TON重生：Telegram Open Network的技術進階與未來展望

作者：Cynic  Shigeru，編譯：CGV FOF

TL;DR

• TON的歷史：Telegram由Durov兄弟創辦，於2018年开始开發自己的區塊鏈 - Telegram Open Network (TON)，以滿足其億級用戶需求。通過其代幣$Grams的ICO，TON籌集了超過17億美元。但在2019年，由於美國證券交易委員會 (SEC) 的起訴，Telegram放棄了TON的進一步开發。然而，2020-2021年間，NewTON團隊基於开源資料重啓了TON开發，並成功將其更名爲The Open Network。

• TON的技術特點：TON是專爲大用戶群設計的。其特色在於採用分片技術，允許多條鏈並行處理交易，被稱爲“blockchain of blockchains”。TON的架構分爲三層：masterchain、workchain和shardchain。masterchain是協調中樞，而實際交易處理是由各個workchain和shardchain完成。此外，TON的分片是動態的，它可以根據账戶之間的交互關系組合成更大的Shardchain。

• TON的網絡結構：TON節點使用Abstract Datagram Network Layer (ADNL)進行通信，這爲不同的Shardchain之間的交互提供了基礎。利用Kademlia Distributed Hash Table (DHT)定位網絡中的其他節點，TON還創建了爲每個Shardchain特定的Overlay子網絡，確保有效的通信。

• TON的應用與前景：TON不僅僅是爲了獲得資金，而是爲了構建一個去中心化、安全、可靠的互聯網。例如，TON eSIM、TON域名和TON存儲等功能，都是爲了增強用戶隱私和數據安全。盡管當前的去中心化需求似乎並不高，但TON已經爲其生態設立了巨額基金，並依靠其龐大的用戶基數，有望在未來引起關注和成長。

• 雖然TON在初次推出時遭遇了挑战，但其創新的技術和對未來去中心化網絡的愿景使它在區塊鏈領域持續受到關注。其強大的資金支持和龐大的用戶群，也爲其未來的發展奠定了堅實的基礎。

TON往事

2018年，Telegram創始人Durov 兄弟开始探索適用於Telegram的區塊鏈解決方案。當時沒有區塊鏈能夠支持Telegram的億級用戶群，因此他們決定設計自己的Layer 1 鏈，起名Telegram Open Network，簡稱TON。

數月後，通過對TON原生代幣$Grams的ICO，TON募集到超17億美金。2019年。Telegram團隊陸續發布了相關文檔，並先後啓動了兩個測試網。

2019年10月，美國證券交易委員會 (SEC) 起訴 Telegram，指控其進行未經注冊的證券發行。Telegram團隊暫停了TON的主網上线，並最終在與SEC的鬥爭中選擇了放棄，停止TON的开發並將ICO資金退還給投資者。

2020-2021年，NewTON團隊以开源資料爲基礎，重啓了對TON的开發。2021年5月社區投票決定將長期穩定運行的測試網2更名爲 Mainnet。NewTON 團隊也更名爲 TON 基金會，作爲非營利社區支持和發展TON。

這就是現在我們所熟悉的TON，全稱爲The Open Network。

Of the Network

從故事的最开始，TON就是針對具有龐大用戶數量的社交網絡所構建的，TON Blockchain是Telegram的區塊鏈。回到當時，在陳舊的技術體系下，主流區塊鏈的TPS無法獲得有效提升，如何能夠承載Telegram億級的用戶數量與可能產生的每秒數百萬比交易？

TON團隊的想法是，單個區塊鏈的TPS只能達到每秒數十次，那爲什么不多建幾條鏈呢？TON使用分片技術，將處理交易的工作水平地分攤到多條鏈上，構建一個由多條區塊鏈組成的區塊鏈網絡，稱之爲blockchian of blockchains。

具體而言，TON Blockchain採用了金字塔型的三層架構，每層容納一類區塊鏈，分別爲masterchain、workchain與shardchain。

Masterchain是TON Blockchain協調工作的中樞，僅有唯一一條。該鏈包含了協議的參數、Validators集合以及對於的share，當前工作的Workchains及下屬Shardchains。下層的鏈會將其最新的區塊哈希提交至Masterchain，這樣當下層鏈需要發生跨鏈的消息讀取時，能夠確定最新狀態。

Masterchain起到的是協調、錨定作用，而真正進行工作的，是一條條Workchain，系統最高可容納2^32條Workchains。每條Workchain在滿足互操作性標准的前提下，可以靈活地自定義規則，例如地址格式、交易類型、原生代幣、智能合約虛擬機等。值得注意的是，Workchain只是一個虛擬的概念，它作爲Shardchains的集合存在，而不存在實體。

爲提升處理效率，每個Workchain回進一步分割爲分片Shardchains，最高可達2^60。Shardchain遵守Workchain定下的規則，將工作水平分攤到所有的Shardchain中，每條Shardchain僅爲所有账戶集合中的一部分服務。

對於通常的分片，分片是自頂向下的，劃分條件往往是账戶地址的前綴。例如，如果將Workchain平均劃分爲256個分片，那么以0x00, 0x01, …… 0xFE, 0xFF爲地址前綴的账戶，將被分到不同的Shardchain中。而在TON的分片機制中，分片是自底向上的動態過程，更合適的想象是首先將每個账戶作爲一條Shardchain，再根據他們之間的聯系組合成更大的Shardchain，以保證每條Shardchain具備足夠的交易數量。

