ポッドキャストノート｜Monad 並列化EVM初心者ガイド

2024.02.29

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ポッドキャストノート｜Monad 並列化EVM初心者ガイド

Monadのメインネットは2024年のリリースが予定されており、パブリックテストネットは今年後半に開始される予定です。

2024.02.29 - 09:06:23

Monad

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Monadのメインネットは2024年のリリースが予定されており、パブリックテストネットは今年後半に開始される予定です。

整理：Revelo Intel

編集：TechFlow

导读

2024年2月14日に放送されたEdge Podcastでは、DeFi Dad、Nomatic、Keone Honの3名がMonadおよびその特徴、並列EVMなどについて議論しました。MonadはEVMの並列実行機能を提供するレイヤー1プロトコルであり、EVMのパフォーマンスとスループットを大幅に向上させることを目指しています。

Monadの背景や設立から、なぜMonadが必要なのか、並列実行の仕組み、ユーザーへのメリットまで、このPodcastは非常に包括的かつ深く掘り下げた内容となっています。

背景紹介

DeFi Dad（司会）：4RC Capital 投資家
Nomatic （司会）：4RC Capital 投資家
Keone Hon（ゲスト）：Monad共同創設者
Monad：EVMに並列実行機能を提供するレイヤー1プロトコル

Monadの背景と設立

Keone氏は、Jump TradingやSolana上のDeFiプロジェクトなどで長年にわたり暗号資産分野で働いてきたと述べました。彼は2021年にJump Tradingに入社し、先物取引に注力し、チームの拡大を支援しました。その後、高性能なEVMソリューションの必要性を感じ、2022年初頭に同社を退職し、他の2人と共にMonad Labsを設立しました。
彼によれば、Jump Tradingを離れたのはEVMをより効率的にするためです。高額な取引手数料の問題から、拡張可能なEVMソリューションに対する需要は非常に大きいと感じていました。

なぜ我々はMonadを必要とするのか

Keone氏は、Monadの目的はEVMを極めて効率的にすることだと述べています。現在のイーサリアムは1日あたり約100万件のトランザクションを処理していますが、Monadはこれを1日10億件まで引き上げることを目指しています。毎秒のトランザクション数ではなく、1日の取引量に注目することで、成功したアプリケーションのビジョンや大規模なユーザー採用の実現がより明確になります。数百万の日次アクティブユーザーを持つアプリケーションには、現在利用可能なレベルよりもはるかに高いスループットが必要です。
彼はまた、Monadは他のレイヤー2ソリューションとは異なる方向性を取っていると補足しています。MonadはC++で実行スタックを一から再構築し、パフォーマンス向上のためのアーキテクチャ改善を導入しています。イーサリアムのセキュリティを継承する独立環境であるRollupなどのフラクタル型スケーリングとは異なり、Monadは実行スタック自体を根本から再設計しています。
Keone氏によると、Monadは楽観的並列実行（optimistic parallel execution）を実現しており、複数のトランザクションを並列かつ独立して実行できます。このプロセスにより、各トランザクションの入出力（状態変化）を追跡する保留中の結果が生成されます。その後、これらの保留中結果は元のトランザクション順に順次コミットされ、直列実行との一貫性が保証されます。
彼はさらに、並列実行により同じ時間内により多くの作業を完了でき、計算密度が高まると述べています。計算密度を増加させることで、単一のブロックチェーンユニットがより多くのユーザーを効率的にサポートできるようになります。

