Keytakeaways
TON は高速アプリケーションを核とした技術ロジックを備えています。TON は電報で生まれ、トランザクションはメッセージに基づいてチェーンに直接アップロードされ、ポイントツーポイントをサポートします。
非同期メッセージ配信：機能開発言語としてFunCが選択されているため、TONの各ノードは「メッセージ」を渡して通信を行いますが、TONは非同期チェーンであるため、チェーン間でメッセージを正確に同期させるためには論理時間の概念が必要となります。メッセージ lt が厳密に順番に実行されるようにすることで、情報が正しく実行されるようになります。
Hypercube のメッセージ ルーティング メカニズム: TON は、通常のルーティング + 高速ルーティングの方法を採用しています。通常のルーティングは、キューブ構造を介して隣接するノードを介してシャード間メッセージを送信します。高速ルーティングは、ハイパーキューブのエッジに沿って送信できるマークル証明を追加して、メッセージを中継します。 。 スピード;
PoS + BFT コンセンサスはエコロジカルな開発を促進します。POS はブロック生成プロセスで多くの計算を回避し、より効率的でコスト効率が高く、ネットワーク パフォーマンスが優れているため、DAPP アプリケーションの実装に役立ちます。 DPOS は BFT システムよりも高速ですが、信頼速度が遅いため、TON は BFT を選択します。
TON の動的マルチシャーディング アーキテクチャにより、アプリケーションのスケーラビリティが向上します。TON は、並列クエリを通じて速度を向上させ、動的シャーディングを通じてクエリの精度を向上させ、セルのバッグを通じてスケーラビリティを向上させます。
動的マルチシャード アーキテクチャ: TON には、単一のマスターチェーン + 複数のワークチェーン + 動的に増加、減少、分割できるシャードチェーンの 3 つの層があり、各シャード チェーンはさまざまなアカウント チェーンの集合であり、DAPP は特定のシャード チェーンを独立してアクティブ化できます。
迅速に更新できるグローバル状態: グローバル状態は、DAG と同様の「セルのバッグ」構造を通じて更新され、古いセルと新しいセルを結合し、古いルートを削除することによって、グローバル状態は迅速に更新されます。同時に、垂直ブロック修復ブロックと更新ブロックが使用されます。
TON は今後も技術フレームワークの最適化を続けます。TON の速度とスケーラビリティの利点は、並列拡張、チェーン シャーディング ツールの起動、ノード検査の強化などのメカニズムを通じて引き続き促進されます。
ブロックチェーン拡張の問題
ブロックチェーンの拡張は重要な技術的問題であり、ブロックチェーン技術の開発を促進するための鍵の 1 つです。ブロックチェーン アプリケーションが成長し続け、ユーザー数が増加するにつれて、既存のブロックチェーン ネットワークは、スループットの不足やトランザクションの確認にかかる時間が長いという問題に直面することがよくあります。従来のブロックチェーン設計では、大規模なトランザクションやユーザーのニーズを処理する能力が制限されており、ネットワークの混雑、高額なトランザクション手数料、非効率を引き起こします。
ブロックチェーン拡張の課題は主に、分散アーキテクチャとコンセンサス メカニズムに起因します。まず、ブロックチェーンのコンセンサス メカニズムと分散型の性質により、ネットワーク内の各ノードがすべてのトランザクションを検証して記録する必要があるため、ネットワーク スループットが制限されます。第 2 に、ブロックチェーンのセキュリティと分散化の特性により、すべてのノードがブロックチェーンの完全なコピーを維持する必要があるため、保存と送信の負担が増加します。
ブロックチェーン拡張の問題を解決するために、研究者はさまざまな拡張ソリューションを提案しています。シャーディング、サイドチェーン、レイヤー 2 ソリューションなど。これらのソリューションは、ネットワークを複数の小さな部分に分割したり、独立したブロックチェーンを導入したり、メイン チェーン上に構築したりすることを試み、ネットワークのスループットとパフォーマンスを向上させるための追加の構造を提供します。ただし、これらのソリューションは、シャード間通信、クロスチェーン資産転送、コンセンサスメカニズムの設計など、新たな技術的課題やセキュリティ上の問題ももたらします。
