Anahtar çıkarımlar

TON, yüksek hızlı uygulamalara odaklanan temel bir teknolojik mantığa sahiptir: TON, Telegram'dan çıkmıştır; işlemler doğrudan mesajlara dayalı olarak zincire kaydedilir ve eşler arası iletişimi destekler.

1. Eşzamansız mesaj iletimi: Geliştirme dili olarak seçilen FunC, "mesaj" alışverişi yoluyla TON düğümleri arasındaki iletişimi kolaylaştırır. Bununla birlikte, TON eşzamansız bir zincir olarak çalıştığından, mantıksal zaman (It) kavramının tanıtılması, mesajların zincirler arasında doğru şekilde senkronize edilmesi için çok önemlidir. Bu, mesajların mantıksal zamanının (lt) kronolojik sıraya göre sıkı bir şekilde yürütülmesinin sağlanmasıyla elde edilir ve bilgilerin doğru şekilde yürütülmesini garanti eder.
2. Hypercube mesaj yönlendirme mekanizması: TON, düzenli yönlendirme ve hızlı yönlendirmenin bir kombinasyonunu kullanır. Düzenli yönlendirme, parçalar arasındaki mesajları bitişik düğümleri içeren bir hiperküp yapısı aracılığıyla iletir. Hızlı yönlendirme, mesajları hiperküpün kenarları boyunca ileterek hızı artıran Merkle kanıtlarını içerir.
3. Ekosistem gelişimi için PoS + BFT fikir birliği: POS, blok oluşturma süreci sırasında kapsamlı hesaplamaları ortadan kaldırır, bu da daha yüksek verimlilik, daha düşük maliyetler ve gelişmiş ağ performansı sağlar ve bu da onu DAPP uygulamalarının pratik uygulamasına yardımcı olur. DPOS daha hızlı olmasına rağmen güven hızı BFT sistemlere göre daha yavaştır. Bu nedenle TON, BFT konsensüs mekanizmasını tercih ediyor.

TON'un dinamik çok parçalı mimarisi uygulama ölçeklenebilirliğini kolaylaştırır: TON paralel sorgular aracılığıyla hızı artırır, dinamik parçalamayla sorgu doğruluğunu artırır ve bir hücre paketi yapısı aracılığıyla genişletilebilirliği artırır.

1. Dinamik çok parçalı mimari: TON üç katmandan oluşur: tek bir ana zincir, birden fazla Çalışma Zinciri ve dinamik olarak artabilen, azalabilen ve bölünebilen parça zincirleri. Her bir parça zinciri, çeşitli hesap zincirlerinin bir koleksiyonudur ve DAPP'ler, belirli parça zincirlerini bağımsız olarak etkinleştirebilir.
2. Hızla güncellenebilen küresel durum: Küresel durumun güncellenmesi DAG'a benzer, "hücre torbası" adı verilen bir yapıyı içerir. Yeni ve eski hücre grubunu birleştirerek eski kökü kaldırarak hızla güncellenir. Aynı zamanda blokları güncellemek için dikey blok onarım mekanizmasını benimser.

TON gelecekte teknik çerçevesini optimize etmeye devam edecek: Paralel genişleme, zincir parçalama araçlarının kullanıma sunulması ve düğüm denetimlerinin güçlendirilmesi yoluyla TON, hız ve ölçeklenebilirlik konusundaki avantajlarını sürdürmeyi hedefliyor.

Blockchain Ölçeklendirme Zorlukları

Blockchain ölçeklenebilirliği çok önemli bir teknik zorluktur ve blockchain teknolojisinin geliştirilmesinde önemli bir etkendir: Blockchain uygulamaları büyüdükçe ve kullanıcı sayıları arttıkça, mevcut blockchain ağları sıklıkla yetersiz verim ve uzun işlem onay süreleri sorunlarıyla karşı karşıya kalır. Geleneksel blockchain tasarımları, büyük ölçekli işlemleri ve kullanıcı taleplerini karşılama yeteneklerini sınırlayarak ağ tıkanıklığına, yüksek işlem maliyetlerine ve verimsizliğe yol açar.

