Тонна всего. Как работает TON и почему это не просто блокчейн

Очень долго в разговорах не было конкретики: Дуров ничего не объявлял официально, а разные источники расходились во мнениях о том, что же такое TON. Первые достоверные новости появились в феврале 2018 года, когда Павел Дуров зарегистрировал компании TON Issuer и Telegram Group в Комиссии по ценным бумагам и биржам США (SEC). За два раунда закрытого ICO команде удалось привлечь инвестиции в размере 1,7 миллиарда долларов.

И хотя никаких публичных заявлений Дуров не делал, работа над проектом идет вовсю. Документация и код TON доступны всем желающим по адресу test.ton.org, а на GitHub появилась организация ton-blockchain, которая опубликовала исходный код TON Blockchain Software.

INFO

Эта статья основана на текущей версии white paper (PDF) и доступном коде по состоянию на момент подготовки (см. дату публикации). TON — проект, который находится в активной разработке; прямо сейчас запущена только тестовая сеть. У меня нет информации о том, какие изменения будут внесены в этот проект.

Что такое TON?

TON расшифровывается как Telegram Open Network. В первую очередь это платформа, одним из ключевых компонентов которой является TON Blockchain. Сам по себе TON блокчейном не является — скорее это децентрализованный суперкомпьютер, в основе которого лежит блокчейн. В TON входят следующие компоненты.

• TON Blockchain — ключевой компонент TON, о котором мы поговорим ниже.
• TON Network — сетевой уровень, который используется для коммуникации. Все остальные компоненты системы так или иначе используют TON Network для общения.
• TON DHT — распределенная хеш-таблица, похожая на Kademlia. Очень важный компонент платформы: используется в TON Storage (для поиска нод, которые имеют тот или иной файл), TON Proxy и других сервисах.
• TON Storage — децентрализованное хранение файлов, независимое от блокчейна. TON Blockchain вместе с TON DHT предоставляют «доступ» к файлам, в то время как сами файлы могут находиться где угодно. Похоже на то, как сейчас работают торренты.
• TON Proxy — прокси. Да, это просто возможность общаться не напрямую, а через посредников, которые готовы предоставить свои узлы для этих целей. Похоже на то, как сейчас работает I2P.
• TON Services — платформа для сервисов. В качестве примера я расскажу о создании «сайта в TON».
• TON DNS — о нем мы тоже поговорим чуть позже.
• TON Payments — платформа для (микро)платежей.

TON Blockchain

Это ключевой компонент TON. Он представляет собой не просто блокчейн, а коллекцию разных блокчейнов.

• Masterchain — самый главный блокчейн, классическая цепочка блоков, содержит параметры системы, состояние воркчейнов и их шардов (про них ниже), хеши всех последних блоков, количество выпущенных Gram и прочую важную информацию. В общем, все самое необходимое для функционирования системы.
• Workchain — объединяет шарды. Всего может быть 2³² таких воркчейнов, каждый из которых имеет уникальный идентификатор и свою логику. Каждый воркчейн, например, может иметь свою виртуальную машину, свои форматы адресов. То есть теоретически можно создать воркчейн для процессинга смарт-контрактов из Ethereum. Первый воркчейн будет иметь префикс 0 — он зарезервирован для основного воркчейна TON.
• Shardchain (далее — шард) — главная часть масштабирования. В рамках одного воркчейна может быть 2⁶⁰ шардов. Шарды могут «общаться» друг с другом, каждый шард отвечает за определенные аккаунты и подчиняется всем правилам своего воркчейна.
• Accountchain — можно сказать, что это учетная книга (ledger) для входящих и исходящих сообщений определенного аккаунта.

Все это было придумано для решения двух острых проблем. Первая проблема — размер блокчейна, который непрерывно растет и в случае с Bitcoin в 2019 году перевалил за 200 Гбайт. Большинство криптовалют требуют хранить и синхронизировать весь блокчейн, и это становится все более накладно с ростом сети. Вторая проблема заключается в том, что для внесения серьезных инфраструктурных изменений часто требуется «пересоздать» блокчейн, то есть сделать форк.

TON решает первую проблему с помощью Infinite Sharding Program, как она называется в документе. Чтобы объяснить, как это работает, лучше зайти издалека. Начнем с того, что workchain — это на самом деле виртуальный блокчейн, объединяющий несколько шардов. Идентификатор воркчейна является частью идентификатора конкретного шарда, благодаря которому можно понять, к какому воркчейну относится тот или иной шард.

Создать воркчейн может каждый, кто готов оплатить высокую стоимость транзакции в мастерчейне и опубликовать спецификацию и «правила» нового воркчейна. Тем не менее требуется консенсус двух третей текущих валидаторов, так как им придется обновить ПО для работы с блоками нового воркчейна.

Каждый шард имеет следующий идентификатор в виде кортежа: workchain_id и префикс самого шарда. Префикс отвечает за те аккаунты (адреса), которые будут включены в шард. Например, если префикс 1337, то все адреса, которые начинаются с 1337, будут в этом шарде. Префикс может динамически меняться и иметь длину от 0 до 60 бит. Сделано это для того, чтобы склеивать шарды без нагрузки и разделять нагруженные шарды.

Accountchain — еще один виртуальный блокчейн, который имеет идентификатор в виде кортежа: workchain_id и идентификатор самого аккаунта.

Продолжение доступно только участникам

Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте

Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее

-60% 1 год 9990 рублей 4000 р.

1 месяц 920 р.

Вариант 2. Открой один материал

Заинтересовала статья, но нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ подходит только для статей, опубликованных более двух месяцев назад.

Я уже участник «Xakep.ru»