TON: Дизайн Блокчейна с высокой производительностью и высокой масштабируемостью

TON является децентрализованной вычислительной сетью, которая включает в себя основную цепочку и несколько компонентов. Он был первоначально разработан командой, а в настоящее время поддерживается сообществом независимых участников со всего мира. В 2017 году команда разработчиков начала исследовать решения на основе Блокчейн, и поскольку не существовало подходящей L1 Блокчейн, способной поддержать их огромную пользовательскую базу, они решили разработать собственный Блокчейн. В 2018 году команда начала продажу токенов. В 2020 году, из-за проблем с регулированием, первоначальная команда разработчиков вышла из проекта, часть разработчиков с открытым исходным кодом взяла на себя кодовую базу, переименовав его в The Open Network, и продолжила разработку.

В качестве децентрализованной среды выполнения TON необходимо сталкиваться с проблемами высокой конкурентной нагрузки и огромного объема данных. В настоящее время максимальная TPS других высокопроизводительных Блокчейнов составляет всего около 65000, что затрудняет поддержку требований на уровне миллиона TPS. Кроме того, с увеличением объема приложений объем генерируемых данных становится огромным, а Блокчейн, как крайне избыточная распределенная система, требует от каждого узла хранения полных данных, что является нереалистичным.

Чтобы решить эти проблемы, TON внес две оптимизации в основные протоколы блокчейна:

1. Использование системы проектирования "бесконечной схемы фрагментации" для решения проблемы избыточности данных, обработки больших данных и снижения узких мест в производительности.

2. Введение полностью параллельной среды выполнения на основе модели Actor значительно повысит TPS сети.

3. Многоуровневая цепочная структура

Четырехуровневая структура цепочки в TON включает:

• Учетная цепочка: представляет собой цепочку транзакций, связанных с определенным аккаунтом. Обычно это виртуальная концепция, которая вряд ли может действительно существовать отдельно.

• Шардинг: фактическая составная единица, представляющая собой набор цепочек аккаунтов.

• Рабочая цепь: шардированная цепь с настраиваемыми правилами, такая как рабочая цепь на основе EVM. Члены сообщества могут создавать свои собственные рабочие цепи, но должны заплатить высокую цену и получить одобрение 2/3 голосов валидаторов.

• Главная цепочка: отвечает за окончательность всех цепочек фрагментов. Как только хэш-значение блоков цепочки фрагментов объединяется в блок главной цепочки, блоки цепочки фрагментов и все их родительские блоки считаются окончательными.

Особенности сети TON:

• Динамическое шarding: автоматическое разделение и объединение шардов для адаптации к изменениям нагрузки, быстрое создание новых блоков, транзакции без длительных ожиданий.

• Высокая масштабируемость: поддерживает практически неограниченное количество шардов благодаря бесконечной парадигме шардирования, теоретически достигая 2 в 60 степени рабочих цепочек.

• Адаптивность: при увеличении нагрузки на определенную часть сети происходит более тонкая сегментация для обработки фрагментов; при снижении нагрузки фрагменты объединяются для повышения эффективности.

Проблемы и решения межсетевого общения:

TON использует "алгоритм маршрутизации гиперкуба" для реализации маршрутизации межсетевых сообщений, обеспечивая передачу сообщений по кратчайшему пути и повышая эффективность связи. В то же время TON предлагает оптимистичное техническое решение, позволяющее пользователям предоставлять действительное доказательство для определенного маршрута, что позволяет узлам непосредственно признавать надежность сообщения.

Структура адреса TON состоит из двух частей: (workchain_id, account_id), где workchain_id закодирован по алгоритму маршрутизации гиперквадратов.

Алгоритм согласования:

TON использует метод BFT+PoS, любой стейкер имеет возможность участвовать в упаковке блоков, выборы управляющего контракта каждые несколько периодов случайным образом выбирают группу валидаторов из всех стейкеров, выбранные участники упаковывают блоки с помощью алгоритма BFT, ошибки или злонамеренные действия наказываются, в противном случае они получают вознаграждение.

Умные контракты на основе модели Actor и полностью параллельная исполняющая среда:

TON использует подход проектирования «снизу вверх», применяя модель Actor для реконструкции смарт-контрактов и их методов выполнения, обеспечивая полное параллельное выполнение. Основные протоколы Блокчейн чаще всего имеют однопоточную последовательную среду выполнения, в то время как TON, используя модель Actor, позволяет смарт-контрактам выполняться независимо, не полагаясь на внешние данные, и обрабатывает сообщения параллельно.

Анализ уровня данных:

В 2024 году TON привлек внимание множества пользователей и инвесторов благодаря своему уникальному дизайну и высокой производительности. Цена его токена за короткое время выросла с примерно 2,72 доллара в начале года до 4,38 доллара, а рыночная капитализация увеличилась с 9,5 миллиарда долларов до 15,5 миллиарда долларов.

Общая заблокированная стоимость (TVL): на апрель 2024 года TVL TON составляет почти 450 миллионов долларов, что демонстрирует сильную привлекательность его экосистемы.

Причины резкого роста цен:

Согласно отчетам, резкий рост цены TON в основном обусловлен его дальнейшей интеграцией в одно из коммуникационных приложений в 2024 году. Это приложение объявило, что владельцы каналов будут получать доход от рекламы через токены TON, что придает токену значительную полезность. Кроме того, токены также используются для покупки рекламы в этом приложении, имен пользователей и номеров, подписки на премиум-сервисы, а также для розыгрышей на каналах.