Blockchain ölçeklenebilirliğinin zorlukları öncelikle dağıtılmış mimari ve fikir birliği mekanizmalarından kaynaklanmaktadır: Blockchain'in fikir birliği mekanizması ve dağıtılmış doğası, ağdaki her düğümün tüm işlemleri doğrulamasını ve kaydetmesini gerektirir, bu da ağın verimini sınırlandırır. Ek olarak, blockchain'in güvenliği ve merkezi olmayan özellikleri, tüm düğümlerin eksiksiz blockchain kopyalarını muhafaza etmesini talep ederek depolama ve iletim üzerindeki yükü artırır.

Blockchain ölçeklenebilirliği sorununu çözmek için araştırmacılar, Sharding, Sidechains ve Layer 2 çözümleri gibi çeşitli ölçeklendirme çözümleri önerdiler: Bu yaklaşımlar, ağı daha küçük parçalara bölerek, bağımsız blok zincirleri sunarak veya ek yapılar inşa ederek ağ verimini ve performansını artırmayı amaçlıyor. ana zincirde. Ancak bu çözümler, parçalar arası iletişim, parçalar arası varlık transferleri ve fikir birliği mekanizması tasarımı gibi yeni teknik zorlukları ve güvenlik sorunlarını beraberinde getiriyor.

1. Örneğin parçalama, tüm blockchain ağının daha küçük parçalara veya parçalara bölünmesini ve her bir parçanın işlemlerin ve verilerin bir bölümünü bağımsız olarak işlemesini içerir. Bu mekanizma genel ağ verimini ve performansını geliştirebilirken, hala parçalar arası iletişimin ve parçalar arası işlemlerin güvenliği ve tutarlılığıyla ilgili zorluklarla karşı karşıyadır. Ek olarak, parçalama mekanizmaları, genel ağın tutarlılığını ve güvenliğini sağlamak için fikir birliği mekanizmalarının tasarımını ve uygulanmasını ele almalıdır.
2. Yan zincir teknolojisi, bir blok zinciri ağı içindeki ana zincire bağlı bağımsız blok zincirleri oluşturmayı ve çalıştırmayı içerir. Yan zincirler, kendi kurallarına ve işlevlerine sahip olmakla birlikte ana zincirle iki yönlü varlık transferini kolaylaştırır. Yan zincir teknolojisinin temel prensibi, bazı işlemleri yan zincir üzerinde işleyerek ana zincirin yükünü hafifletmek ve daha yüksek ölçeklenebilirlik ve esneklik sağlamaktır. Ancak yan zincirler, iki yönlü varlık transferlerinde varlık güvenliğini ve tutarlılığı sağlamak için güvenli mekanizmalar ve protokoller gerektirir. Ek olarak, yan zincirlerin tasarımı ve uygulanmasında ana zincirle uyumluluk ve birlikte çalışabilirlik dikkate alınmalıdır.
3. Rollup ise büyük miktarda işlem verisini zincir dışında bir yan zincirde saklar ve bu işlemlerin özet bilgilerini doğrulama için ana zincire gönderir. Avantajı, işlem verilerini zincir dışında depolayarak ve doğrulama için ana zinciri kullanarak blockchain ağının ölçeklenebilirliğini ve performansını önemli ölçüde artırmasında yatmaktadır. Ancak Rollup yaklaşımında merkezileşme ve güvenlikle ilgili endişeler mevcuttur.
4. Solana'nın Tarih Kanıtı (POH) gibi yeni mutabakat mekanizmaları, zaman damgalarını her işlemle ilişkilendirerek blok zinciri için doğrulanabilir bir zaman dizisi sağlar. Bu zaman dizisi, işlem sırasını ve zamanını doğrulamak, iletişim maliyetlerini ve fikir birliği sürecindeki gecikmeleri azaltmak için kullanılabilir. Solana 65.000'e kadar TPS talep ederken, düğümler arası iletişim dikkate alındığında gerçek veri çıkışı 6-8 bin TPS civarındadır (günlük olarak 4-5 bin civarında).

Telegram kökenli TON blockchain, devasa bir kullanıcı tabanına hizmet etme fikriyle tasarlandı: Telegram, aylık 800 milyondan fazla aktif kullanıcıya sahip olan ve yazılım içinde her gün milyarlarca mesaj ileten, dünyanın en popüler sosyal platformlarından biridir. Telegram'ın web3'e girişi olan TON, başından beri yalnızca küçük bir kullanıcı tabanı yerine milyarlarca kullanıcıya hitap edecek şekilde tasarlandı.

