力了。 钱包交换界面的后端考虑到了市场做市商、流动性提供商、预言机数据馈送等等的庞大互连网络。

分配每个代币所需的流动性极其复杂，以便成千上万或数百万（最终是数亿）的用户能够从一种加密资产交换到另一种加密资产。 交换比特币和以太坊等较大的加密资产比交换流动性少得多的小型代币要简单得多。

目前，整个行业中有许多钱包允许进行钱包内资产交换。 这些服务和 DEX 的主要问题是滑点。

滑点越高（通常在 1% 到 5% 之间），在各种资产之间进行交易时损失的资本就越多。 去中心化交易所之间，甚至在非托管钱包中，这种滑点差异是 Monad 旨在解决的主要挑战之一。

由于该链主要由低延迟和高频交易系统的开发人员设计，因此其速度和低 gas 设计将在很大程度上消除滑点和过长的等待时间，不仅在钱包中，而且在 DEX 和各种形状和大小的众多交易替代方案中。

除了其交易和去中心化限价订单簿交易所的重点之外，Monad 区块链还具有满足零售和企业广泛用例的潜力，例如那些专注于支付结算、汇款、稳定币和 NFT 的用例。

根据其长期发展方向，Monad 的一些潜在企业用例包括金融科技、大数据、网络安全、人工智能 (AI)、保险、供应链管理和物流。 Monad 平台有一天也可能专注于能源、医疗保健、制药、艺术、娱乐、农业、汽车、电子政务和去中心化身份 (DID) 中的大量应用。

Layer 1 与 Layer 2 的优势

在过去的几年中，尤其是在过去的一年中，许多区块链迭代正在作为以 rollup 为中心的 Layer 2 网络启动。

许多这些平台旨在通过提高其交易吞吐量和降低在网络上发送交易所需的 gas 费用来扩展以太坊。 这种趋势可能会在短期到中期内持续存在，2024 年推出 Layer 2 的主要参与者数量众多就证明了这一点。

但是，Layer 2 网络容易受到许多挑战。 因此，Monad 没有选择将其平台构建为 Layer 2 rollup，原因有三个：

1. 去中心化

2. 性能

3. 专注

去中心化

Monad 认为，在开发任何区块链系统时，去中心化和抗审查性是不可谈判的。

Layer 2 通常缺乏一种机制来支持去中心化的区块生产，这是确保网络真正去中心化和抗审查性的必要组成部分。

大多数 Layer 2 rollup 都是中心化的，因为它们依赖 中心化排序器（更大的单个节点）在链上生成区块，而后者又拥有全权来选择网络的交易顺序和审查交易。

首先，对交易排序的全面控制使排序器能够从有利的排序中提取价值，无论是直接提取；通过无意中偏袒自己的交易，还是间接提取；通过接受来自套利者的付款。

其次，审查交易的能力意味着排序器有能力拒绝向应用程序、协议或用户提供服务（如果它选择这样做）。 这不仅仅是一个抽象的考虑因素，而且实际上可以在实践中实施。 例如，对排序器拥有过度控制权的中心化机构（例如，网络开发背后的基金会或实体）可能会强制执行任意黑名单。

对 Layer 2 排序器的中心控制一直是最近讨论的重点。 众所周知，诸如 Arbitrum、Optimism、Starkware 等著名的 Layer 2 rollup 推迟了 去中心化其排序器 的时间，突显了 Layer 2 在中心化方面面临的挑战。

总而言之，Monad 没有构建为 rollup，因为 Monad 团队认为去中心化的区块生产是最重要的。 中心化会损害加密货币和区块链的精神，同时会创建技术上的中心故障点，并作为中心化实体的杠杆点。

性能

Monad 旨在尽可能地提高性能。 此设计利用流水线执行结构，在多个内核上以并行方式调度交易，并依次调度即将到来的交易。 此外，通过使用用于状态和合约代码的自定义存储后端，可以显着加快交易执行速度。

与大多数现有的主网节点和 rollup 节点相比，这些创新使在 Monad 上运行的节点极其高效。 这些设计选择可能仍然会让读者想知道为什么 Monad 没有以这些改进作为独立的 rollup 构建。 让我们深入了解一下。

举例说明，与 Layer 1 不同，Layer 2 不使用共识机制，而是由负责区块生产的中心排序器操作。 通常，rollup 会在 merkle-trie 中维护自己的状态，但必须将数据提交到 数据可用性 (DA) 层（通常是以太坊）。 此外，rollup 采用一种证明机制，该机制保证 merkle 根与按顺序应用交易的结果匹配。