Monadの並列実行

Keone氏は、成功に向けて準備する上で重要なのは、成功したWeb2アプリと比較し、現在のインフラスタックがそれと同等の需要を処理できるか評価することだと述べました。それができない場合――Monadの場合まさにそうですが――新たなソリューションを構築する必要があります。
彼は、Monadの主要な目標は並列実行と計算密度の向上だと補足しています。初期の並列実行では、トランザクションを独立して実行し、保留中の結果を生成します。各トランザクションの計算量は比較的小さいため、競合時の再スケジューリングは大きな懸念事項ではありません。
Keone氏は、Monadでは楽観的並列実行により、複数のトランザクションを並列かつ独立して実行可能だと説明しています。これにより、各トランザクションの入出力（状態変化）を追跡する保留中の結果が生成され、それらを元の順序でコミットすることで、直列実行と同等の一貫性が確保されます。
彼はさらに、典型的なトランザクションの計算量（例：加算や乗算）は小さく、再スケジューリングのコストも低いと述べています。トランザクション同士が関連している場合でも、競合は効果的に処理されるため、通常の再スケジューリングの懸念は軽減されます。
Keone氏は、ハッシュ値の計算に必要なCPU時間は比較的短い一方で、状態からの値の読み取り（SSDからの読み出し）には時間がかかると指摘しています。再実行のコストは低く抑えられる理由は、状態依存が通常メモリ（キャッシュ）内で処理されるためです。並列実行により複数のトランザクションを同時に実行し、保留中の結果を生成して元の順序でコミットできます。競合が発生した場合は、再スケジューリングと再実行が可能です。

並列実行によるユーザーへのメリット

Keone氏によると、並列EVMは全く新しいL1であり、既存のイーサリアムスマートコントラクトと完全に互換性があります。Monadは、1秒あたり1万件を超えるトランザクション処理能力、1秒のブロック時間、シングルスロットでの確定性を提供します。Monadは高速かつ高スループットのブロックチェーンを提供しつつ、イーサリアムのスマートコントラクトやEtherscan、MetaMaskなどのツールとの後方互換性を維持しています。

パイプライン処理

Keone氏は、「パイプライン」とは、作業を複数の段階に分け、並列に処理することでシステムリソースをより効率的に活用することだと説明しています。日常生活での例としては、洗濯物を1枚ずつ順番に洗うのではなく、複数を同時に回すことが挙げられます。コンピュータシステムにおいても、パイプライン処理は複数の作業段階を作成することで効率を高めます。Monadでは、コンセンサス（ノードがトランザクションの順序で合意すること）と実行（トランザクションの処理）を分離し、並列処理を可能にしてパフォーマンスを向上させています。
彼はさらに、ほとんどのブロックチェーンでは実行とコンセンサスが密接に絡んでおり、コンセンサスに大部分の時間が使われていると補足しています。例えば、イーサリアムではブロック時間のうち約100ミリ秒しか実行に割り当てられていません。Monadは、実行をコンセンサスの「ホットパス」から外し、別個のパイプラインに置くことで、まずノードがトランザクションの順序で合意し、その後に実行を行うようにしています。コンセンサスと実行を分けることで、実際のトランザクション処理に割く時間を増やし、パフォーマンスを向上させることができます。
Keone氏は、Monadではまずノードがトランザクションの公式な順序（コンセンサス）で合意します。合意が成立すると、2つのことが同時に進行できます：次のブロックに対するコンセンサスの開始、および合意済みのトランザクションセットの実行です。このプロセスの分離により、効率的なパイプライン処理とシステムリソースのより良い活用が可能になります。

EVM開発者へのMonadの提案

Keone氏は、他の開発者は通常、Monadのビジョンに対して支持的で興奮していると述べています。手数料の低下とスループットの向上という価値主張は非常に訴求力があり、Monadのローンチ時には多くの人が参加を望んでいると感じています。
彼はさらに、誰もが低手数料と高スループットを望んでいます。2000年代の広告で、カメたちが「インターネットが速すぎだ」と文句を言っていた場面は、人々が通信費の低下を望んでいることに通じます。Monad上での開発は、Gas最適化をあまり気にせずに、より広範なデザインの可能性を開きます。
Keone氏は、Monad上で開発することで手数料が大幅に削減され、トランザクション量が増え、ユーザーエクスペリエンスが向上すると述べています。改善されたユーザーエクスペリエンスにより、より多くのユーザーを惹きつけることが容易になります。Monad上での開発は、Gas最適化に縛られず、より幅広い設計に集中できるようになります。