シャーディング: 基本的な考え方は、ブロックチェーン ネットワーク全体を複数の小さなフラグメント (またはシャード) に分割し、それぞれがトランザクションとデータの一部を独立して処理できるようにすることです。シャーディング メカニズムは、トランザクションとデータを異なるシャードに分散することで、ネットワーク全体のスループットとパフォーマンスを向上させます。ただし、シャード間通信とシャード間トランザクションのセキュリティと一貫性の問題に依然として直面しており、さらに、シャーディング メカニズムは、ネットワーク全体の一貫性とセキュリティを確保するためのコンセンサス メカニズムの設計と実装も解決する必要があります。
サイドチェーン: サイドチェーン テクノロジーは、メイン チェーン (メイン ブロックチェーン) と相互接続されるブロックチェーン ネットワーク内で独立したブロックチェーンを作成および実行する方法です。サイドチェーンはメインチェーンとの双方向のアセット転送を実行でき、独自の独立したルールと機能を持ちます。サイドチェーン技術の基本原理は、メインチェーンのトランザクションの一部をサイドチェーンに転送して処理することで、メインチェーンの負担を軽減し、より高いスケーラビリティと柔軟性を提供することです。ただし、サイドチェーンではメインチェーンとの双方向の資産転送が必要であり、資産のセキュリティと一貫性を確保するために特定のセキュリティメカニズムとプロトコルが必要です。さらに、サイドチェーンの設計と実装では、メインチェーンとの互換性と相互運用性を考慮する必要があります。
ロールアップ: 基本原則は、大量のトランザクション データをオフチェーンのサイド チェーンに保存し、これらのトランザクションの概要情報を検証のためにメイン チェーンに送信することです。その利点は、ブロックチェーン ネットワークのスケーラビリティとパフォーマンスを大幅に向上できることであり、トランザクション データをサイド チェーンに保存し、メイン チェーンを検証に使用することで、メイン チェーンのストレージとコンピューティングの負担を大幅に軽減できます。しかし、集中化とセキュリティに関する懸念もあります。
新しいコンセンサス メカニズム: Solana の POH など、タイムスタンプを各トランザクションに関連付けることにより、ブロックチェーンに検証可能な時系列を提供します。この時系列を使用してトランザクションの順序とタイミングを検証することで、コミュニケーション コストとコンセンサス プロセスの遅延を削減できます。 Solana は TPS が 65,000 に達すると主張していますが、実際にはほとんどの TPS はノード間の通信に使用されており、実際のデータ制限はわずか 6 ～ 8 k (毎日 4 ～ 5 k) です。
TON ブロックチェーンは Telegram に由来しており、その初期の確立コンセプトは多数のユーザーにサービスを提供することでした。Telegram は世界で最も人気のあるソーシャル プラットフォームの 1 つで、月間アクティブ ユーザー数は 8 億人を超え、ソフトウェア内で毎日数百億のメッセージが送信されます。電報の Web3 変革として、TON の設計コンセプトは、単に少数のユーザーを満足させるのではなく、最初から何十億ものユーザーにサービスを提供することに基づいていました。
TONの技術アーキテクチャ
適応型無限シャーディング マルチチェーン設計
TON のシャーディングはボトムアップです。ブロックチェーン シャーディング ソリューションは通常、トップダウン アプローチを採用しています。つまり、最初に単一のブロックチェーンを確立し、次にそれを複数のインタラクティブなブロックチェーンに分解してパフォーマンスを向上させます。ただし、TON シャーディング ソリューションはボトムアップ アプローチを採用しています。つまり、これらのアカウント チェーンをシャード チェーン (シャードチェーン) に編成し、アカウント チェーン (ワークチェーン) がシャード チェーン内で純粋に仮想または論理的な形式でのみ存在するようにします。 TONはトランザクションを並列処理するための複数のチェーンを実装しており、これは「ブロックチェーンの中のブロックチェーン」と呼ばれます。このようにして、システムのパフォーマンスを効果的に向上させることができます。
TON の動的シャーディング アーキテクチャ:マスターチェーン、ワークチェーン、シャードチェーンに分かれています。マスターチェーンが調整を担当し、各ワークチェーンとシャードチェーンが実際のトランザクション処理を実行します。さらに、TON のシャーディングは動的であり、各アカウントはシャードチェーンとして機能し、アカウント間のインタラクティブな関係に基づいて、動的拡張のニーズを満たすために適応的に結合してより大きなシャードチェーンにすることができます。
