TONはEOS [8]と好対照をなしている。TONは、あらゆる複雑さのスマートコントラクトを即座に展開でき、トランザクションとブロックのファイナライズ時間が短いコンセンサスメカニズムのおかげでより高いレベルのセキュリティを提供し、おそらく最も重要なのは動的シャーディングである。負荷が増加すると、後者は自動的にブロックチェーンをより多くのシャーディングチェーンに拡張し、単一のブロックチェーンアーキテクチャでは不可能なスケーラビリティを提供する（例えばSolanaで実装されているように）。当然ながら、Solanaの前身である、シャーディングをサポートしないEOSのような他のシングルブロックチェーンや疎結合のマルチブロックチェーンプロジェクトは、初期段階では華々しく見えましたが、これらのコンセプトは必然的に限界にぶつかり、後の段階でスケーラビリティと安定性に悪影響を及ぼしたため、短命に終わりました。/2021年9月に発生したソラナブロックチェーン[5]のクラッシュに関する初期の兆候によると、予期せぬトランザクションの急増により「メモリオーバーフローが発生」し、多くのバリデータが崩壊したため、ブロックチェーンは実際に17時間停止し、ネットワークは減速を余儀なくされ、最終的には停止した。このため、多くの検証者がクラッシュし、ネットワークがスローダウンし、最終的には停止せざるを得なくなった」と、停止を説明する公式文書から引用している。このことから、Solanaが実世界のトランザクションで将来的に発揮するパフォーマンスには疑問が残る。むしろ、ほんの一握りの異なるアカウントを含み、非常に特殊なテスト環境で実行される、単一のデータセンターまたは近隣の複数のデータセンターに配置された何百台もの強力な検証サーバーを使用した、目的に応じて構築された非常に単純なトランザクションの方が、はるかに堅牢であるように思われる。
2.2 喩え：Solanaは超蒸気機関車
Solanaは、よく知られた固有の限界を限界まで押し上げる、古いエンジニアリング手法の興味深い例です。そのため、技術の歴史におけるいくつかの似たようなストーリーを思い起こさせる。
そのひとつはもちろん、1938年にイギリスのLNER A4 4468 Mallard蒸気機関車が打ち立てた時速203kmの世界記録である。通常の旅客営業では、この平均速度には届かず、時速150キロで走っていた。しかし、当時は蒸気機関車、ディーゼル機関車、電気機関車すべての世界記録を保持していた。とはいえ、技術的には行き詰まりを見せ、日本の新幹線、フランスのTGV、ドイツのICEなど、その後の高速列車はすべてマルチユニット電気機関車である。興味深いことに、現代の高速鉄道はすべてこのようになっている。
多連式電気機関車とは、蒸気機関車に牽引される従来の列車ではなく、各車両にエンジン、あるいはそれ以上のエンジンが搭載されていることを意味する。我々はセグメンテーションの力を見た。電気エンジンは簡単に拡張でき、列車全体に分散させることができるのに対し、蒸気機関の技術はこのように拡張することができなかったからだ。
2つ目のテクノロジー・ストーリーとして思い浮かぶのは、2000年代初頭のインテルのPentium 4 CPUです。 インテルは、これらのプロセッサーのクロックを数年かけて徐々に10 GHzに引き上げ、前例のないレベルのパフォーマンスを達成すると約束しました。実際には、Pentium 4は前世代のPentium 3よりも遅いクロック周波数で実際のコードを実行するのが一般的で、インテルは4GHzの境界に達した後、当初約束したクロック周波数の上昇を実現することができなかった。その後、インテルはCPU開発のロードマップを完全に見直し、基本的にPentium 3アーキテクチャ（Intel XeonまたはIntel Core 2と改名）に戻し、クロック周波数は低くなったが、1つの物理デバイスに搭載されるCPUコアの数は増えていった。このアプローチはよりスケーラブルで耐久性があることが証明され、現在では必要に応じて 64 コア プロセッサを購入することができます。単一のコンピュート・コアをどんどん高速化することに基づくアプローチが失敗したのと同じように、マルチコア・アプローチ（ブロックチェーンにおける複数ユニットの列車やシャーディングに例えられる）は実行可能であることが証明された。
3つ目のテクノロジーストーリーは、1970年代から1980年代にかけて人気を博したものの、その後は市販のCPU（通常はインテルやAMDのサーバー版CPU）を数千個組み合わせたクラスターに取って代わられた、クレイなどのスーパーコンピューターの話だ。今日、スーパーコンピュータのトップ100は、すべて市販のCPUクラスタである。またしても、「スライシング」または「マルチセルシステム」が、シングルセルシステムの超最適化よりも勝ったのです。
私たちは、Solanaを、古代の技術パラダイムの可能な限りの技術的最適化を利用したものの、最終的には拡張不可能で技術的に行き詰まった、超蒸気機関車に例えて、技術の歴史の探求を締めくくりたいと思います。我々は、これらの技術的驚異を設計し、運用するために採用された創意工夫に拍手を送り、賞賛することができる。
3. Ether 2.0
