自比特币诞生以来,区块链技术已经经历了十余年的发展。然而,随着区块链应用场景的不断拓展,人们对区块链性能的要求也越来越高。以太坊作为最广泛使用的智能合约平台,其性能瓶颈日益凸显,高昂的交易手续费和频繁的网络拥堵,使得开发者和用户迫切需要更高性能的区块链。这促使了一系列高速链的诞生。
以太坊在 2020 年牛市中迎来了大量用户，DeFi 之夏更是开启了新的应用场景。然而，随着用户量和交易需求的爆发式增长，以太坊的手续费也水涨船高，普通用户几乎无法承担日常转账的高昂成本。这一现状与人们对去中心化金融体系的美好憧憬形成了鲜明对比。
在这样的大背景下，高性能链 1.0 应运而生。它们通过优化共识机制和提升节点硬件要求，将性能提升了 1-2 个数量级。如今，许多耳熟能详的主流区块链，如 Avalanche、Polygon、BSC、Fantom 等，都是在那个时期奠定了发展基础。
尽管性能获得了可观的提升，但与现实世界的金融系统相比，区块链的性能差距依然明显。对于社交、游戏等新兴应用场景而言，高性能链 1.0 仍显力不从心，无法完全实现去中心化金融的宏伟蓝图。
为了进一步推动区块链技术的大规模应用，高性能链 2.0 孕育而生。它们将目光投向了为去中心化而生，却性能有限的 EVM (以太坊虚拟机)。CosmWASM、MoveVM、SVM 等新一代高性能虚拟机相继推出。这些虚拟机在设计之初就以性能为核心诉求，虽然牺牲了与 EVM 的兼容性，但推动了区块链性能进入了全新的时代。
时光飞逝，转眼来到 2023 年。纵观过去几年，扩容始终是区块链领域的主旋律。今年，Layer2 扩容方案迎来了收获的季节。用户终于用上了比以太坊更便宜、但安全性依然由以太坊保证的 Layer2 网络。然而，当下一轮牛市来临时，我们仍难以实现渴望已久的去中心化金融愿景。EVM 兼容链中，尚无一例能达到万级 TPS; 而 Layer2 在手续费和性能上，与 Solana 这样的公链仍有不小差距。就在此时，Monad 作为高性能链 3.0 的领军者横空出世，力图重振 EVM 的荣光。
高性能链 3.0 的技术革新，主要集中在执行层。Monad 在执行层引入了交易并行化、更高效的数据库、更快的内存和网络 IO 等创新。同时，它还继承了高性能链 1.0 在共识层的各项改进。在保证 EVM 兼容性的前提下，Monad 的性能得到了大幅提升，可达到 10 万 - 100 万 TPS 量级，标志着区块链性能优化进入了新的里程碑。
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为了重振 EVM 的荣光，Monad 在兼容 EVM 的前提下，力求将 TPS 提升至 10k 量级。为实现这一目标，Monad 在执行层和共识层都进行了创新。
Monad 深入研究了近年来 BFT 领域的各项创新成果，并巧妙地融合出了最适合自身的共识机制 —— MonadBFT。
MonadBFT 是一种高性能共识机制，即使在部分同步且存在拜占庭参与者的情况下，也能就交易排序达成一致。它集成了 HotStuff、Jolteon、DiemBFT、Fast-HotStuff 等方案中的精华，通过在 Leader 超时情况下利用二次通信复杂度，将共识轮次从三轮减少到了两轮。
MonadBFT 采用了流水线式的两阶段 BFT 算法。在正常情况下，通信开销是线性的；在超时情况下，通信开销为二次方。与大多数 BFT 算法类似，MonadBFT 的通信也是分阶段进行的：在每个阶段，Leader 向投票者发送签名消息，投票者则向下一个 Leader 发送签名响应。得益于流水线设计，第 k 个区块的法定人数证书 (QC) 或超时证书 (TC) 可以搭载在第 k+1 个区块的提案上，从而提升了共识效率。
MonadBFT 还引入了 BLS 多重签名方案。尽管 BLS 签名比 ECDSA 签名速度稍慢，但 BLS 签名可以增量聚合为一个签名，大大节省了证书的存储空间。因此，MonadBFT 采用了一种混合签名方案：BLS 签名仅用于可聚合的消息类型 (如投票和超时), 而 ECDSA 签名则用于保证消息的完整性和真实性。
MonadBFT 的另一项创新，是巧妙地应用了交易哈希 (Transaction Hashing) 技术。