TON新生:The Open Network的技術進步與未來展望

作者:cynicsong.eth 來源:mirror

TON往事

2018年,Telegram創辦人Durov 兄弟開始探索適用於Telegram的區塊鏈解決方案。當時沒有區塊鏈能夠支援Telegram的億級用戶群,因此他們決定設計自己的Layer 1 鏈,取名為Telegram Open Network,簡稱TON。

數月後,透過對TON原生代幣$Grams的ICO,TON募集到超17億美金。 2019年。 Telegram團隊陸續發布了相關文檔,並先後啟動了兩個測試網。

2019年10月,美國證券交易委員會(SEC) 起訴Telegram,指控進行未經註冊的證券發行。 Telegram團隊暫停了TON的主線上線,並最終在與SEC的鬥爭中選擇了放棄,停止TON的開發並將ICO資金退還給投資者。

2020-2021年,NewTON團隊以開源資料為基礎,重啟了對TON的開發。 2021年5月社區投票決定將長期穩定運作的測試網2更名為Mainnet。 NewTON 團隊也更名為TON 基金會,作為非營利社區支持和發展TON。

這就是現在我們所熟悉的TON,全稱為The Open Network。

Of the Network

從故事的最開始,TON就是針對具有龐大用戶數量的社群網路所建構的,TON Blockchain是Telegram的區塊鏈。回到當時,在陳舊的技術體系下,主流區塊鏈的TPS無法獲得有效提升,如何能夠承載Telegram億級的用戶數量與可能產生的每秒數百萬比交易?

TON團隊的想法是,單一區塊鏈的TPS只能達到每秒數十次,那為什麼不多建幾條鏈呢? TON使用分片技術,將處理交易的工作水平地分攤到多條鏈上,構建一個由多條區塊鏈組成的區塊鏈網絡,稱為blockchian of blockchains。

具體而言,TON Blockchain採用了金字塔型的三層架構,每層容納一類區塊鏈,分別為masterchain、workchain與shardchain。

Masterchain是TON Blockchain協調工作的中樞,只有唯一一條。此鏈包含了協議的參數、Validators集合以及對於的share,目前工作的Workchains及下屬Shardchains。下層的鏈會將其最新的區塊雜湊提交至Masterchain,以便當下層鏈需要發生跨鏈的訊息讀取時,能夠確定最新狀態。

Masterchain起到的是協調、錨定作用,而真正進行工作的,是一條條Workchain,系統最高可容納2^32條Workchains。每條Workchain在符合互通性標準的前提下,可以靈活地自訂規則,例如地址格式、交易類型、原生代幣、智慧合約虛擬機器等。值得注意的是,Workchain只是一個虛擬的概念,它作為Shardchains的集合存在,而不存在實體。

為提升處理效率,每個Workchain回進一步分割為分片Shardchains,最高可達2^60。 Shardchain遵守Workchain所訂下的規則,將工作水準分攤到所有的Shardchain中,每個Shardchain僅為所有帳戶集合中的一部分服務。

對於通常的分片,分片是自頂向下的,劃分條件往往是帳戶地址的前綴。例如,如果將Workchain平均分成256個分片,那麼以0x00, 0x01, …… 0xFE, 0xFF為地址前綴的帳戶,將被分到不同的Shardchain中。而在TON的分片機制中,分片是自底向上的動態過程,更合適的想像是首先將每個帳戶作為一條Shardchain,再根據他們之間的聯繫組合成更大的Shardchain,以保證每條Shardchain具備足夠的交易數量。

此時我們再回顧TON Blockchain的架構圖,看上去是否與網路架構有幾個相似之處?我們有理由相信,做網路出身的Durov兄弟在進行TON的設計時,就是受到了網路架構的啟發。在最初始的情況下,每個網路設備作為單點獨立工作(每個帳戶作為一條Shardchain),由於部分網路設備之間的交流很頻繁,於是將其組合為一個區域網路(從單點Shardchain組合為更大的Shardchain),不同區域網路之間借助上層節點交流(Shardchain之間透過Masterchain進行互通)。