TON'un Teknik Mimarisi

Uyarlanabilir Sonsuz Bölünmüş Çok Zincirli Tasarım

TON'un parçalaması aşağıdan yukarıya doğru: Geleneksel blok zinciri parçalama şemaları genellikle yukarıdan aşağıya bir yaklaşımı benimsiyor, önce tek bir blok zinciri oluşturuyor ve ardından performansı artırmak için onu etkileşimli blok zincirlere ayırıyor, TON'un parçalaması aşağıdan yukarıya bir yaklaşım benimsiyor. Bu hesap zincirlerini, Çalışma Zincirlerinin tamamen sanal veya mantıksal formlarda var olduğu bir Parça Zinciri oluşturarak parça zincirleri halinde düzenler. TON, "blok zincirlerin blok zinciri" olarak adlandırılan birden fazla zincirde paralel işlem gerçekleştirmeyi başarır. Bu yaklaşım sistem performansını etkili bir şekilde artırır.

TON, ana zincir, çalışma zinciri ve parça zincirinden oluşan dinamik bir parçalama mimarisine sahiptir: Ana zincir koordinatları oluştururken, gerçek işlem işlemi çeşitli çalışma zincirleri ve parça zincirleri içinde gerçekleşir. Ek olarak, TON'un parçalaması dinamiktir ve her hesap bir parça zinciri olarak işlev görür. Bunlar, dinamik genişleme ihtiyaçlarını karşılamak için hesaplar arasındaki etkileşimlere dayalı olarak daha büyük parça zincirleri halinde uyarlanabilir bir şekilde birleştirilebilir.

1. Masterchain: Protokol parametrelerini, doğrulayıcı kümelerini, karşılık gelen paylaşımları ve mevcut aktif çalışma zincirlerini ve bunların alt parça zincirlerini kaydeden yalnızca bir tane vardır. Alt zincirler, zincirler arası mesaj alımı gerektiğinde en son durumun belirlenmesini sağlamak için en son blok karmasını ana zincire gönderir.

Parçalama sınırına ulaşırsa her parça zinciri yalnızca bir hesap veya akıllı sözleşme saklayacak. Bu, bireysel hesapların durumunu ve geçişlerini tanımlayan çok sayıda "hesap zinciri" ile sonuçlanır; bu zincirler karşılıklı olarak bilgi iletir ve Parça Zincirleri aracılığıyla Çalışma Zinciri oluşturur.

1. Çalışma Zinciri: Sistemin 2^32'ye kadar Çalışma Zincirini desteklediği, Parça Zincirlerinin bir koleksiyonu olarak var olan sanal bir konsepttir. Her Çalışma Zinciri, birlikte çalışabilirlik standartları karşılandığı sürece işlem türleri, token türleri, akıllı sözleşmeler ve adres formatları gibi kuralları esnek bir şekilde özelleştirebilir. Ancak, etkili mesaj alışverişi için Çalışma Zincirlerinin aynı mesaj kuyruğu formatını paylaşması gerekir; bu da tüm Çalışma Zincirleri için benzer güvenlik garantileri anlamına gelir.
2. Shardchain: İşleme verimliliğini artırmak için Shardchain'ler yüksek yükler sırasında otomatik olarak bölünür ve azalan yükler sırasında birleşir. Her Çalışma Zinciri ayrıca Parça Zincirlerine (2^60'a kadar) bölünür. Parça Zincirleri, işi tüm Parça Zincirlerine dağıtır ve her biri hesap koleksiyonunun yalnızca bir kısmına hizmet eder.

Bilgi Aktarım Mekanizmaları

Mesaj: TON, dilini geliştirmek için FunC'nin send_raw_message fonksiyonunu kullandığından, TON düğümleri tarafından iletilen mesajlara “mesajlar” denir. TON'daki bir işlem, başlangıçta onu tetikleyen bir gelen mesajdan ve diğer sözleşmelere gönderilen bir dizi giden mesajdan oluşur;

Hypercube Routing: Parçalı bir zincirin bir bloğunda oluşturulan mesajların hedef parçalı zincirin bir sonraki bloğuna hızlı bir şekilde teslim edilmesini ve işlenmesini sağlayan üç boyutlu yapılandırılmış bir mesajlaşma mekanizması.

Eşzamansız mesaj teslimi

Eşzamansız çağrılar senkronizasyon zorlukları yaratır: Eşzamanlı blok zincirlerinde işlemler birden fazla akıllı sözleşme çağrısını içerebilir. Asenkron sistemlerde kullanıcılar aynı işlemde hedef akıllı sözleşmeden anında yanıt alamazlar. Bu gecikmenin nedeni, sözleşme çağrılarının işlenmesinin birkaç blok alabilmesi ve kaynak ile hedef bloklar arasındaki yönlendirme mesafesinin bu süreci etkilemesidir.

