Jak Monad škáluje EVM při zachování decentralizace? MonadBFT je konsensuální algoritmus používaný v Monadu, je to první implementace Hotstuff odolná vůči vidlicím (co to znamená?) Zde se dozvíte, jak může MonadBFT škálovat na 1000 validátorů a zároveň být výkonný 🧵

1/7 Mechanismy konsensu Mechanismus, který blockchainy používají k zajištění toho, aby se na nových blocích shodla většina validátorů. Konsensuální algoritmy zatím nejsou schopny škálovat nad několik stovek validátorů, protože složitost se zvyšuje na základě druhé mocniny počtu validátorů (ve většině případů) Protože každý validátor komunikuje se všemi ostatními validátory, aby se dohodli na blocích: n validátorů x n zpráv = n-squared zpráv. Složitost se tedy výrazně zvyšuje s počtem validátorů.

2/7 Hotstuff je konsensuální algoritmus, který se může škálovat lineárně (přímo úměrně počtu validátorů) tím, že se vyhne zprávám "all-to-all" a umožní jedinému "vůdci" komunikovat se všemi validátory pro konsensus. Hotstuff tedy může škálovat efektivněji než tradiční konsensus PBFT, ale je zranitelný vůči útokům tailforkingu. MonadBFT je první implementací Hotstuff odolnou proti zadní vidlici.

3/7 Co je to zadní vidlice? Tailforking nastává, když další leader (validátor navrhující další blok) úmyslně nebo náhodou nezahrne QC platného bloku předchozího leadera do svého návrhu pro nový blok. (QC je zkratka pro kvorum certifikát, který je důkazem, že se všichni validátoři shodli na předchozím bloku) Výsledkem je, že předchozí blok, přestože byl platný a má většinovou podporu, zůstal nepotvrzený a nakonec osiřel nebo byl nahrazen jiným blokem ve stejné výšce. To narušuje motivační mechanismus: poctiví navrhovatelé nemusí obdržet odměny za blok nebo poplatky, pokud je jejich blok přeskočen, což podporuje nespravedlivé chování a oslabuje bezpečnost sítě.

4/7 Jak MonadBFT působí? → Vedoucí (Alice) vyšle podepsaný návrh bloku všem ostatním uzlům (fan out), kteří potvrdí jeho platnost zasláním podepsaného potvrzení dalšímu vůdci Bobovi (fan in). → Bob agreguje ověření do "Certifikátu kvora" (QC) → Bob vysílá QC všem uzlům, které potvrdí, že jej obdržely, zasláním zprávy 3. vedoucímu (Charliemu), který tato potvrzení agreguje. Vzhledem k tomu, že se atestace týkají kontroly kvality, nazýváme tuto novou kontrolu kvality QC-on-QC. → Charlie pošle QC-on-QC všem. Po obdržení QC-on-QC každý ví, že Alicin blok byl dokončen.

5/7 Zřetězení Ve výše uvedeném příběhu Bob a Charlie pouze rozesílají QC nebo QC na QC, ale ve skutečnosti jsou návrhy zřetězené: Bobova zpráva obsahuje jak QC pro Alicin blok, tak i obsah nového bloku. Charlieho zpráva obsahuje QC pro Bobův blok (což je QC-on-QC pro Alicin blok) a také obsahuje transakce pro nový blok. Když validátoři posílají potvrzení Bobovy zprávy, potvrzují jak platnost Bobova bloku, tak platnost QC. Toto zřetězení zvyšuje propustnost sítě, protože každý slot je vyroben nový blok.

6/7 Raptorcast: Blokový promotační protokol Monad MonadBFT vyžaduje, aby vedoucí zasílal návrhy bloků každému validátoru. Bloky však mohou být poměrně velké: 10 000 transakcí/s * 200 bajtů/tx = 2 MB/s. Přímé odesílání na 200 validátorů by vyžadovalo 400 MB/s. V ideálním případě by validátory neměly mít tak velkou šířku pásma pro nahrávání. Zde přichází na řadu Raptorcast. → Bloky jsou kódovány vedoucím (kódování výmazu znamená, že zpráva je rozdělena na sadu bloků a lze ji dekódovat z dostatečně velké podmnožiny těchto bloků) → Lídr rozdělí různou sadu chunků všem validátorům v síti (validátoři s vyššími sázkami dostávají proporcionálně více) → Každý validátor znovu vysílá své bloky všem ostatním validátorům v síti Tímto způsobem je celá šířka pásma sítě využita k navrhování blokových návrhů.