TON と Ether 2.0 の比較は、2022年現在、Ether 2.0 の開発と展開がまだ不完全であるという事実によって、やや複雑になっています。現在わかっていることを説明しましょう[6]-[7]。
イーサ2.0への移行はいくつかの段階で行われます。まず、新しいBeaconブロックチェーン（ビーコンチェーン）[6]が展開されます（オリジナルのTONホワイトペーパーの用語ではメインチェーンと同様の働きをします）。このビーコン・ブロックチェーンは、Casperと呼ばれるオリジナルのPoSコンセンサス・アルゴリズムを使用する。その主な目的は、最大64のシャードチェーン（補助ブロックチェーン）の状態（最後のブロックのハッシュ）を登録することである。推奨されるPoSアルゴリズムは、参加するベリファイアの数（少なくとも16,384人）が多く、それぞれが少額のETH（1人32ETH）を誓約するという珍しいものである。これらの検証者は、基本的に32イーサを誓約するだけの通常のイーサ・ノードである。これらのノード間では、ブロックとメモリプールの伝搬に関連する通常のEtherネットワークの問題以外、特別な通信は必要ありません。この点で、Ether 2.0は例外的に「民主的」であるように思われる（他のPoSブロックチェーン・プロジェクトのほとんどすべてが、ある瞬間に数十人からせいぜい数百人の検証者がブロックの実際の作成に関与する、どちらかといえば「寡頭主義的」である）。しかし、これには代償が伴う。ブロックの検証時間は、Beaconブロックチェーンと64シャードチェーンの両方で10分から15分程度かかるようだ。言い換えれば、人は自分の取引が実際に完了したかどうかを確認するために10分から15分待たなければならない。
仮想的な移行の第2段階は、既存のイーサ1.0（PoW）ブロックチェーンを、新しいBeaconブロックチェーンに関連する64スライスチェーン（例えば、ゼロスライスチェーン）の1つに変換することからなる。その後、PoWコンセンサスメカニズムは無効になり、イーサはPoSブロックチェーンとして継続する。
最後に、第3フェーズでは63の他のシャードチェーンが作成されます[7]。イーサは64のシャードチェーンで構成され、そのうちの1つは古いイーサ1.0ブロックチェーンとなり、Beacon ブロックチェーンは主に誓約、カット（不品行な検証者を罰する）、合意形成、シャードチェーンハッシュの登録に特化したメインチェーンとなります。
現段階では、新しい63のスライスチェーンの正確な機能と、それらが互いにどのように相互作用するかは明らかではありません。この情報がなければ、複数のブロックチェーンシステムの比較を完成させることはできません。しかし、シャードチェーン間でメッセージングが導入された場合、メッセージを送信したシャードチェーンのブロックが最終的に特定されるまで、メッセージを別のシャードチェーンで処理できるようになるまで10分から15分待たなければならない。これが、現時点ではシャーディングチェーンの相互作用を考慮しない理由のようです。さらに、追加スライスは現時点ではEVMスマートコントラクトを実行することはできないはずです（将来的に再考される可能性は示唆されていますが）[7]。その代わりに、分散台帳の追加データストアとして使用されるべきです。スマートコントラクトは、任意のスマートコントラクトを実行するために使用されるのではなく、オフチェーンまたはレイヤー2のブロックチェーン計算（ビットコインのペイメントチャネルまたはライトニングネットワークに似ている）を完了するために使用されます。
このようにして、イーサ2.0は、断片化されたチェーンの相互作用や、異なる断片化されたチェーンに存在するスマートコントラクト間でのメッセージの受け渡しなどの問題を完全に回避しているように見えます。その代わりに、Etherの将来のユーザーは、すべてのトランザクションを関連性のないサイドチェーンで実行し、Ether 2.0のシャーデッドチェーンを使用してそれらのサイドチェーンの最終状態を完了することが期待されている。Ether 2.0が現在の毎秒15トランザクションから毎秒数万トランザクションにスケールできると主張しているのは、このような意味においてである。一貫性と最終性の保証が異なるさまざまなタイプのトランザクションが存在するため、この主張は誤解を招くと我々は考えている。現在の毎秒15件のトランザクションは、典型的にはオンチェーンのチューリング完全なEVMスマートコントラクトによって実行される。近い将来に約束される数万件の「トランザクション」は全く異なり、限られた数の参加者による非常に特殊化されたトランザクションである可能性があり、それらは生成された後に初めて一般的に見えるようになる。また、ライトニングネットワークがある場合とない場合のビットコインのパフォーマンスと比較することもできます。