マスターチェーン: プロトコルのパラメーター、バリデーターのセット、および対応する共有を含む 1 つだけが存在し、現在動作しているワークチェーンと下位のシャードチェーンを記録します。下位チェーンは、最新のブロック ハッシュをマスターチェーンに送信して、クロスチェーン メッセージの読み取りが必要なときに最新のステータスを確認できるようにします。
シャーディングが限界に達すると、最終的に各シャード チェーンは 1 つのアカウントまたはスマート コントラクトのみを保持することになります。これにより、1つのアカウントの状態や状態遷移を記述した「アカウントチェーン」が多数存在し、これらのアカウントチェーンが相互に情報を伝達する、つまりシャードチェーンがワークチェーンを構成します。
ワークチェーン: シャードチェーンの集合として存在する仮想概念であり、システムは最大 2^32 のワークチェーンに対応できます。各ワークチェーンは、相互運用性基準を満たすことを前提に、トランザクションタイプ、トークンタイプ、スマートコントラクト、アドレス形式などのルールを柔軟にカスタマイズできます。ただし、メッセージの交換を容易にするために、ワークチェーンは同じメッセージ キュー形式を持っている必要があり、これはすべてのワークチェーンがほぼ同じセキュリティ保証を持っている必要があることも意味します。
シャードチェーン: 処理効率を向上させるため、負荷が高くなると自動的に分割し、負荷が低くなるとチェーンをマージすることができ、各ワークチェーンはさらにシャード シャードチェーン (最大 2^60) に分割されます。シャードチェーンはすべてのシャードチェーンに作業を分散し、各シャードチェーンはアカウント セットの一部のみを提供します。
情報伝達メカニズム
Message：TONはFunCを使っているのでsend_raw_message関数開発言語なのでTONの各ノードが渡すものを「メッセージ」と呼びます。 TON のトランザクションは、最初にトランザクションをトリガーした受信メッセージと、他のコントラクトに送信される一連の送信メッセージで構成されます。
Hypercube Routing：情報転送メカニズムの 3 次元構造により、1 つのシャード チェーン ブロックで作成されたメッセージをターゲット シャード チェーンの次のブロックに迅速に転送して処理できます。
非同期メッセージ配信
非同期呼び出しには同期の問題があります。同期ブロックチェーンでは、トランザクションに複数のスマート コントラクト呼び出しを含めることができます。非同期システムでは、コントラクトの呼び出しの処理に複数のブロックがかかる場合があり、ソース ブロックと宛先ブロック間のルートの長さがこのプロセスに影響するため、ユーザーは同じトランザクションでターゲット スマート コントラクトの応答をすぐに取得することはできません。 ;
無限のシャーディングを実現するには、メッセージが完全に並列化されていることを確認する必要があり、これにより論理時間がかかります。TON では、各トランザクションは単一のスマート コントラクト上でのみ実行され、メッセージを通じてスマート コントラクト間で通信します。したがって、非同期チェーンで使用される論理時間の概念は、チェーン間のメッセージ同期を実現するために導入されます。つまり、各メッセージには論理時間またはランポート時間 (以下、lt と呼ばれます) があります。この時間は、イベント間の関係と、バリデーターが最初に処理する必要があるイベントを追跡するために使用されます。
メッセージ lt は、操作ロジックを保証するために厳密に実行されます。アカウントから送信されるメッセージとアカウントで発生するトランザクションは、結果のトランザクションの lt がメッセージの lt より大きく、トランザクション内で送信されるメッセージの lt がトランザクションの lt よりも厳密に大きくなるように厳密に順序付けされます。それがメッセージの原因となりました。さらに、複数のメッセージが存在する場合は、lt が低いメッセージが先に処理されます。
メッセージ ハイパーキューブ ルーティング メカニズム:
TON は、高速ルーティングと低速ルーティングを使用して並列実行します。
遅いルーティング:より安定した従来のクロスチェーン情報処理方法。情報はソース チェーン上のブロックにパッケージ化され、リレーラーを介して 1 つのシャード チェーンから別のシャード チェーンに渡されます。複数のブロックも使用できます。送信用の中間シャード チェーン。すべてのシャード チェーンが ハイパーキューブ グラフを形成すると、メッセージはこのハイパーキューブのエッジに沿って伝播されます。情報はバリデーターによって検証された後、別のブロックにパッケージ化されます。
