The Open Network (TON) — проект с открытым исходным кодом на алгоритме Proof-of-Stake. Сеть была запущена в 2020 году. Разбираемся, кто разрабатывает TON и что это вообще такое.
Немного истории
The Open Network изначально создавалась командой Telegram и носила название Telegram Open Network, а нативным токеном должна была стать монета Gram.
Предполагалось, что TON станет платформой для децентрализованных приложений, при этом в архитектуру были заложены широкие возможности по масштабированию, превосходящие возможности Ethereum, а одним из важных аспектов экосистемы должна была стать интеграция сети и ее токена в мессенджер Telegram, который к тому времени набрал почти 200 миллионов пользователей.
В 2018 команда начала сбор заявок на участие в ICO. И весьма успешно. Только в первом раунде их объем достиг почти трех миллиардов долларов. В следующем году запустился тестнет TON, обозреватель сети и появился код полной ноды. Запуск главной сети планировался не позднее ноября 2019 года. И состоялся бы, не вмешайся комиссия по ценным бумагам США (SEC).
Так как в проекте принимали участие инвесторы из США, ICO проводилось по американскому законодательству, и комиссия нашла в токенсейле нарушения. В результате SEC решила, что Gram был продан инвесторам незаконно, и добилась судебного запрета на распространение Gram, что и сорвало запуск TON. Павел Дуров объявил о закрытии проекта и не стал оспаривать судебный запрет.
Из-за возникшей неопределенности относительно того, будет ли Telegram поддерживать проект, его подхватили другие разработчики. В итоге компания решила отойти от дел и передала домен ton.org и репозиторий на GitHub сообществу The Open Network.
Что сейчас
Разработчики TON поставили перед собой цель разработать безопасную, эффективную масштабируемою блокчейн-экосистему, платформу для децентрализованных приложений и смарт-контрактов, которая была бы максимально удобной для конечного пользователя.
В основе TON — блокчейн первого уровня на основе Proof-of-Stake, но называть проект «просто блокчейном» нельзя. Вокруг него сгруппировался целый букет различных компонентов:
одноранговая сеть TON P2P: в ней нет «главных» узлов — все ноды равны, а каждый ресурс сети является общим для всех;
Ton Storage — для хранения снэпшотов и архивных копий блоков;
Ton Proxy обеспечивает анонимный доступ к сети;
распределенная хеш-таблица — используется в TON Storage (для поиска нод, которые имеют тот или иной файл), TON Proxy и других сервисах;
платформа для сервисов с пользовательским интерфейсом;
TON DNS, который, как и обычные DNS, присваивает в сети «нормальные» имена смарт-контрактам, узлам, сервисам и т. п.;
платформа микроплатежей TON Payments.
Весь этот набор помогает решить ключевую задачу — максимально упростить работу с TON для пользователя. И в контексте интеграции проекта в мессенджер, которым пользуются почти 700 миллионов людей, вполне оправданно. Но тут возникает главный вопрос: что с масштабируемостью? По мере развития проекта и популяризации TON, встроенного в Telegram, вполне ожидаем рост количества транзакций. Да и с появлением новых сервисов нагрузка будет расти.
И тут разработчики выкладывают на стол главный козырь: по их утверждениям, сеть будет способна «переварить» более миллиона транзакций в секунду. Как это вообще возможно? Для этого в TON использует целый набор уникальных решений.
Как достичь миллиона TPS
Не один блокчейн
По сути, в TON не один блокчейн, а целая комбинация из главного блокчейна (мастерчейн), рабочих блокчейнов (воркчейн) и их шардов.
Мастерчейн отвечает за хранение общей информации о протоколе, валидаторах, рабочих блокчейнах и шардах. Воркчейны занимаются транзакциями, смарт-контрактами и прочими «привычными» делами. Так как в TON применяется шардинг, воркчейны могут быть разделены или, учитывая, что shard переводится как «осколок», раздроблены на блокчейны-шарды (шардчейны), каждый из которых может заниматься обработкой транзакций самостоятельно и хранить копию части состояния блокчейна. Это позволяет сети обрабатывать транзакции параллельно, равномерно распределяя нагрузку.
Асинхронные смарт-контракты
Еще одна технология, позволяющая повысить скорость работы, — асинхронные смарт-контракты. Суть решения в том, чтобы позволить контрактам не ждать. Обычно при вызове одного контракта другим выполнение первого останавливается до тех пор, пока второй не выполнит работу и не вернет результат. Асинхронность же позволяет ускорить процесс: смарт-контракт не будет ждать результата другого, а продолжит выполнять остальные условия, которые в нем прописаны.
Протокол консенсуса
Еще одна инновация — быстрая консенсусная система, работающая на собственном алгоритме Catchain. В классических блокчейн-системах блоки формируются до достижения консенсуса, и уже после его создания узлы сети приходят к согласию, что созданный блок легитимен. В таких системах возможны разветвления блокчейна, из которых впоследствии выбирается правильная версия, а остальные форки отбрасываются.
С Catchain все немного не так. В TON блоки создаются после достижения консенсуса. Если упростить, то при создании новых блоков формируется специальная группа валидаторов. Они создают приватную сеть внутри специального сетевого слоя (ANDL — еще одна разработка команды TON) и запускают Catchain. Процесс достижения консенсуса включает несколько раундов, которые могут проходить одновременно.
В конце каждого раунда группа принимает решение о том, какой из блоков-кандидатов считать правильным, если ни один из предложенных ранее не был принят. Раунд считается завершенным, когда кандидат получает «подписи» более чем от 2/3 валидаторов. После этого процесс переходит к следующему раунду.
TON, работающий на множестве «маленьких блокчейнов», практически исключает появление ответвлений и форков, потому что блокчейн используется для передачи сообщений внутри групп процессов. А все возможные случаи ветвления пресекает Catchain, который позволяет обнаружить их на ранних стадиях.
Оптимизация и адаптивность
Чтобы повысить эффективность, в TON применяется несколько методов оптимизации «общения» узлов внутри сети. Например, транзакции не передаются поодиночке, а собираются в «пачки» — агрегируются. Для уменьшения объемов передачи данных используются алгоритмы сжатия. И в целом параметры блокчейна и шардинга способны изменяться в зависимости от условий. Например, может варьироваться размер блоков, а также регулироваться частота их создания.
Итого
В этой короткой статье мы охватили только малую часть всех инноваций, которые реализованы в TON. Чтобы подробнее описать хотя бы самые интересные решения этой сети, придется написать не одну статью. В общем, оставайтесь с нами: к тону мы еще вернемся, причем неоднократно.
