イーサリアム文化の再生？Monadに秘められた魔法の薬とは？
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イーサリアム文化の再生？Monadに秘められた魔法の薬とは？
Monadは、イーサリアムの文化的特性とソラナのスケーラビリティを兼ね備えている。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察執筆：100y
翻訳：Luffy、Foresight News
1. かつて栄えたイーサリアムの村
かつて、イーサリアムの村には緑色のペペカエルたちが住んでいた。ここはかつて最も賑わいを見せた国の一帯であり、高度な非中央集権性と強固なセキュリティによって繁栄する経済が支えられていた。
これらの原則に基づき、村民たちは自身の利益に応じて定期的に選挙を行い、12秒ごとに取引記録を生成するブロックの監督者を選出していた。こうして、彼らは着実に村の豊かな経済を運営してきたのである。
しかし今、イーサリアムの昔日の栄光は次第に薄れ、ミームというウイルスが蔓延し、村の力は弱体化している。街中には影が差し、緑のペペカエルたちは重い足取りで、荒廃した暗い村をたださまよい歩いている。
それでもなお、かつての栄光を取り戻したいと考える緑のペペカエルたちがいる。彼らは「L2改革」と呼ばれる運動を支持し、村の再生を目指している。その努力のおかげで、イーサリアムは再び活気を取り戻し、かつて不可能と思われた経済的活力を実現しつつある。
だが、L2改革にも限界がある。ソラナやスイなど近隣の村々は、若く不安定な要素を抱えつつも、前例のない科学的革命によって急速に発展している。彼らの革新により、複雑な金融取引がシームレスに行われるようになった一方で、イーサリアムは改革を進めてもなお立ち後れている。そのため、ペペカエルたちの間では、これらの近隣の村へ移住する可能性についての噂が広まり始めた。
そして、運命を決するある日、紫色のペペ魔術師がイーサリアムの村に現れた。
2. 紫色のペペ魔術師の到来
紫のローブを身に纏ったペペ魔術師は、イーサリアムの村の失われた栄光を悲しそうに見つめながら、Monadという新たな国を築くことを決意した。
彼はある日、緑のペペカエルたちの前に姿を現し、Monadの村を建設する壮大な計画を宣言した。彼は中央広場に緑のペペカエルたちを集め、彼らの意見に耳を傾け始めた。
緑のペペカエル1が語った。「私はMonadでの生活が、イーサリアムと同じであってほしい。確かにイーサリアムはソラナやスイほどのスケーラビリティを持たないが、文化がまったく異なるため、私は一度も離れようとは考えなかった。」
緑のペペカエル2が付け加えた。「同じ生活様式と文化を維持することは重要だが、他の村と同じくらい効率的なシステムも欲しい。イーサリアムは安全だが、スピードと俊敏性を求める企業にとっては不十分だ。」
魔術師は彼らの願いを心に刻み、イーサリアムの文化的特性を持ちながら、ソラナやスイ並みのスケーラビリティを備えるMonadの創設を約束した。彼はこの夢を実現するために必要な強力な呪文を思索した。それはイーサリアムの伝統と互換性を持ち、新時代の進歩と効率を満たす村となるはずだった。
そして、彼は新しい村を熱望するペペカエルたちに自らのビジョンを共有し、両方の良さを兼ね備えた真の故郷への希望を彼らの心に灯した。
3. 秘法その一：遅延実行（Delayed Execution）
イーサリアムの村におけるスケーラビリティの制約の一つは、コンセンサスプロセスにおいて各取引を処理することにある。これは新区塊を生成する際に必須のステップである。
イーサリアムでは、ブロックを提案するリーダーは、提案前にブロック内のすべての取引を計算し、各取引の結果を保証しなければならない。また、このブロックを受け取る検証ノードも、ブロックの正当性を検証し投票するために、すべての取引を計算しなければならない。
コンセンサスプロセスは村民同士の計算と通信を伴うため、取引処理に割り当てられる時間予算が非常に小さくなり、結果としてスケーラビリティが制限される。
この問題を解決するため、紫色のペペ魔術師は「遅延実行」という新たな呪文を導入した。この呪文は、「コンセンサス」プロセス（村民の取引の順序決定）と「実行」プロセス（それらの取引結果の計算）を分離するものである。
つまり、各ブロックに対して同時に行うのではなく、N番目のブロックに対するコンセンサスを行う一方で、N-1番目のブロック（取引順序がすでに確定）の実行を行う。
これにより、実行に1ブロック分の時間をまるまる割くことができ、同一時間枠内で処理可能な取引数が大幅に増加する。
上級呪文：遅延Merkleルート（Delayed Merkle Root）
イーサリアムでは、ノードはコンセンサス成立前に計算を行い、ブロックの有効性を保証している。しかし、Monadの遅延実行システムでは、コンセンサスと実行が分離されている。これにより、悪意のあるノードが以前に合意された取引を無視したり、計算状態を恣意的に変更する可能性が生じる。
これを防ぐため、MonadはN-10番目のブロックの計算結果であるMerkleルートを、N番目のブロックの提案に埋め込む。N番目のブロックについて3分の2以上のノードが合意すれば、それはN-10番目のブロックの計算結果についても合意したことになる。
もし任意のノードが、N-10番目のブロックの計算結果を、N番目のブロックに含まれるMerkleルートと一致させなければ、そのノードはN番目以降のコンセンサスから除外される。Merkleルートの10ブロック分の遅延は、計算エラーをタイムリーに検出することを保証する。
なお、Monadのブロック時間は1秒であるが、これが最終性に10秒かかるという意味ではない。MonadのMonadBFTシステムにより、1スロットで最終性を達成できる（すなわち、1秒で最終性）。
4. 秘法その二：トランザクションハッシュ
賢明な紫色のペペ魔術師は、村のリーダーがどのように迅速にブロック提案を他のノードにブロードキャストできるかを考察した。
通常、イーサリアムでは全取引を含むブロック提案全体をパッケージ化し、ネットワークを通じて送信する。
