Como o Monad atinge alto desempenho? Um mergulho aprofundado em sua arquitetura técnica principal

Atualmente, no ecossistema de blockchain, os gargalos de desempenho são um dos principais entraves para a adoção em larga escala. Com o avanço de DeFi, jogos on-chain, SocialFi e aplicações de negociação de alta frequência, o congestionamento das redes, as taxas de gas voláteis e os atrasos nas transações tornaram-se cada vez mais frequentes. Sem uma arquitetura capaz de suportar alta concorrência e baixa latência, as aplicações Web3 não conseguem entregar uma experiência comparável à do Web2. Por isso, blockchains públicas de alto desempenho vão além de simples melhorias técnicas: elas constituem a infraestrutura essencial para a adoção em massa.

Este artigo apresenta uma análise estruturada da arquitetura técnica central da Monad. Explicamos como a rede atinge mais de 10.000 TPS por meio de execução paralela de transações, do mecanismo de consenso MonadBFT, de um modelo de execução assíncrona e da otimização do banco de dados de estado. O texto também compara a Monad ao Ethereum e a outras redes Layer1 de alto desempenho, além de explorar possíveis caminhos de evolução futura. O objetivo é oferecer uma visão clara da lógica de engenharia por trás do desempenho superior da Monad.

Por que o desempenho da blockchain se tornou o principal gargalo

O desempenho em sistemas blockchain costuma ser avaliado em três aspectos: TPS, tempo de confirmação e custo de transação. A maioria das cadeias compatíveis com EVM, incluindo o Ethereum, utiliza um modelo de execução serial no qual as transações são processadas estritamente uma após a outra. Embora isso assegure determinismo e consistência, limita drasticamente a capacidade de processamento.

Com a expansão de ecossistemas como DeFi, NFTs e games Web3, as interações dos usuários se multiplicaram. Isso resultou em congestionamentos frequentes, elevação das taxas de gas e atrasos mais longos nas transações. Esses problemas afetam diretamente a experiência do usuário e reduzem a vitalidade do ecossistema.

Mecanismos de consenso tradicionais, como Proof of Work ou modelos BFT seriais, também apresentam dilemas inerentes entre segurança e desempenho. Por isso, aumentar o throughput e reduzir o tempo de finalização sem perder descentralização e segurança tornou-se um dos focos centrais da engenharia blockchain.

Visão geral da arquitetura técnica da Monad

Projetada como uma blockchain Layer1 de alto desempenho compatível com EVM, a arquitetura da Monad é composta por várias camadas essenciais:

1. Execução paralela de transações: identifica transações sem conflitos e as processa simultaneamente.
2. Mecanismo de consenso MonadBFT: protocolo BFT otimizado que determina rapidamente a ordem das transações e propostas de blocos.
3. Execução assíncrona e adiada: desacopla consenso da execução, acelerando o processamento dos blocos.
4. Camada de compatibilidade EVM e banco de dados de estado MonadDB: suporta bytecode EVM nativo e reduz as exigências de hardware.

Com a integração desses componentes, a Monad alcança mais de 10.000 TPS e reduz o tempo de finalização de bloco para cerca de 0,8 a 1 segundo, superando diversas cadeias existentes.

Como a execução paralela de transações aumenta o throughput

Nas cadeias EVM tradicionais, as transações são executadas de forma serial, ou seja, cada uma precisa aguardar a anterior, mesmo que não interajam com o mesmo estado. Um dos principais diferenciais da Monad é o modelo de execução paralela.
Esse ganho de eficiência é possível graças a:

• Análise dinâmica de dependências: antes da execução, o sistema avalia como as transações interagem com o estado para identificar quais não conflitam.
• Threads de execução paralela: as transações sem conflito são distribuídas entre múltiplos threads e processadas ao mesmo tempo.
• Mecanismo de retentativa de conflitos: se duas transações acessam o mesmo estado e entram em conflito, apenas a parte conflitante é reprocessada, sem reexecutar todo o bloco.

Na prática, o processamento de transações passa de uma pista única para uma rodovia de múltiplas faixas, aumentando drasticamente o throughput. A capacidade teórica pode superar 10.000 TPS.

