Bir milyon TPS: TON nedir ve nasıl çalışır?

The Open Network (TON), 2020'den bu yana açık kaynaklı bir topluluk projesi olarak geliştiriliyor. Bu yazıda TON'un ne olduğunu, kimler tarafından geliştirildiğini ve neler sunabildiğini inceleyeceğiz.

Kısa bir tarihçe

The Open Network, ilk olarak Telegram ekibi tarafından geliştirildi ve Telegram Open Network adıyla biliniyordu. Ancak Telegram artık TON'dan tamamen ayrı bir yapı. Telegram, The Open Network'teki birçok geliştiriciden sadece biri konumunda. TON, blok zinciri tabanlı bir ağ olarak proof-of-stake algoritmasını kullanıyor. Önceki dönemde, Telegram Open Network, kendi yerel Gram token'ını piyasaya sürmeye hazırlanıyordu.

Şirketin planlarına göre, TON merkeziyetsiz uygulamalar (DApp'ler) için bir platform olacaktı ve mimarisi, Ethereum'un kapasitesinin ötesinde yüksek ölçeklenebilirlik sağlamaya yönelik tasarlanmıştı. Ayrıca, ekosistemin önemli bir parçası olarak, ağın ve token'ın Telegram mesajlaşma servisiyle entegre edilmesi hedeflenmişti; o dönemde Telegram'ın yaklaşık 200 milyon kullanıcısı vardı.

2018'de ekip, ICO'ya (ilk coin arzı) katılım başvurularını açtı ve büyük bir başarı elde etti. Sadece ilk turda, hacim neredeyse 3 milyar USD'ye ulaştı. Ertesi yıl, TON testnet'i başarıyla devreye alındı, ağ gezgini başlatıldı ve tam node kodu yayımlandı. Mainnet'in en geç Kasım 2019'da başlatılması planlanıyordu. Ancak ABD Menkul Kıymetler ve Borsa Komisyonu'nun (SEC) müdahalesiyle bu gerçekleşemedi.

ABD merkezli yatırımcıların projeye dahil olması nedeniyle, ICO ABD mevzuatına tabi oldu ve komisyon, token satışının yürütülmesinde ihlaller tespit etti. SEC, Gram'ın yatırımcılara yasa dışı olarak satıldığını belirleyerek dağıtımına karşı bir tedbir kararı aldı ve bu da TON'un lansmanını engelledi. Telegram kurucusu Pavel Durov, projenin iptal edildiğini duyurdu ve karara itiraz etmeme kararı aldı. Mayıs 2020'ye gelindiğinde, Telegram'ın projedeki rolü belirsizleşince, diğer projeler teknolojiyi geliştirmeye başladı. Telegram geri çekildi ve bunun sonucunda ton.org alan adını ve GitHub deposunu The Open Network topluluğuna devretti.

Peki şimdi?

TON geliştiricileri, son kullanıcılar için mümkün olan en pratik formatta, güvenli, verimli ve ölçeklenebilir bir blok zinciri ekosistemi oluşturmayı hedefliyor.

TON, bir layer 1 proof-of-stake blok zinciri üzerine kuruludur; ancak bundan fazlasını sunar ve farklı bileşenlerden oluşan kapsamlı bir ekosisteme sahiptir:

• TON P2P Network, “ana düğüm” olmadan çalışan eşler arası bir ağdır. Tüm düğümler eşittir ve ağdaki tüm kaynaklar herkes tarafından ortaklaşa kullanılır;
• Ton Storage, blokların anlık görüntülerini ve arşiv kopyalarını depolar;
• Ton Proxy, ağa anonim erişim sağlar;
• Dağıtık hash tabloları, TON Storage (belirli dosyaları içeren düğümleri bulmak için), TON Proxy ve diğer hizmetler tarafından kullanılır;
• Kendi kullanıcı arayüzüne sahip bir hizmet platformu;
• TON DNS, klasik DNS gibi, ağdaki akıllı kontratlara, düğümlere, hizmetlere ve daha fazlasına “insan tarafından okunabilir” isimler atar; 
• TON Payments mikro ödeme platformu.

Tüm bu özellikler, TON'un son kullanıcılar için mümkün olduğunca kolay kullanılmasını sağlamak amacıyla geliştirilmiştir. TON ekosistemindeki projelerin, 700 milyonun üzerinde kullanıcısı olan Telegram'a entegre edilmesi bağlamında bu yaklaşım oldukça anlamlıdır. Ancak burada ölçeklenebilirlik sorusuna tekrar dönmek gerekiyor. Proje geliştikçe ve entegre TON, Telegram içinde daha popüler hale geldikçe, işlem sayısında artış bekleniyor. Yeni hizmetlerin devreye girmesi de ağ yükünü artıracaktır.