しかし、この場合、TONブロックチェーンへの参照も許可されるべきであり、TONブロックチェーンのシャードチェーンに存在するスマートコントラクトにバインドされている支払いネットワーク内のすべての可能な支払いチャネルと「トランザクション」を含みます。つまり、Ether 2.0が1秒間に数万件の「トランザクション」（実際にはサイドチェーンと決済チャネルのトランザクションを意味する）を実行できることを認めるなら、この定義によれば、TONは1秒間に数十億件のそのような「トランザクション」を実行できることになる。要約すると、Ether 2.0は、EVMとスマートコントラクトの相互作用モデルの完全な再考なしには解決できないフラグメンテーションチェーンの相互作用の本当に複雑な問題を回避しているように思われます（より詳細な情報については、オリジナルのTONホワイトペーパー[1]の2.8.16を参照してください）。)を追加し、サイドチェーンと支払いチャネルの最終状態のみを保存するためにオリジナルのイーサネットブロックチェーンを増強しています[7]。これはやや敗北主義的なアプローチであり、世界で2番目に古いコアブロックチェーンプロジェクトは、チューリング完全なスマートコントラクトを導入した最初のプロジェクトであり、より野心的であると期待される！
現在想定されテストされている形では、イーサ2.0の目標は、既存のTON実装によってすでに達成されている速度と多様性のレベルを達成することではありません。
4.結論
TONブロックチェーンは、もともと2017年に考案され、説明されました。そのホワイトペーパー[1]では、スマートコントラクトのロジックとその相互作用に関わる本質的な変更なしに、1秒間に数百万件のトランザクションを処理できる真にスケーラブルなブロックチェーンプロジェクトを今後構築するために、TONが行った設計上の選択が必要だと思われる理由が慎重に説明されています。これが、TONが当時唯一の第5世代ブロックチェーン・プロジェクトとして選ばれた理由です。
それ以来、新たなブロックチェーンプロジェクトが出現している。これらのプロジェクトは、TONのホワイトペーパーで議論されたすべての古いブロックチェーン・プロジェクトの限界を克服し、おそらくブロックチェーン開発への新しいアプローチを考え出すだろうと予想される。それどころか、2017年当時でさえすでに時代遅れだったアイデアに基づいてブロックチェーンが再登場している。例えば、Solanaは2019年以降に設計されるもので、TONホワイトペーパーの用語で言えば、本質的に拡張性のない「第3世代ブロックチェーン・プロジェクト」の代替案であり、EOSの前身である2013年のBitSharesプロジェクトと同じタイプのものだ。読者が、同様のパフォーマンスを提供すると主張する、一見取るに足らない2013年のプロジェクトとSolanaが繰り返し比較されることに苛立ちを感じているのであれば、それには十分な理由があるのかもしれない。過去を利用してある程度未来を予測することができるのであれば、Solanaは開始から9年後（つまり2028年）に同じ困難に直面しているだろうと予測できるかもしれない。さらに、オリジナルのTONホワイトペーパーで説明した理由から、後日Solanaにスライスを追加してその本質的な非スケーラビリティを克服することは事実上不可能である。私たちを失望させたもう1つのブロックチェーン・ソリューションはEther 2.0で、Etherの主な功績であるチューリング完全なスマート・コントラクトを本質的に打ち消し、結局のところEtherは特に有用ではないと主張している。一方、Ether 2.0は、Solanaに関連して前述した一般原則の良い例です。シャーディングとスケーラビリティが考慮されていなければ、ブロックチェーン・プロジェクトに元々設計されていた通りに後付けすることはできません。
2022年現在、TONブロックチェーンは数少ない真にスケーラブルなブロックチェーンプロジェクトの1つであり続けています。そのため、内部的な変更を最小限に抑えながら、1秒間に数百万件、将来的に必要であれば1秒間に数千万件の真のチューリング完全なスマート契約トランザクションを実行できる、最も先進的なブロックチェーンプロジェクト（オリジナルのホワイトペーパーでは「第5世代」）であり続けています。創業以来5年間、汎用ブロックチェーン技術の最先端を走り続けている。
2017年以降、過去数年にわたって開発されたTON技術の実装に基づき、さまざまなテストネットワークとメインネットワークの高いパフォーマンスが、TONホワイトペーパーで提示されたアーキテクチャアプローチの効率性をさらに検証しています。
参考文献
[1] TONホワイトペーパー、オンラインで入手可能 https://ton-blockchain.github.io/docs/ton.pdf
[2] Solana: A New Architecture for High Performance Blockchain v0.8.13, https:// solana.com/solana-whitepaper.pdf
[3] Tower BFT: A high-performance implementation of Solana's PBFT, 17.07.2019, https://medium.com/solana-labs/tower-bft-solanas-high-performance-implementation- of-pbft-464725911e79
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