TON新生：The Open Network的技术进步与未来展望

作者：cynicsong.eth 来源：mirror 

TON往事

2018年，Telegram创始人Durov 兄弟开始探索适用于Telegram的区块链解决方案。当时没有区块链能够支持Telegram的亿级用户群，因此他们决定设计自己的Layer 1 链，起名Telegram Open Network，简称TON。

数月后，通过对TON原生代币$Grams的ICO，TON募集到超17亿美金。2019年。Telegram团队陆续发布了相关文档，并先后启动了两个测试网。

2019年10月，美国证券交易委员会 (SEC) 起诉 Telegram，指控其进行未经注册的证券发行。Telegram团队暂停了TON的主网上线，并最终在与SEC的斗争中选择了放弃，停止TON的开发并将ICO资金退还给投资者。

2020-2021年，NewTON团队以开源资料为基础，重启了对TON的开发。2021年5月社区投票决定将长期稳定运行的测试网2更名为 Mainnet。NewTON 团队也更名为 TON 基金会，作为非营利社区支持和发展TON。

这就是现在我们所熟悉的TON，全称为The Open Network。

Of the Network

从故事的最开始，TON就是针对具有庞大用户数量的社交网络所构建的，TON Blockchain是Telegram的区块链。回到当时，在陈旧的技术体系下，主流区块链的TPS无法获得有效提升，如何能够承载Telegram亿级的用户数量与可能产生的每秒数百万比交易？

TON团队的想法是，单个区块链的TPS只能达到每秒数十次，那为什么不多建几条链呢？TON使用分片技术，将处理交易的工作水平地分摊到多条链上，构建一个由多条区块链组成的区块链网络，称之为blockchian of blockchains。

具体而言，TON Blockchain采用了金字塔型的三层架构，每层容纳一类区块链，分别为masterchain、workchain与shardchain。

Masterchain是TON Blockchain协调工作的中枢，仅有唯一一条。该链包含了协议的参数、Validators集合以及对于的share，当前工作的Workchains及下属Shardchains。下层的链会将其最新的区块哈希提交至Masterchain，这样当下层链需要发生跨链的消息读取时，能够确定最新状态。

Masterchain起到的是协调、锚定作用，而真正进行工作的，是一条条Workchain，系统最高可容纳2^32条Workchains。每条Workchain在满足互操作性标准的前提下，可以灵活地自定义规则，例如地址格式、交易类型、原生代币、智能合约虚拟机等。值得注意的是，Workchain只是一个虚拟的概念，它作为Shardchains的集合存在，而不存在实体。

为提升处理效率，每个Workchain回进一步分割为分片Shardchains，最高可达2^60。Shardchain遵守Workchain定下的规则，将工作水平分摊到所有的Shardchain中，每条Shardchain仅为所有账户集合中的一部分服务。

对于通常的分片，分片是自顶向下的，划分条件往往是账户地址的前缀。例如，如果将Workchain平均划分为256个分片，那么以0x00, 0x01, …… 0xFE, 0xFF为地址前缀的账户，将被分到不同的Shardchain中。而在TON的分片机制中，分片是自底向上的动态过程，更合适的想象是首先将每个账户作为一条Shardchain，再根据他们之间的联系组合成更大的Shardchain，以保证每条Shardchain具备足够的交易数量。

此时我们再回顾TON Blockchain的架构图，看上去是否与网络架构有几分相似之处？我们有理由相信，做网络出身的Durov兄弟在进行TON的设计时，就是受到了网络架构的启发。最初始的情况下，每个网络设备作为单点独立工作（每个账户作为一条Shardchain），由于部分网络设备之间的交流很频繁，于是将其组合为一个局域网（从单点Shardchain组合为更大的Shardchain），不同局域网之间借助上层节点交流（Shardchain之间通过Masterchain进行互操作）。

TON Blockchain，实际上就是另一种形式的网络，此为TON of the network。

By the Network

区块链作为分布式系统，各节点之间需要通过P2P网络进行通信，而不能通过中心化服务器以及CS架构进行通信。对于Bitcoin、Ethereum这样的单体区块链而言，通过gossip协议传播区块与交易就能够满足需求，但是对于TON而言，多链架构对网络协议提出了更高的要求。

TON节点之间使用Abstract Datagram Network Layer (ADNL)进行数据传输，ADNL对传统的TCP/IP分层架构中的网络层进行了抽象。为了便于识别身份，节点之间不需要考虑IP地址，而是利用抽象网络地址（Abstract Network Address）进行通信。该地址是一个256位整数，是基于ECC公钥以及其他参数的哈希值，便于节点之间的通信加解密，这为不同Shardchain之间的分割提供了基础。

TON使用Kademlia Distributed Hash Table (DHT)来定位网络中的其他节点，当客户端需要提交交易至某Shardchain的Validator，就可以通过Key在DHT中查找，获取Validator的位置。

最关键的部分在于Overlay网络。由于不同Shardchain各自为政，不关心也没有能力处理其他Shardchain上的交易，所以需要在TON Network内部为每个Shardchain构建Overlay子网络，对希望参与通信的节点开放，Overlay网络内部通过基于ADNL的gossip协议进行通信。

依靠着独特的网络协议设计，寻址、传输、应用分别敲定，TON得以实现无限分片方案，获得超高的TPS，此为TON by the network。

For the Network

在如今“万链齐发”的时代，一条公链想要脱颖而出，必须扬长避短，突出自己的优势，Ethereum的优势在于TVL与应用生态，Solana的优势在于其庞大的开发者生态，Arbitrum的优势在于其技术的可靠性与运营能力，那么TON的优势是什么？在各种扩容方案成熟落地，“高性能”不再是决定链成败的关键因素时，TON如何维持生态的活跃度？

答案是网络，一是社交网络，另一是网络服务。

从社交网络的层面来看，只需考虑用户使用Telegram时存在哪些需求。Telegram上存在大量进出口贸易，于是有了TON payment，内置于Telegram的钱包更是降低了使用门槛；用户之间有展示艺术审美的需求，TON NFT就是很好的社交工具；与好友共同游戏是最快乐的事情，所以GameFi能够通过社交网络进行快速裂变。

网络服务更是TON的老本行，传统网络的一切都被TON重新做了一遍，称为互联网的未来。匿名的eSIM实现了Telegram创始时的理想：一个保护隐私的社交网络；TON域名提高了可读性，让用户能够在TON网络中更轻松找到彼此；TON网址、TON代理、TON WWW希望为所有人提供去中心化、安全、可靠的互联网；TON存储是Torrent的升级版，用去中心化存储保证用户数据的安全。

TON使用区块链技术不只是为了获得资金，而是希望借助区块链构建一个更加去中心化、安全、可靠的互联网，此为TON for the network。

结语

可惜的是，从当前TON生态的活跃程度来看，似乎并没有太多用户需要一个更加去中心化、安全、可靠的互联网。这也是当前所有区块链项目所面临的问题，大多数人进入区块链生态是为了淘金，而不是真正需要去中心化的服务，如果没有造富效应，项目很难获得持续的关注。

所幸TON生态并不缺钱，TON已经成立了数亿美元规模的生态基金，用于投资和孵化TON生态内的项目。依靠着整个Web3世界最大的月活用户量，我们有理由相信未来TON生态将迎来爆发，值得持续关注。