TON Blockchain,其實就是另一種形式的網絡,此為TON of the network。

By the Network

區塊鏈作為分散式系統,各節點之間需要透過P2P網路進行通信,而不能透過中心化伺服器以及CS架構進行通訊。對於Bitcoin、Ethereum這樣的單體區塊鏈而言,透過gossip協議傳播區塊與交易就能夠滿足需求,但是對於TON而言,多鏈架構對網路協議提出了更高的要求。

TON節點之間使用Abstract Datagram Network Layer (ADNL)進行資料傳輸,ADNL對傳統的TCP/IP分層架構中的網路層進行了抽象化。為了方便識別身份,節點之間不需要考慮IP位址,而是利用抽象網路位址(Abstract Network Address)進行通訊。該位址是一個256位元整數,是基於ECC公鑰以及其他參數的雜湊值,便於節點之間的通訊加解密,這為不同Shardchain之間的分割提供了基礎。

TON使用Kademlia Distributed Hash Table (DHT)來定位網路中的其他節點,當客戶端需要提交交易至某Shardchain的Validator,就可以透過Key在DHT中查找,取得Validator的位置。

最關鍵的部分在於Overlay網路。由於不同Shardchain各自為政,不關心也沒有能力處理其他Shardchain上的交易,所以需要在TON Network內部為每個Shardchain構建Overlay子網絡,對希望參與通信的節點開放,Overlay網絡內部通過基於ADNL的gossip協議進行通信。

靠著獨特的網路協定設計,尋址、傳輸、應用分別敲定,TON得以實現無限分片方案,獲得超高的TPS,此為TON by the network。

For the Network

在現今「萬鏈齊發」的時代,一條公鏈想要脫穎而出,必須揚長避短,突顯自己的優勢,Ethereum的優勢在於TVL與應用生態,Solana的優勢在於其龐大的開發者生態,Arbitrum的優勢在於其技術的可靠性與營運能力,那麼TON的優勢是什麼?在各種擴容方案成熟落地,「高性能」不再是決定鏈成敗的關鍵因素時,TON如何維持生態的活躍度?

答案是網絡,一是社交網絡,另一是網絡服務。

從社群網路的層面來看,只需考慮使用者使用Telegram時有哪些需求。 Telegram上有大量進出口貿易,於是有了TON payment,內建於Telegram的錢包更是降低了使用門檻;用戶之間有展示藝術美學的需求,TON NFT就是很好的社交工具;與好友共同遊戲是最快樂的事情,所以GameFi能夠透過社群網路進行快速裂變。

網路服務更是TON的老本行,傳統網路的一切都被TON重新做了一遍,稱為網路的未來。匿名的eSIM實現了Telegram創始時的理想:一個保護隱私的社交網絡;TON域名提高了可讀性,讓用戶能夠在TON網絡中更輕鬆找到彼此;TON網址、TON代理、TON WWW希望為所有人提供去中心化、安全、可靠的互聯網;TON儲存是Torrent的升級版,用去中心化儲存保證用戶資料的安全。

TON使用區塊鏈技術不只是為了獲得資金,而是希望藉助區塊鏈建立一個更去中心化、安全、可靠的互聯網,此為TON for the network。

結語

可惜的是,從目前TON生態的活躍程度來看,似乎沒有太多用戶需要一個更去中心化、安全、可靠的網路。這也是目前所有區塊鏈專案所面臨的問題,大多數人進入區塊鏈生態是為了淘金,而不是真正需要去中心化的服務,如果沒有造富效應,專案很難獲得持續的關注。

所幸TON生態並不缺錢,TON已經成立了數億美元規模的生態基金,用於投資和孵化TON生態內的項目。依靠整個Web3世界最大的月活用戶量,我們有理由相信未來TON生態將迎來爆發,值得持續關注。

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