İşte bu noktada geliştiriciler, ağın saniyede 1 milyondan fazla işlemi işleyebileceğini iddia ederek kozlarını oynadı. Peki bu nasıl mümkün oluyor? Bu hedefe ulaşmak için TON, kendine özgü çeşitli çözümler kullanıyor.

1 milyon TPS'e nasıl ulaşılır?

Not just one blockchain

TON'un temelinde tek bir blok zinciri değil, “masterchain” ve “workchain” adı verilen zincirlerin birleşimi bulunur ve bunlar da kendi içinde shard'lara ayrılır.

Masterchain, protokol, doğrulayıcılar, workchain'ler ve shard'lar hakkında genel bilgileri saklar. Workchain'ler ise işlemler, akıllı kontratlar ve diğer “günlük” işlerle ilgilenir. TON, sharding kullandığı için workchain'ler, blok zincirinin durumunun bir kısmını saklayan ve işlemleri bağımsız olarak işleyebilen shard'lara (shardchain) bölünebilir. Bu sayede ağ, işlemleri paralel olarak işleyebilir, yükü dengeli dağıtarak tıkanıklığı önler.

Asynchronous smart contracts

Çalışma hızını artıran bir diğer teknoloji ise asynchronous smart contracts; yani akıllı kontratların yürütülmesinde bekleme gereksinimini ortadan kaldıran bir yapı.

Genellikle bir kontrat başka bir kontratı çağırdığında, ilk kontratın yürütülmesi, ikincisinin tamamlanıp sonuç döndürmesini bekler. Asenkron yapı sayesinde süreç hızlanır; bir akıllı kontrat, diğerinden sonuç beklemeden kendi kalan koşullarını yerine getirmeye devam eder.

The consensus protocol

Bir diğer yenilik ise Catchain'in özel algoritmasıyla çalışan hızlı konsensüs sistemidir. Klasik blok zinciri sistemlerinde, bloklar konsensüs sağlanmadan önce oluşturulur ve ardından ağ düğümleri, oluşturulan bloğun geçerliliği konusunda anlaşmaya varır. Bu sistemlerde blok zincirinde çatallanma (fork) oluşabilir ve daha sonra doğru versiyon seçilerek diğer dallar atılır.

Catchain ise biraz farklı çalışır. TON ağında, bloklar konsensüs sağlandıktan sonra oluşturulur. Basitçe anlatmak gerekirse, yeni bloklar oluşturulurken özel bir doğrulayıcı grubu bir araya gelir. Bu grup, özel bir ağ katmanında (ANDL, TON ekibinin başka bir geliştirmesi) kendi özel ağını kurar ve Catchain'i başlatır. Konsensüse ulaşma süreci birkaç turda gerçekleşir ve bu turlar aynı anda yürütülebilir.

Her turun sonunda, grup, önerilen adaylardan hiçbiri kabul edilmediyse bir aday blok üzerinde karar verir. Bir aday, doğrulayıcıların 2/3'ünden fazla “imza” aldığında tur tamamlanmış sayılır. Ardından süreç bir sonraki tura geçer.

Çok sayıda “küçük blok zinciri” üzerinde çalışan TON, blok zinciri içindeki mesajlaşma sayesinde çatallanma ve dallanmaları neredeyse tamamen ortadan kaldırır. Ayrıca, Catchain sayesinde olası tüm çatallanma durumları erken aşamada tespit edilip engellenir.

Optimization and adaptability

Verimliliği artırmak için TON, ağ düğümleri arasındaki “iletişimi” optimize eden çeşitli yöntemler kullanır. Örneğin, işlemler tek tek gönderilmez; “paketler” halinde toplanır ve birleştirilir. Veri aktarım hacmini azaltmak için sıkıştırma algoritmaları kullanılır ve blok zinciri ile sharding parametreleri, ağ koşullarına göre değiştirilebilir. Örneğin, blokların boyutu ve oluşturulma sıklığı ayarlanabilir.

Sonuç

Bu kısa yazıda, TON'da hayata geçirilen yeniliklerden yalnızca küçük bir kısmına değindik. Ağın sunduğu en ilginç çözümleri ayrıntılı şekilde anlatmak için birden fazla makale gerekir. Bizimle kalın; ilerleyen dönemde TON'a tekrar döneceğiz.