TON 提出了一種可擴充套件的多鏈區塊鏈架構,並準備了多個基礎網路設施,擬支援透過各種鏈上服務,以實現使用者友好的介面,並支援各種加密貨幣和各種應用程式。
TON Blockchain:去中心化的 PoS 多鏈網路。使用“區塊中的區塊鏈概念”設計多鏈分片構架。
TON Storage:類 IPFS 的去中心化儲存技術。
TON Proxy:匿名代理和隱藏節點的身份和 IP 地址
TON Services:提供第三方 app 的互動介面協議。
TON DNS:時下流行的去中心化的網路名稱服務。
TON Payments:類似 Libra 的網路支付通道。
TON區塊鏈網路
· 主鏈(masterchains)
主鏈用來儲存 TON 協議、TON 初始化引數等基本資訊,也包含驗證節點名單和驗證節點的 stake 記錄。
由於 TON 是多鏈網路,工作鏈和分片鏈的最新區塊 hash 也都會包含在最新的主鏈區塊上。
· 工作鏈(workchains)
主鏈最多可生成2^32條工作鏈。只需支付主鏈的交易費用 + 滿足2/3的驗證節點支援,即可建立新的工作鏈。
每條工作鏈可分管不同的虛擬機器、賬戶地址格式、交易資料格式和基礎代幣等。工作鏈會有自己的基礎代幣和在其協議之上建立的代幣,可將每條工作鏈視為一個獨立的DApp。
· 分片鏈(shardchains)
工作鏈最多可拆分為2^60條分片鏈。分片鏈可以儲存智慧合約和各類賬戶格式資訊,同一工作鏈下的分片鏈使用相同的區塊結構和生成規則、包括賬戶生成格式。
· 垂直區塊鏈(Vertical-blockchain)
TON 的區塊鏈分為主鏈、工作鏈和分片鏈三層網路。主鏈上若干個區塊儲存了不同的區塊鏈協議,根據這些協議又獨立執行著不同的區塊鏈。這樣的三層架構設計即為“區塊中的區塊鏈(block blockchain)”或“垂直區塊鏈(vertical blockchain)”。
為了更加形象地表示 TON 的垂直區塊鏈網路,我們可以將 TON 網路分為三層:
第一層:TON 主鏈,可視為類似比特幣的公鏈,Gram 即為 BTC。
第二層:在主鏈上標記了若干個區塊,分別儲存不同的協議。譬如 LTC 區塊、ETH 區塊、XRP 區塊,這些區塊組成的第二層網路稱為工作鏈。
第三層:根據不同的協議,每一個區塊上執行著一條區塊鏈,譬如 LTC 鏈、ETH 鏈和 XRP鏈。由此引申出了第三層網路稱為分片鏈。
最後,所有分片鏈上的區塊統一雜湊後的值記錄為主鏈的區塊雜湊值。這就是TON“垂直區塊鏈”和“緊密耦合”屬性。
· 出塊間隔
主鏈每5s生成新區塊,但主鏈區塊會在所有分片鏈新塊生成後大約1s生成,這是為了包含所有分片鏈最新區塊的 hash。
· 無限分片正規化( Infinite Sharding Paradigm)
每個分片鏈只包含一個賬號或者智慧合約,以此 TON 擁有大量的賬戶鏈描述賬戶的狀態和交易資訊。這樣的模型定義稱為無限分片正規化。
所以傳統區塊鏈是自上而下的(up-bottom),而 TON 網路是自下而上(bottom-up)的模型。
· 緊密耦合與鬆散耦合(Close-coupled vs Tightly-coupled)
一旦分片所有雜湊被合併寫入主鏈區塊中,分片的區塊及其父塊被認為是一致的,且分片鏈上的區塊包含最新的主鏈雜湊值。一般認為,主鏈上引用的分片鏈的雜湊是不變的。
參考 EOS 系統上需要20個區塊確認後才會認為區塊資訊的不可逆轉,可以稱為鬆散耦合。 TON 的區塊生成即不可逆的能力定義為緊密耦合。
· TON 的節點角色
TON 團隊旨在打造人人可參與的 PoS 公鏈,為了兼顧去中心化和效能,TON 的鏈上治理設計了多個角色:
Validators 驗證節點
驗證節點可以互相檢查新塊的有效性,發現無效區塊後,負責簽名的驗證節點會收到部分或全部 staketoken 丟失的懲罰,也可能失去一段時間的 stake 資格。
Nominator 提名節點
提名節點可以指定驗證節點,做出加權的投票。提名節點可以獲得驗證節點的 staking 收益分成,同時也需分擔驗證節點 slashtoken 的風險。
Fisherman 漁夫節點
漁夫節點可以透過驗證無效的區塊獲得收益。在主鏈抵押少量的 Grams,即可成為漁夫節點。
Collator 校驗節點
校驗節點負責向驗證節點(validator)提交新的分片候選區塊,填補區塊和相鄰區塊的資料,並提供相應的默克爾證明(Merkle Proofs)。這樣驗證節點無需下載分片鏈的完整狀態也可以驗證候選區塊的有效性。同時,驗證節點會分配部分割槽塊收益提供給校驗節點。
透過這種形式,驗證節點可以將提交候選區塊的工作外包給校驗節點來避免和降低檢查相鄰分片區塊的必要性。
總結
未來,各類 DApp 將會在 TON 主網上執行,而 Telegram 可能會成為 TON 的首個 DApp。
目前看來,Libra 引發的社交+支付的模式將成為區塊鏈技術應用落地首選領域。Telegram 的三億使用者加之幣圈 App 的光環使得 Durov 團隊再次成為 Facebook 有力的競爭對手。
Libra 的穩定幣方案需要兼顧政府的監管與去中性化不可篡改的特性,目前已遇到了諸多問題。而 TON 選擇隱匿幣的路線雖然可以繞過合規問題,其能否實現以上諸多技術難點仍需謹慎看待。
參考資料
一文初識硬核 Telegram;Telegram(電報)中文版白皮書:
https://mp.weixin.qq.com/s/WLlD088acBDfjUM4bCEd0A
TON-Whitepaper:
https://tonbeta.io/gNQ7e9z3lCGi519Wz8mmC0Kg8aA0goeZKAQ802vo.pdf
TON-beta/TelegramOpenNetwork:
https://github.com/TON-beta/TelegramOpenNetwork