しかし、ペペ魔術師は気づいた。もしMonadがこの方法を採用すれば、多数の取引を含むブロック提案のブロードキャストは、途方もなく困難で労力を要する作業になると。
この問題を解決するため、紫色のペペ魔術師は「トランザクションハッシュ」という概念を導入した。すべての村民が提出する取引はすでにネットワーク内に伝播しているため、各ノードは自らのメモリプール内でMonad村の取引記録を保持している。
つまり、リーダーは各ブロック提案に完全な取引リストを転送する必要はない。代わりに、取引を参照し、ハッシュ値のみを送信すればよいのだ。
これにより、Monadのブロック提案は各取引のハッシュ値のみを含むことになる。他のノードは受信したハッシュ値を、自らの取引記録と簡単に照合できる。
5. 秘法その三：MonadBFT
Monadの村では、各ブロック内の取引順序およびブロック生成のコンセンサスは、HotStuffをベースとした高性能コンセンサス機構であるMonadBFTによって管理されている。この段階的なBFT（ビザンチンフォールトトレランス）アルゴリズムは、2段階でコンセンサスを達成可能にする。
ブロックリーダーの役割は、各参加者のステーク量に応じてランダムに選ばれる。Monadでは、各ブロックNの提案が前のブロックN-1の法定人数証明（Quorum Certificate, QC）とともに転送されるため、イーサリアムの村よりもブロック構築の効率が高い。QCは3分の2以上のノードがそのブロックを検証済みであることを示す。
流れは以下の通りである：
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リーダーNは、ブロックNの提案を、ブロックN-1のQCを添えてブロードキャストする。
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次に、検証者はブロックNを検証し、その投票をリーダーN+1に送信する。
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リーダーN+1は、ブロックN+1の提案と、ブロックNのQCを共有する。
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しかし、QC Nがあったとしても、検証者は直ちにブロックNを確定できない。なぜなら、ブロックチェーンの性質上、すべての参加者が同期してオンラインであるとは限らないからである。
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ブロックNを完全に保護するためには、検証者がQC Nを含むブロックN+1に対する「承認」投票をリーダーN+2に送信しなければならない。リーダーN+2がQC N+1を生成することで、N+1ラウンドの成功完了が確認され、ブロックNが最終的に確定する。
こうして、巧妙な魔法によって、紫色のペペ魔術師はMonadの村を新たな時代へと導いたのである。
6. 秘法その四：並列実行（Parallel Execution）
Monadでは、多数の村民の取引を処理するために、紫色のペペ魔術師は新たな呪文を設計した。イーサリアムの村のように逐次的に処理するのではなく、並列的に取引を処理するのである。
遅延実行により、ブロック内の取引順序が合意されてから実行が開始される。Monadの村には多くの熟練した実行担当者がおり、それぞれが取引処理を担当し、独立して入出力を計算し、保留中のリストを作成する。
これらの入出力は直ちに村の状態を変えることはなく、あたかも浮遊する魔法のように待機し、合意された順序に従って提出される準備ができている。この提出プロセスでは、出力が一つずつ現在の状態にマージされ、まるで魔法の糸がシームレスで秩序あるタペストリーを織りなすかのようである。
しかし、ここで転換点が訪れる。並列処理は取引間の競合の可能性をもたらす。これは秩序あるイーサリアムの村では稀であったが、Monadにとっては新たな課題である。
例えば、ある取引（取引b）が村民Aが村民Bに1ETHを贈ることを示し、別の取引（取引c）がBが村の小さな宿泊施設でそのETHを使おうとしている場合、その順序が極めて重要になる。もし取引cが取引bより先に実行されようとするなら、取引は失敗する。このような場合、競合する取引は再スケジュールされ、取引cは取引bの完了を待ってから実行される。
したがって、Monadにおける並列実行の核心は順序付けにある。結果は並列に計算されるが、状態の更新は厳密に決められた順序でマージされるのである。
7. 秘法その五：MonadDb
紫色のペペ魔術師の奇想天外な発想はここで止まらなかった。彼はさらにMonadDbという、Monad村独自のカスタムデータベースを生み出した。これはブロックチェーンの状態を専門に保存するために設計されたものである。イーサリアムは複雑なMerkle Patricia Trieに依存しており、その堅牢性で知られる一方で、外部クライアントにとっては非効率的であるとも言われている。
MonadDbは村の並列実行を念頭に設計されており、高精度で複数の読み書きを同時にサポートする。従来のデータベースが各タスクの完了後に次のタスクに移るのに対し、MonadDbは非同期I/Oという魔法を持ち、タスクがシームレスに重なり合うことを可能にし、真の並列トランザクション処理の扉を開いた。
8. Monadの村を訪れてみよう
一連の驚異的な呪文と複雑な魔法によって、紫色のペペ魔術師はMonadの村を創造した。ここでは、イーサリアムの信頼できるアカウント、暗号技術、取引フォーマット、言語、ウォレットが、ソラナやスイのスケーラビリティと容易に融合している。現在、Monadは発展を遂げており、秒間1万件の取引という夢に向かって突き進んでいる。
知恵と希望から生まれたMonadの村は、ミームというウイルスに悩まされる世界を救い、イーサリアムに再び栄光を取り戻すことができるだろうか？ その答えは、時間だけが教えてくれるだろう。
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