分散化 vs 高性能

Keone氏は、コンセンサスに参加するノード数、ハードウェア要件、検証者セットの構成が、分散化の鍵となる要素だと述べています。Monadは、専門の検証者企業とコミュニティ主導の検証者の間でバランスを取ることを目指しています。高スループットのチェーンでは、分散化に関するトレードオフを慎重に考慮する必要があります。
彼はさらに、ネットワークの中心化を進めるような性能向上策の選択は、分散化の目標と矛盾すると補足しています。卓越した性能を持ちながらも高度に分散化されたL1ブロックチェーンを構築するには、世界中に分散された数百〜数千のノードが必要です。ノードを物理的に近接させて運用することは、ネットワークの中心化と見なされる可能性があります。
Keone氏は、Monadのハードウェア要件はイーサリアムと同様で、32GBのRAMで十分です。Solanaのように256GBのRAMを必要とする他のブロックチェーンと比べて、Monadは高価なハードウェアではなくアルゴリズムの改善によって性能向上を実現しています。

MonadBFTコンセンサス

Keone氏によると、MonadBFTはRustでゼロから構築された高性能コンセンサスメカニズムです。ブロックチェーンは実行とコンセンサスの2つの主要部分から成ります。MonadBFTはコンセンサス部分に焦点を当てています。一方、実行システムは並列実行と高性能なステートデータベースを実現することを目指しています。
彼はさらに、コンセンサスは世界中に分散されたノードが公式の作業（例：トランザクションリスト）で合意することを保証します。MonadBFTはHot Stuffコンセンサスから派生しており、線形通信を重視しています。人気のあるもう一つのコンセンサスメカニズムであるTendermintと比較して、Monad BFTの通信の複雑さは低く、より大規模なネットワークを可能にします。
Keone氏は、Hot Stuffの線形通信プロトコルはネットワーク内で送信されるメッセージ数を削減すると説明しています。リーダー選出プロセスを通じて特定期間のリーダーが選ばれ、ブロック提案が作成されます。他のノードはそのブロック提案の有効性を評価し、扇状に次のリーダーへ投票を送り返します。

Monad上の手数料と$MONADトークン

Keone氏は、Monad上のトランザクションの実行時間とコストはその複雑さに依存すると述べています。イーサリアムメインネットでは、15万ガスを使用するUniswap V2の取引は約5～50ドルかかりますが、Monad上では同じ取引のコストは1セント未満です。これは、より高いスループットとより多くのブロックスペースによるものです。

Monad上で実現可能な新たな可能性

Keone氏は、Web2や低スループットのチェーンと比較して、Monadのような高スループットチェーンは新たな可能性を開くと述べています。完全にオンチェーンの指値注文簿（limit order book）は、高スループットチェーンならではの可能性の一つです。自己ホスティングと完全な相互運用性を実現し、他のアプリケーションがその上に構築できるようになります。
彼はさらに、更新コストが高いため、EVM空間では完全にオンチェーンの指値注文簿はこれまで制限されてきました。マーケットメーカーは既存のチェーン上で頻繁に更新を行うために多額の手数料を支払わなければなりません。Monadでは更新ごとのコストが非常に低く（1セント未満）あり、完全にオンチェーンの指値注文簿が現実的になります。

Monadのコミュニティ構築

Keone氏は、コミュニティはMonadのようなプロジェクトだけでなく、暗号資産全体の成功にとって極めて重要だと述べています。ビットコインやイーサリアムは共有された理念によって強力なコミュニティを獲得しました。広範な採用と分散化の達成には、堅固なコミュニティの構築が不可欠です。
彼はさらに、オープンソース技術により、時間とともに最も優れた技術が採用されていくと補足しています。分散化を重視する個人は、暗号サービスの利用や周囲への啓蒙活動において重要な役割を果たします。暗号資産のミッション達成には、コミュニティの関与が欠かせません。
Keone氏は、暗号業界で支援的なコミュニティを築くことは極めて重要だと述べています。時間の経過とともに、人々は技術的詳細に注目しすぎて、コミュニティの重要性を見失いがちです。しかし最終的には、オープンソース技術の採用の難しさや新コミュニティの形成の困難さから、コミュニティ構築の重要性に気づくことになります。