100万TPS時代へ：TONとは？その仕組みと特徴を解説

The Open Network（TON）は、2020年からオープンソースのコミュニティプロジェクトとして運営されています。この記事では、TONとは何か、誰が開発しているのか、どんなことができるのかを見ていきます。

簡単な歴史

The Open NetworkはもともとTelegramチームによって開発され、「Telegram Open Network」と呼ばれていました。現在、TelegramはTONとは完全に別の存在であり、TelegramはTON上の多くの開発者の一つにすぎません。TONはブロックチェーン技術を基盤とし、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）アルゴリズムを採用しています。以前のTelegram Open Network時代には、独自トークン「Gram」の発行も計画されていました。

当初の計画では、TONは分散型アプリケーション（DApps）のためのプラットフォームとなる予定で、アーキテクチャはEthereumを超える高いスケーラビリティを目指して設計されていました。さらに、エコシステムの重要な要素として、ネットワークやトークンがTelegramメッセージングサービスと連携することも想定されていました。当時、Telegramのユーザー数は約2億人に達していました。

2018年、チームはICO（イニシャル・コイン・オファリング）への参加申請を開始し、非常に大きな成功を収めました。第1ラウンドだけで約30億米ドルが集まりました。翌年にはTONのテストネットが公開され、ネットワークエクスプローラーやフルノードのコードもリリースされました。本来であれば、2019年11月までにメインネットがローンチされる予定でしたが、米国証券取引委員会（SEC）の介入により計画が頓挫しました。

米国の投資家がプロジェクトに関与していたため、ICOは米国法の規制対象となり、SECはトークン販売に違反があったと判断。Gramトークンの配布禁止命令が下され、TONのローンチは中止となりました。Telegram創業者のPavel Durov氏はプロジェクトの中止を発表し、異議申し立てもしませんでした。2020年5月、Telegramの関与が不透明になると、他のプロジェクトが技術開発を引き継ぎ、Telegramはton.orgドメインとGitHubリポジトリをThe Open Networkコミュニティに移譲しました。

現在のTONは？

TON開発者は、安全で効率的かつスケーラブルなブロックチェーンエコシステムの構築を目指し、エンドユーザーにとって使いやすい分散型アプリやスマートコントラクトのプラットフォームを開発しています。

TONはレイヤー1のプルーフ・オブ・ステーク型ブロックチェーンを基盤としていますが、単なるブロックチェーンではなく、さまざまな要素を備えています：

• TON P2P Network：ピアツーピア型ネットワークで「マスターノード」が存在せず、すべてのノードが対等でリソースを共有します。
• Ton Storage：ブロックのスナップショットやアーカイブを保存します。
• Ton Proxy：ネットワークへの匿名アクセスを提供します。
• 分散ハッシュテーブル：Ton Storage（特定ファイルを持つノードの検索）、Ton Proxyや他のサービスで利用されます。
• 独自のユーザーインターフェースを持つサービスプラットフォーム。
• TON DNS：通常のDNSのように、スマートコントラクトやノード、サービスなどに人間が読みやすい名前を割り当てます。
• TON Payments：マイクロペイメント向けプラットフォーム。

これらの機能により、TONはエンドユーザーにとって使いやすいネットワークを目指しています。TONエコシステムのプロジェクトがTelegram（7億人超のユーザーを持つメッセンジャーアプリ）と連携することで、その利便性はさらに高まります。ただし、今後TONがTelegram内で普及し、サービスが増えるほど、トランザクション数やネットワーク負荷も増加することが予想されます。

そこで開発者たちは「1秒間に100万件超のトランザクション処理が可能」という強力な特徴を打ち出しています。なぜそれが可能なのでしょうか？TONはこれを実現するために、独自のさまざまな技術を導入しています。

100万TPSを実現する仕組み

Not just one blockchain

TONの本質は、単一のブロックチェーンではなく、「マスターチェーン」と「ワークチェーン」から構成されており、さらにワークチェーンは「シャード（分割チェーン）」に細分化されています。

マスターチェーンはプロトコル全体やバリデーター、ワークチェーン、シャードの情報を管理します。ワークチェーンはトランザクションやスマートコントラクトなど日常的な処理を担当します。TONはシャーディング技術を使っており、ワークチェーンをさらに「シャードチェーン」に分割できます。各シャードチェーンは独立してトランザクションを処理し、ブロックチェーンの一部状態を保持します。これにより、ネットワークは複数のトランザクションを並列処理でき、負荷分散や混雑回避が可能となっています。

Asynchronous smart contracts

処理速度を高めるもう一つの技術が「非同期型スマートコントラクト」です。これにより、コントラクト同士の実行待ちが発生しません。

通常、あるコントラクトが別のコントラクトを呼び出すと、最初の処理は一時停止し、結果が返るまで待つ必要があります。非同期処理では、コントラクト同士が結果を待たずに、各自の条件を並行して進められるため、全体の処理が高速化します。

The consensus protocol

さらに、Catchain独自アルゴリズムによる高速なコンセンサスシステムも特徴です。従来のブロックチェーンでは、ブロック生成後にネットワーク全体で合意形成を行うため、フォーク（分岐）が発生しやすくなります。

TONのCatchainでは、まずバリデーターの特別なグループが選ばれ、専用ネットワーク層（ANDL）内でCatchainを起動します。合意形成は複数ラウンドで同時進行し、各ラウンド終了時に2/3以上のバリデーターの「署名」を得た候補ブロックが決定されます。その後、次のラウンドへ進みます。

TONのように「小さなブロックチェーン」が多数存在する仕組みでは、分岐やフォークがほぼ発生しません。Catchainによって分岐の芽を早期に検知・排除できるためです。

Optimization and adaptability

効率向上のため、TONはノード間の「通信」最適化にも複数の手法を導入しています。たとえば、トランザクションは個別に送信せず「バンドル」としてまとめ、圧縮アルゴリズムでデータ転送量を削減します。また、ネットワーク状況に応じてブロックサイズや生成頻度などのパラメータも柔軟に調整されます。

まとめ

今回はTONで実装されている革新的な技術のごく一部を紹介しました。TONのユニークな仕組みや特徴については、1記事では語り尽くせません。今後もTON関連の最新情報を引き続きお届けしますので、ぜひご期待ください。