低速ルーティングの利点は、すべての情報が完全なブロック確認プロセスを通過する必要があるため、セキュリティが向上し、分散化できることです。サイズが N のシャード チェーン ハイパーキューブ ネットワークの場合、通過する必要があるルートの数はホップ = log 16(N) です。したがって、数百万のシャード チェーンをサポートするために必要なルーティング ノードは 4 つだけです。
高速ルーティング:低速ルーティングでは、メッセージはハイパーキューブのエッジに沿って伝播します。速度を上げるために、高速ルーティングでは、メッセージの宛先シャード チェーンのバリデーターが事前にメッセージを処理し、メルケル証明を提供して、受信確認を送信できます。メッセージを破棄します。送信中のメッセージ。
高速ルーティングはより高速で (ノードが最適なパスを見つけることができ)、二重配信を防ぐことができますが、検証者がレシートを紛失しても罰せられないため、低速ルーティングを置き換えることはできず、一定のセキュリティ リスクがあります。
シャード チェーンのグローバルな状態
“bag of cells” : DAG のような形式で更新されたセルのグループ。新しい状態を独自のルートを持つ別の「セルの袋」として表し、古いルートを削除しながら古いセルと新しいセルのセットを連結します。
垂直ブロック修復: TON シャード チェーンの各ブロックは、実際には 1 つのブロックだけではなく、チェーンを持っており、間違ったシャード チェーンのブロックを修復する必要がある場合、新しいブロックが「垂直ブロックチェーン」に送信され、その上でブロック置換が実行されます。 。
コンセンサスメカニズム
POS ネットワークには 3 つの役割があります。
検証ノード: ハードウェア条件を満たした後、300,000 TON を約束することでネットワーク セキュリティの維持に参加できます。
すべてのブロックは選択された 100 ～ 1000 個のノードによって作成され、ノードは月に 1 回選出され、誓約された TON コインは選出中に封印される必要があります。在職期間中に選択されたノードは、新しいブロックを作成するために複数のワーキング グループに分割されます。各新しいブロックは、ワーキング グループ内の誓約ノードの 2/3 以上の署名を取得した場合に成功したとみなされます。それは切り取られ、失格となります。
フィッシャーマン: 検証ノードが適切な注意を払って検証タスクを完了したかどうかを検出するために無効な証明書を送信することで、スーパーバイザーの役割とみなすことができます。
校正者: 新しいシャード チェーンの候補ブロックをバリデーターに推奨し、ブロックが選出されると校正者は利益を得ることができます。シャード チェーンのステータスと隣接するシャード チェーンのデータを検証し、それらを検証ノードに送信する役割を果たします。
BFT：TON は比較検討した結果、DPOS は高速であるものの、信頼レベルと速度が BFT システムよりも遅いことが判明したため、最終的に BFT (ビザンチン フォールト トレランス) を選択しました。
TONの新フレームワークがTGの高速情報伝達をサポート
TON は、動的なマルチシャード アーキテクチャを通じて、高いトランザクション速度とファイナリティを実現します。TON はユーザー ウォレットごとにチェーンを作成でき、シャードの並列コンピューティング、瞬時のシャード間通信のサポート、非同期コンピューティングの TVM サポートが高い TPS の理論的基盤を形成します。
TON は、情報伝達メカニズムを通じてより高いスケーラビリティをもたらします。TON ブロックチェーンでは、スマート コントラクト間の呼び出しはアトミックではなく非同期です。これは、あるスマート コントラクトが別のスマート コントラクトを呼び出すとき、その呼び出しはすぐには実行されず、トランザクション終了後に将来のブロックで処理されることを意味します。この設計により、すべてのトランザクション処理を 1 回で完了する必要がないため、より高いスケーラビリティが可能になります。ブロック。
TON は今後も技術フレームワークの最適化を続けていきます。
TON ロードマップ テクノロジー部分では、引き続き TON のスピードとスケーラビリティの利点を推進していきます。
シーケンサーとベリファイアーの分離。
スケーラビリティと速度の向上: TON が大量のトランザクションを処理しながら並列拡張を実現できるようにします。
チェーンシャーディングのガイドとツール: 取引所、支払いシステム、TON サービスで高負荷の TON 作業を整理するためのガイドとコード例。
バリデーターノード間の連携を強化します。パフォーマンスの悪いバリデーターの検出と処罰を強化および改善します。
これらは個人的な意見のみを表すものであり、投資アドバイスを表すものではありません。ダイオール。