Sonsuz parçalama elde etmek için mesajların tamamen paralelleştirilmesini sağlamak önemlidir, bu da mantıksal zaman kavramının ortaya çıkmasına yol açar: TON'da her işlem yalnızca tek bir akıllı sözleşme üzerinde yürütülür ve sözleşmeler arasında mesajları kullanarak iletişim kurar. Bu, asenkron zincirlerde mantıksal zaman kavramını tanıtır ve zincirler arasında mesajların senkronizasyonunu sağlar. Her mesajın kendi mantıksal zamanı veya Lamport zamanı vardır (bundan sonra lt olarak anılacaktır). Bu süre, olaylar arasındaki ilişkileri izlemek ve doğrulayıcıların ilk önce hangi olayları işlemesi gerektiğini belirlemek için kullanılır.

Yürütme mantığı, lt mesajının yürütme sırasına tam olarak uyularak garanti edilir: Bir hesaptan gönderilen mesajlar ve bir hesapta meydana gelen işlemler, oluşturulan işlemlerin lt'si mesajların lt'sinden daha büyük olacak şekilde kesin olarak sıralanır. Ek olarak, bir işlemde gönderilen mesajların lt'si, mesajları tetikleyen işlemin lt'sinden kesinlikle daha büyüktür. Çoklu mesaj olması durumunda lt'si düşük olanlar daha erken işleme alınır.

Mesaj Hypercube yönlendirme mekanizması

TON, Hızlı Yönlendirme + Yavaş Yönlendirme ile paralel yürütmeyi kullanır:

Yavaş Yönlendirme: Bilginin kaynak zincirinde bir blok halinde paketlendiği ve daha sonra bir aktarıcı aracılığıyla bir parça zincirinden diğerine aktarıldığı daha istikrarlı ve geleneksel bir zincirler arası bilgi işleme yöntemi. İletim için birden fazla ara parça zinciri de kullanılabilir. Tüm parça zincirleri bir "hiperküp" grafiği oluşturur ve mesajlar bu hiperküpün kenarları boyunca yayılır. Doğrulayıcılar tarafından doğrulandıktan sonra bilgiler başka bir blokta paketlenir.

Yavaş Yönlendirmenin avantajı, tüm bilgilerin tam bir blok onay sürecinden geçmesi gerektiğinden daha yüksek güvenlik ve merkezi olmayan yapıda yatmaktadır. N ölçeğine sahip parça zincirlerinden oluşan bir hiperküp ağı için, yol sayısı atlama = log16(N). Bu nedenle bir milyon parça zincirini desteklemek için yalnızca 4 yönlendirme düğümüne ihtiyaç vardır.

Hızlı Yönlendirme: Yavaş Yönlendirmede mesajlar hiperküpün kenarları boyunca yayılır. Hızlandırmak için Hızlı Yönlendirme, hedef parça zincirinin doğrulayıcılarının mesajı önceden işlemesine, bir Merkle kanıtı sağlamasına ve iletilen mesajı yok etmek için bir makbuz göndermesine olanak tanır.

Hızlı Yönlendirme daha hızlıdır (düğümler en uygun yolu bulabilir) ve çift dağıtımı önler. Ancak Yavaş Yönlendirmenin yerini alamaz çünkü doğrulayıcılar makbuzları kaybetmeleri nedeniyle cezalandırılmaz ve bu da belirli bir güvenlik riski oluşturur.

Parçalanmış bir blok zincirinin küresel durumu

“Hücre torbası”: Yönlendirilmiş Asiklik Grafiğe (DAG) benzer şekilde güncellenen bir hücre kümesi. Bu, yeni durumu kendi kökü olan başka bir "hücre torbası" olarak temsil etmeyi ve ardından yeni ve eski hücre kümelerini birleştirirken aynı anda eski kökü kaldırmayı içerir.

Dikey blok onarımı: TON parça zincirlerinde her blok yalnızca tek bir blok değil, bir zincirdir. Hatalı bir parça zincirindeki bir bloğun düzeltilmesi gerektiğinde, bloğun değiştirilmesi için “dikey blok zincirine” yeni bir blok gönderilecektir.

