The Open Network 背后的架构

Written by

Русский TON

Date published

October 20, 2023

原文链接

创建一个可以支持数百万甚至数亿用户并提供无缝且可访问的用户体验的区块链生态系统并非易事。我们相信，今天除了 TON 之外，没有其他区块链能够提供如此规模的基础设施。

The Open Network 的主要特点之一是其高度可扩展性和吞吐量的能力。为此，TON 使用区块链动态碎片化为多个区域或片段，每个区域或片段都可以独立且并行地处理交易。分片将区块链的状态分成更小的部分，以便每组节点只需要存储和验证数据的子集。

从技术角度来看，这应该允许 TON 无限扩展并每秒处理数百万笔交易，同时保持速度、安全性和去中心化。

我们知道近年来有数十个区块链提出了类似的主张，但在 TON 基金会，我们相信每项主张都应该有确凿的事实支持。

要了解 TON 如何能够以比竞争对手低得多的网络费用实现如此高的交易速度，有必要了解其架构。

TON 区块链由一条主链和最多 2^32 条工作链组成。每个工作 circuit 都是一个独立的 circuit，有自己的规则。每个工作链可以进一步分为 2^60 个分片链或子分片，其中包含工作链的部分状态。目前，TON 上只有一个 circuit 在运行——基础 circuit。

每条工作链可分裂为百分百、一百五十二、四万亿、九百二十一万亿、五千四亿、六亿六百万、八十四万六千、九百七十六（52,921,504,606,846,976）条碎片链。

这意味着 TON 不仅仅是一个单独的区块链，而是区块链的区块链。这允许您使用多个工作链，每个工作链都可以有自己的规则和代币经济学，同时它们都彼此兼容。

你可以将其视为一个分层的、碎片化的区块链生态系统，其中主链位于顶层，并进一步碎片化为工作链，而工作链又碎片化为碎片链。

主链（或 Masterchain）是存储网络配置和所有工作链的最终状态的区块链。您可以将其视为主目录，即生态系统中所有部分的主要事实来源。

它包含有关协议的基本信息，包括当前设置、活跃验证者及其权益列表、活跃工作链和相应的碎片链。此外，它还维护所有工作链和分片链的最新区块哈希记录，确保网络共识。

主区块链分为多个单独的链，称为工作链。工作链是定制的区块链，针对特定交易或系统定制，在 TON 网络上并行运行。

例如，需要数千笔交易的区块链游戏可以在自己的工作链上运行并收取交易费用，而无需与其他项目竞争。它们可能有自己的规则、共识机制和代币经济，但它们都与主链同步以进行验证和兼容性。跨所有工作链的工作分散化提供了更高的可扩展性和交易速度。

鉴于 TON 的异构性质，它允许多个独立的区块链在统一的生态系统中运行和交互，独特的跨链解决方案成为可能。所有运营链必须就基本的互操作性标准达成一致，以支持跨链交互。

分片链是工作链的子链，由 60 位片段前缀标识，该前缀指向属于特定分片链的账户（地址）。例如，分片前缀「01」表示分片链包含地址以「01」开头的所有账户。当需要处理一笔交易时，网络通过查看账户地址的前 60 位并将其与相应的分片前缀进行匹配，快速确定由哪个分片链来处理该交易。

使用 60 位前缀，多个分片链可以存在于单个运行链上，从而实现可扩展性。

60 位长度允许 TON 拥有广泛的片段前缀，从而可以动态分割或合并片段 circuit 以实现负载平衡。当片段链变得太大或太小时，可以将其分裂或与另一片段链组合，使得每条链具有合适的大小。

动态分片是 TON 的一个关键特性，使其能够实现高可扩展性。如上所述，分片为单独的工作链和分片链的能力使 TON 能够「分发」交易，消除单个区块链上的交易处理瓶颈。

每个分片链定期将其状态传输到主链，记录所有分片及其状态。碎片链还可以使用超立方体路由相互通信，从而实现整个生态系统的交易。

将碎片化架构与主链、工作链和侧链相集成，创建了一个高度可扩展、去中心化且灵活的区块链生态系统，使 TON 能够支持多种用例并处理大量交易。

验证者通过提供计算能力和 Toncoin 质押来参与网络，以维护网络的完整性、安全性和持续运行 - 他们的服务器负责验证新区块并确认区块链上的交易。

与一个实体拥有无限控制权的传统中心化网络不同，TON 依靠去中心化的权益证明 (PoS) 机制来就区块链的状态达成共识。在这种机制中，验证者必须「通过」或锁定一定数量的 Toncoin。Toncoin 既是验证者资质的衡量标准，也是网络安全的一种形式。

验证者角色不是永久性的，而是会不断更新，并考虑各种因素，例如他们的参与程度、服务器的正常运行时间和性能以及他们的行为。验证器集也会定期更改，以防止串通或恶意活动，确保网络对各种攻击的弹性防御。

此外，验证者不仅服务于单个碎片或可操作的链，它们的操作对于整个生态系统（从主链到单个碎片链）都很重要。它们参与交易处理、智能合约执行，甚至在跨链能力和 TON 治理中发挥作用。

通过履行这些角色，验证者使 TON 成为一个安全、可扩展且高效的区块链网络，能够支持各种应用程序和服务。质押和共识机制确保验证者对 TON 的长期成功和安全有利害关系。

The Open Network 的架构是前瞻性思维的一个例子。许多区块链网络的可扩展性和交易速度问题在 TON 中找到了解决方案。其多方面的结构——从主链到分片链——优化了效率、可扩展性和安全性。

TON 的创建不仅是为了解决当今的问题。TON 基金会扩展了 The Open Network 的功能，为其提供其他 Layer 1 区块链只能在未来几年才能实现的创新。如今，TON 正处于为区块链性能设定新基准的风口浪尖。

在撰写本文时，TON 基金会正在准备一项可能创下新世界纪录的公开性能测试。

我们邀请社区和爱好者加入我们这个激动人心的旅程，我们每个人都在努力改善和扩展 TON 生态系统。凭借 TON 核心的强大架构，我们的生态系统在未来将取得前所未有的进步和令人兴奋的合作伙伴关系。

本站所提供的所有资讯均仅供读者参考。这些资讯不代表任何投资建议、提供、邀请或推荐。读者在使用这些资讯时，应当考虑自己的个人需求、投资目标和财务状况。所有投资都伴随着一定的风险，在做出任何投资决策之前请多加留意。