此時我們再回顧TON Blockchain的架構圖，看上去是否與網絡架構有幾分相似之處？我們有理由相信，做網絡出身的Durov兄弟在進行TON的設計時，就是受到了網絡架構的啓發。最初始的情況下，每個網絡設備作爲單點獨立工作（每個账戶作爲一條Shardchain），由於部分網絡設備之間的交流很頻繁，於是將其組合爲一個局域網（從單點Shardchain組合爲更大的Shardchain），不同局域網之間借助上層節點交流（Shardchain之間通過Masterchain進行互操作）。

TON Blockchain，實際上就是另一種形式的網絡，此爲TON of the network。

By the Network

區塊鏈作爲分布式系統，各節點之間需要通過P2P網絡進行通信，而不能通過中心化服務器以及CS架構進行通信。對於Bitcoin、Ethereum這樣的單體區塊鏈而言，通過gossip協議傳播區塊與交易就能夠滿足需求，但是對於TON而言，多鏈架構對網絡協議提出了更高的要求。

TON節點之間使用Abstract Datagram Network Layer (ADNL)進行數據傳輸，ADNL對傳統的TCP/IP分層架構中的網絡層進行了抽象。爲了便於識別身份，節點之間不需要考慮IP地址，而是利用抽象網絡地址（Abstract Network Address）進行通信。該地址是一個256位整數，是基於ECC公鑰以及其他參數的哈希值，便於節點之間的通信加解密，這爲不同Shardchain之間的分割提供了基礎。

TON使用Kademlia Distributed Hash Table (DHT)來定位網絡中的其他節點，當客戶端需要提交交易至某Shardchain的Validator，就可以通過Key在DHT中查找，獲取Validator的位置。

最關鍵的部分在於Overlay網絡。由於不同Shardchain各自爲政，不關心也沒有能力處理其他Shardchain上的交易，所以需要在TON Network內部爲每個Shardchain構建Overlay子網絡，對希望參與通信的節點开放，Overlay網絡內部通過基於ADNL的gossip協議進行通信。

依靠着獨特的網絡協議設計，尋址、傳輸、應用分別敲定，TON得以實現無限分片方案，獲得超高的TPS，此爲TON by the network。

For the Network

如今“萬鏈齊發”的時代，一條公鏈想要脫穎而出，必須揚長避短，突出自己的優勢，Ethereum的優勢在於TVL與應用生態，Solana的優勢在於其龐大的开發者生態，Arbitrum的優勢在於其技術的可靠性與運營能力，TON區塊鏈在當前的區塊鏈市場中處於一個相對嶄新但正在迅速崛起的位置，TON需要以其獨特的多鏈架構和高度可擴展性區分自己。

首先，其技術基礎促使其成爲一個具有高度靈活性和可擴展性的平台。由於其採用了創新的多鏈架構，它可以輕松處理大量的交易，這解決了很多其他區塊鏈面臨的可擴展性問題。

其次，TON與Telegram的緊密結合也使其在競爭中佔有一席之地。Telegram的龐大用戶基礎爲TON提供了一個龐大的潛在用戶群，這是許多新興區塊鏈所沒有的。

然而，它也面臨着一些挑战。其他區塊鏈項目已經建立了龐大的社區和生態系統，因此TON需要不斷努力吸引开發者和用戶。此外，它還需要與其他具有強大功能和創新解決方案的區塊鏈項目競爭，這意味着它必須不斷創新以保持其競爭優勢。

在與其他主流區塊鏈的競爭中，TON必須證明其技術優勢和實用性，這將是其未來發展的關鍵。通過展示其系統的安全性、速度和效率，它可能會吸引更多的企業和個人用戶。

總的來看，TON區塊鏈正處於一個非常有競爭力和動態的市場環境中。雖然它有一些顯著的優點，但它還需要證明自己的價值，特別是在一個已經有很多成熟和成功的項目存在的市場中。

那么TON的優勢是什么？在各種擴容方案成熟落地，“高性能”不再是決定鏈成敗的關鍵因素時，TON如何維持生態的活躍度？

CGV Research認爲，有兩個方向：一是社交網絡，另一是網絡服務。

從社交網絡的層面來看，只需考慮用戶使用Telegram時存在哪些需求。Telegram上存在大量進出口貿易，於是有了TON payment，內置於Telegram的錢包更是降低了使用門檻；用戶之間有展示藝術審美的需求，TON NFT就是很好的社交工具；與好友共同遊戲是最快樂的事情，所以GameFi能夠通過社交網絡進行快速裂變。

網絡服務更是TON的老本行，傳統網絡的一切都被TON重新做了一遍，稱爲互聯網的未來。匿名的eSIM實現了Telegram創始時的理想：一個保護隱私的社交網絡；TON域名提高了可讀性，讓用戶能夠在TON網絡中更輕松找到彼此；TON網址、TON代理、TON WWW希望爲所有人提供去中心化、安全、可靠的互聯網；TON存儲是Torrent的升級版，用去中心化存儲保證用戶數據的安全。

TON使用區塊鏈技術不只是爲了獲得資金，而是希望借助區塊鏈構建一個更加去中心化、安全、可靠的互聯網，此爲TON for the network。

結語

可惜的是，從當前TON生態的活躍程度來看，似乎並沒有太多用戶需要一個更加去中心化、安全、可靠的互聯網。這也是當前所有區塊鏈項目所面臨的問題，大多數人進入區塊鏈生態是爲了淘金，而不是真正需要去中心化的服務，如果沒有造富效應，項目很難獲得持續的關注。

所幸TON生態並不缺錢，TON已經成立了數億美元規模的生態基金，用於投資和孵化TON生態內的項目。依靠着整個Web3世界最大的月活用戶量，我們有理由相信未來TON生態將迎來爆發，值得持續關注。

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