TON: Thiết kế Blockchain có khả năng xử lý đồng thời cao và khả năng mở rộng cao

TON là một mạng lưới tính toán phi tập trung, bao gồm một chuỗi chính và nhiều thành phần. Nó ban đầu được phát triển bởi một nhóm và hiện được duy trì bởi cộng đồng người đóng góp độc lập trên toàn cầu. Năm 2017, nhóm phát triển bắt đầu khám phá các giải pháp blockchain, và do không có chuỗi khối L1 nào hiện có có thể hỗ trợ cơ sở người dùng khổng lồ của họ, họ đã quyết định thiết kế chuỗi khối riêng của mình. Năm 2018, nhóm đã phát động bán token. Năm 2020, do các vấn đề về quy định, nhóm phát triển ban đầu đã rút lui khỏi dự án, một phần các nhà phát triển mã nguồn mở đã tiếp quản kho mã, đổi tên thành The Open Network và tiếp tục phát triển.

Là một môi trường thực thi phi tập trung, TON phải đối mặt với vấn đề yêu cầu đồng thời cao và khối lượng dữ liệu khổng lồ. Hiện tại, các blockchain hiệu suất cao khác chỉ đạt tối đa TPS khoảng 65000, khó đáp ứng nhu cầu TPS lên tới triệu. Thêm vào đó, khi quy mô ứng dụng mở rộng, khối lượng dữ liệu phát sinh rất lớn, trong khi blockchain là một hệ thống phân tán cực kỳ dư thừa, yêu cầu mỗi nút lưu trữ dữ liệu hoàn chỉnh là không thực tế.

Để giải quyết những vấn đề này, TON đã thực hiện hai cải tiến đối với các giao thức blockchain phổ biến:

1. Áp dụng thiết kế hệ thống "mô hình phân đoạn vô hạn" để giải quyết vấn đề dữ liệu dư thừa, chứa đựng dữ liệu lớn, giảm bớt nút thắt hiệu suất.

2. Giới thiệu môi trường thực thi hoàn toàn song song dựa trên mô hình Actor, nâng cao đáng kể TPS của mạng.

3. Cấu trúc chuỗi nhiều lớp

Cấu trúc chuỗi bốn lớp trong TON bao gồm:

• Chuỗi tài khoản: đại diện cho một chuỗi giao dịch liên quan đến một tài khoản nào đó. Thông thường là một khái niệm ảo, khó có khả năng tồn tại độc lập.

• Chuỗi phân đoạn: thực thể cấu thành, là một tập hợp các chuỗi tài khoản.

• Chuỗi công việc: Chuỗi phân đoạn có quy tắc tùy chỉnh, như chuỗi công việc dựa trên EVM. Thành viên cộng đồng có thể tạo chuỗi công việc của riêng mình, nhưng cần phải trả mức phí cao và nhận được sự chấp thuận của 2/3 số phiếu của các xác thực viên.

• Chuỗi chính: Chịu trách nhiệm về tính cuối cùng của tất cả các chuỗi phân đoạn. Khi giá trị băm của khối chuỗi phân đoạn được hợp nhất vào khối chuỗi chính, khối chuỗi phân đoạn và tất cả các khối cha của nó được coi là có tính cuối cùng.

Đặc điểm của mạng TON:

• Phân đoạn động: Tự động chia nhỏ và hợp nhất chuỗi phân đoạn để phù hợp với sự thay đổi tải, khối mới được tạo nhanh chóng, giao dịch không phải chờ đợi lâu.

• Tính mở rộng cao: Hỗ trợ số lượng phân đoạn gần như vô hạn thông qua mô hình phân đoạn vô hạn, lý thuyết có thể đạt tới 2 mũ 60 chuỗi công việc.

• Tính tự thích ứng: Khi tải trọng một phần của mạng tăng lên, chia nhỏ thêm nhiều phân đoạn để xử lý; khi tải trọng giảm, hợp nhất các phân đoạn để nâng cao hiệu quả.

Vấn đề giao tiếp chuỗi chéo và giải pháp:

TON sử dụng "thuật toán định tuyến siêu khối" để thực hiện phát hiện định tuyến truyền thông liên chuỗi, đảm bảo rằng thông điệp được truyền tải theo con đường ngắn nhất, nâng cao hiệu quả truyền thông. Đồng thời, TON đưa ra giải pháp kỹ thuật lạc quan, người dùng có thể cung cấp chứng minh hợp lệ cho một con đường định tuyến nào đó, các nút có thể trực tiếp công nhận độ tin cậy của thông điệp.

Cấu trúc địa chỉ TON bao gồm hai phần: (workchain_id, account_id), trong đó workchain_id được mã hóa theo thuật toán định tuyến hypercube.

Thuật toán đồng thuận:

TON áp dụng phương thức BFT + PoS, bất kỳ staker nào cũng có cơ hội tham gia vào việc đóng gói khối, hợp đồng quản trị được bầu cử sẽ ngẫu nhiên chọn ra một nhóm xác thực từ tất cả Stakers sau một khoảng thời gian, những người được chọn sẽ đóng gói khối bằng thuật toán BFT, những ai phạm lỗi hoặc ác ý sẽ bị phạt, ngược lại sẽ nhận được phần thưởng.

Hợp đồng thông minh dựa trên mô hình Actor và môi trường thực thi hoàn toàn song song:

TON áp dụng tư duy thiết kế từ dưới lên, sử dụng mô hình Actor để tái cấu trúc hợp đồng thông minh và cách thực thi của nó, đạt được việc thực thi hoàn toàn song song. Các giao thức blockchain chính thống thường là môi trường thực thi tuần tự đơn luồng, trong khi TON thông qua mô hình Actor, cho phép hợp đồng thông minh thực thi độc lập, không phụ thuộc vào dữ liệu bên ngoài, xử lý tin nhắn song song.

Phân tích lớp dữ liệu:

Năm 2024, TON với thiết kế độc đáo và hiệu suất cao đã thu hút sự chú ý của nhiều người dùng và nhà đầu tư. Giá token của nó trong một thời gian ngắn đã tăng từ khoảng 2,72 USD vào đầu năm lên 4,38 USD, và vốn hóa thị trường đã tăng từ 9,5 tỷ USD lên 15,5 tỷ USD.

Tổng lượng khóa (TVL): Tính đến tháng 4 năm 2024, TVL của TON gần 4,5 triệu đô la Mỹ, cho thấy sức hấp dẫn mạnh mẽ của hệ sinh thái của nó.

Nguyên nhân giá tăng vọt:

Theo báo cáo, giá TON tăng vọt chủ yếu nhờ vào việc tích hợp thêm vào một ứng dụng liên lạc nào đó vào năm 2024. Ứng dụng này đã thông báo rằng các chủ kênh sẽ nhận được doanh thu quảng cáo qua token TON, điều này đã tăng thêm tính hữu dụng quan trọng cho token. Hơn nữa, token còn được sử dụng để mua quảng cáo trong ứng dụng, tên người dùng và số điện thoại, đăng ký dịch vụ cao cấp, cũng như cho các hoạt động quà tặng kênh.