最终，这意味着 rollup 高度依赖于其数据可用性层，因为 DA 层上的交易排序决定了 rollup 的真实可验证状态。 这突出了部分权衡：rollup 排序器是中心化的，并且可能在任何时候离线（例如，太阳耀斑、闪电袭击、网络故障等）。 如果发生最坏的情况，DA 层将被要求仲裁网络上持有的所有资产（代币、NFT 等）的所有权。 由于这一事实，数据可用性层应被视为网络的真实权威。

从本质上讲，在任意比较 rollup 和独立的 Layer 1 时，很明显，rollup 旨在消除共识开销，同时以更集中的方式执行，从而依靠其证明机制来确保存储在去中心化 DA 层上的 merkle 根确地表示链上追加的正确交易顺序的结果。 这种模式降低了几个“优势”，最值得注意的是：

1. 由于不需要直接去中心化，因此排序器运行在昂贵的硬件上，例如具有大量 RAM 的超级计算机

2. 共识通常需要很大一部分区块时间，从而导致对执行预算的重大限制。 或者，由一个节点（即排序器）控制的区块链不会遇到相同的开销

作为这种中心化设计的结果，rollup 严重依赖于其数据可用性层。 更具体地说，rollup 负责将交易（Layer 2 上的交易 gas 成本 可能非常昂贵）数据和 merkel 根传递回 DA 层的成本，同时也继承了 DA 层的容量限制和较差的最终确认时间。

例如，使用 Arbitrium 和 Optimism 进行简单的交换比在以太坊主网上便宜 20 倍。 尽管这是一个重大的改进，但 Monad 旨在以指数级的速度超越它，以提供 1000 倍的吞吐量，并且便宜 1000 倍。

Monad 开发了一种新颖的 BFT 算法，并辅以高性能 点对点 (P2P) 层，而不是从其设计中消除共识。 在这种设计中，Monad

实现了一种 模块化设计，其中节点在执行之前达成共识，从而允许以并行方式运行执行，并在某种程度上延迟执行，从而利用完整的区块时间。

这些改进使 Monad 的高性能共识能够提供两全其美的优势：共识能够跟上执行而不是阻碍它，同时网络不会继承数据可用性层带来的不可持续的成本或约束。

专注

Monad 断言，高性能 EVM 执行环境（能够被任何人随时使用）对于大规模提高去中心化计算的采用率和实用性至关重要。 Monad 认为，需要坚定不移的专注来解决当前加密货币领域中出现的一些最具挑战性的问题。

区块链代表一个去中心化的框架，专注于通过无需信任地执行交易来维护集体全局状态。 因此，区块链非常强大，因为它们使大量的应用程序、协议和资产能够共存于一个单一的环境中，从而支持原子可组合性和加速创新。

在去中心化系统中，计算是通过大量并行运行的节点实现的，这些节点系统地验证彼此的运营流程的合法性，以确保正确遵循状态转换（链上连续更改）。 这促进了整个网络中的无需信任（不必信任另一个实体来确保获得所需的结果），最终扩大了区块链作为大量特定用例应用程序的互连宇宙的骨干的作用。

对于这个包罗万象的系统至关重要的是，网络计算的可验证性是通过其用户实现的。 从本质上讲，这要求区块链软件在计算上非常高效，或者交易吞吐量受到极大的限制，从而允许用户通过商品硬件使用该链。

Monad 极大地提高了计算效率，扩展了一个支持大量用户和日益复杂的各种形状和大小的应用程序的环境，同时允许用户在本地运行计算。

这是通过 Monad 的流水线交易执行实现的 - 允许在互连的多个内核上并行处理交易 - 并通过自定义后端大规模改进状态和合约存储。 这种改进的效率是不可否认的算法改进的先决条件，而不是像许多 Layer 2 系统那样依赖硬件。

所有区块链类型，无论是 rollup 还是其他迭代，都必须专注于提高执行吞吐量。 这是因为保持 rollup 状态完整性的唯一解决方案是确保追加所有 rollup 区块以执行制作连续状态更新所需的所有必需交易。

Monad 的使命是继续在区块链系统中实质性地提高执行吞吐量，以帮助实现区块链领域中 EVM 的新时代。

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