Uzlaşma

POS ağı üç rolden oluşur:

1. Doğrulayıcı Düğümler: Donanım gereksinimlerini karşıladıktan sonra 300.000 TON stake ederek ağ güvenliğinin korunmasına katılan katılımcılar. Bloklar, aylık olarak seçilen 100 ila 1000 düğüm tarafından oluşturulur. Görev süreleri boyunca seçilen düğümler, yeni bloklar oluşturmak için birden fazla çalışma grubuna bölünür. Her yeni bloğun başarılı bir şekilde oluşturulduğunun kabul edilmesi için çalışma grubundaki stake edilmiş düğümlerin 2/3'ünden fazlasının imzası gerekir. Kötü niyetli davranış, kesmeye ve diskalifiye edilmeye yol açabilir.
2. Balıkçı: Doğrulayıcı düğümlerin doğrulama görevlerini özenle tamamlayıp tamamlamadığını kontrol etmek için geçersiz kanıt göndererek denetleyici görevi görür.
3. Nominator: Doğrulayıcı düğümlere yeni parça zinciri aday blokları önerir. Blok seçilirse küratör kâr eder. Parça zincirinin durumunu ve komşu parça zinciri verilerini doğrulamaktan ve bunları doğrulayıcı düğümlere göndermekten sorumludurlar.

BFT (Bizans Hata Toleransı): TON, seçenekleri tarttıktan sonra, DPOS'un daha hızlı olmasına rağmen daha yüksek güven seviyesi ve hızı nedeniyle DPOS yerine BFT'yi seçti.

TON'un yeni çerçevesi TG'nin yüksek hızlı bilgi aktarımını destekleyebilir

TON, dinamik çok parçalı mimari aracılığıyla yüksek işlem hızına ve kesinliğe ulaşır: TON'daki her kullanıcı cüzdanı kendi zincirine sahip olabilir ve yüksek TPS'nin teorik temeli, parçaların paralel hesaplanmasını, anlık parçalar arası iletişim desteğini ve TVM desteğini içerir. asenkron hesaplama.

TON, bilgi aktarma mekanizması aracılığıyla daha yüksek ölçeklenebilirlik sağlar: TON blockchain'de akıllı sözleşmeler arasındaki çağrılar atomik olmaktan ziyade eşzamansızdır. Bu, bir akıllı sözleşme diğerini çağırdığında çağrının hemen yürütülmediği, işlem bittikten sonra gelecekteki bir blokta işlendiği anlamına gelir. Bu tasarım, tüm işlem işlemlerinin tek bir blokta tamamlanmasını gerektirmediği için daha yüksek ölçeklenebilirliğe olanak tanır.

TON gelecekte teknik çerçeveyi optimize etmeye devam edecek…

TON'un teknik yol haritası, TON'un hız ve ölçeklenebilirlik avantajlarını sürekli olarak geliştirecektir:

1. Sıralayıcıların ve Doğrulayıcıların Ayrılması.
2. Ölçeklenebilirlik ve Hız İyileştirmesi: TON'un çok sayıda işlemi yönetirken paralel genişleme elde etmesini sağlamak.
3. Zincir Parçalama Kılavuzları ve Araçları: Borsalarda, ödeme sistemlerinde ve TON hizmetlerinde yüksek miktarda TON işinin üstesinden gelmek için kılavuzların ve kod örneklerinin düzenlenmesi.
4. Doğrulayıcı Düğümler Arasında Koordinasyonun Geliştirilmesi: Düşük performans gösteren doğrulayıcıların tespiti ve cezalandırılmasının güçlendirilmesi ve iyileştirilmesi.

Yasal Uyarı:

1. Bu makale [community.tonup] adresinden yeniden basılmıştır. Tüm telif hakları orijinal yazara (PKU blockchain Association'dan Kiwi) aittir. Bu yeniden basıma itirazlarınız varsa lütfen Gate Learn ekibiyle iletişime geçin; onlar konuyu hemen halledeceklerdir.
2. Sorumluluk Reddi: Bu makalede ifade edilen görüş ve görüşler yalnızca yazara aittir ve herhangi bir yatırım tavsiyesi teşkil etmez.
3. Makalenin diğer dillere çevirileri Gate Learn ekibi tarafından yapılır. Aksi belirtilmedikçe tercüme edilen makalelerin kopyalanması, dağıtılması veya intihal edilmesi yasaktır.