Como o MonadBFT otimiza o desempenho da rede

Em sistemas distribuídos, o consenso garante que todos os nós concordem sobre a ordem das transações. A Monad utiliza o MonadBFT, um mecanismo de consenso Bizantino leve e eficiente, inspirado no HotStuff e ainda mais otimizado para reduzir rodadas de comunicação e latência de validação.
São destaques desse modelo:

• Complexidade linear de mensagens: enquanto muitos BFTs tradicionais exigem várias rodadas de comunicação, o MonadBFT reduz a sobrecarga no caminho otimista.
• Finalidade previsível: transações alcançam finalização rapidamente em um único slot, tornando-se irreversíveis em pouco tempo.
• Desacoplamento da execução: o consenso apenas ordena as transações, enquanto a execução é feita pelo motor paralelo, evitando que atrasos bloqueiem a confirmação do bloco.

Essas melhorias permitem que a Monad aumente o desempenho sem abrir mão das garantias de segurança descentralizada.

Execução assíncrona e mecanismo de processamento de blocos

A arquitetura da Monad vai além da otimização em nível de execução ao adotar mecanismos de execução assíncrona e adiada.
Os princípios básicos são:

• Consenso primeiro, execução depois: durante o consenso, apenas a ordem das transações é definida, e a execução não ocorre de imediato.
• Pipeline de execução assíncrona: execução e consenso avançam em paralelo, permitindo que a próxima rodada de consenso não dependa da execução completa da rodada anterior.

Esse design acelera o throughput do sistema, pois a execução deixa de ser um gargalo para o consenso. Combinada ao processamento paralelo, essa abordagem proporciona desempenho excepcional.

Como a Monad mantém a compatibilidade EVM e aumenta a velocidade

A compatibilidade com EVM é vital para a adoção do ecossistema, já que a maior parte dos contratos inteligentes e ferramentas de desenvolvimento seguem esse padrão. A Monad garante essa compatibilidade por meio de diferentes estratégias:

• Execução nativa de bytecode EVM: contratos Solidity existentes podem ser implantados sem alterações.
• Suporte às APIs padrão Ethereum RPC: desenvolvedores mantêm o uso de ferramentas familiares como MetaMask e Hardhat.
• Otimização do banco de dados de estado com MonadDB: o sistema de armazenamento foi redesenhado para permitir leituras e gravações paralelas mais eficientes.

Esse equilíbrio entre compatibilidade e desempenho reduz os custos de migração para desenvolvedores e ainda entrega ganhos substanciais de velocidade.

Diferenças técnicas em relação ao Ethereum e outras redes Layer1 de alto desempenho

Enquanto o Ethereum adota execução serial e confirmações mais lentas, a execução paralela e o consenso ágil da Monad são mais adequados para cenários de alto throughput. Em comparação a outras redes Layer1 de alto desempenho, como Solana, a Monad mantém compatibilidade total com EVM, superando desafios de migração e ferramentas enfrentados por cadeias não EVM.

Ao contrário das soluções Layer2 do Ethereum, a Monad dispensa pontes cross-chain ou validadores externos. Como rede Layer1 independente, oferece throughput elevado e baixa latência diretamente, mantendo interoperabilidade com o ecossistema EVM.

Possíveis direções futuras de evolução para a Monad

Para o futuro, a evolução técnica da Monad pode se concentrar em áreas como:

• Algoritmos de análise de dependências mais avançados: para reduzir ainda mais conflitos e custos de retentativa.
• Suporte a ambientes de execução heterogêneos: ampliando o processamento paralelo entre diferentes máquinas virtuais ou linguagens.
• Interoperabilidade cross-chain aprimorada: facilitando transferências de dados e ativos com grandes ecossistemas.
• Aprimoramento da cadeia de ferramentas de segurança: reforçando proteção e análise estática contra ataques do tipo MEV.

Essas inovações podem elevar ainda mais o desempenho, a segurança e a diversidade do ecossistema.

Conclusão

O desempenho superior da Monad resulta da soma de execução paralela, consenso otimizado, arquitetura assíncrona e compatibilidade total com EVM. Ao superar as limitações da execução serial, a Monad proporciona throughput de mais de 10.000 TPS e finalização em menos de um segundo. Para aplicações que exigem alta performance e baixa latência sem abrir mão da compatibilidade, a Monad é um modelo arquitetônico de referência e pode impulsionar a próxima geração de infraestrutura blockchain.