TON 重生：Telegram Open Network 的技术进阶与未来展望

原作者： Cynic   Shigeru

编译： CGV Research

TL ; DR

• TON 的历史： Telegram 由 Durov 兄弟创办，于 2018 年开始开发自己的区块链 - Telegram Open Network ( TON )，以满足其亿级用户需求。通过其代币 $ Grams 的 ICO ， TON 筹集了超过 17 亿美元。但在 2019 年，由于美国证券交易委员会 ( SEC ) 的起诉， Telegram 放弃了 TON 的进一步开发。然而，2020-2021 年间，New TON 团队基于开源资料重启了 TON 开发，并成功将其更名为 The Open Network 。
• TON 的技术特点： TON 是专为大用户群设计的。其特色在于采用分片技术，允许多条链并行处理交易，被称为「 blockchain of blockchain s」。 TON 的架构分为三层： masterchain 、 workchain 和 shardchain 。 masterchain 是协调中枢，而实际交易处理是由各个 workchain 和 shardchain 完成。此外， TON 的分片是动态的，它可以根据账户之间的交互关系组合成更大的 Shardchain 。
• TON 的网络结构： TON 节点使用 Abstract Datagram Network Layer ( ADNL ) 进行通信，这为不同的 Shardchain 之间的交互提供了基础。利用 Kademlia Distributed Hash Table ( DHT ) 定位网络中的其他节点， TON 还创建了为每个 Shardchain 特定的 Overlay 子网络，确保有效的通信。
• TON 的应用与前景： TON 不仅仅是为了获得资金，而是为了构建一个去中心化、安全、可靠的互联网。例如， TON eSIM 、 TON 域名和 TON 存储等功能，都是为了增强用户隐私和数据安全。尽管当前的去中心化需求似乎并不高，但 TON 已经为其生态设立了巨额基金，并依靠其庞大的用户基数，有望在未来引起关注和成长。
• 虽然 TON 在初次推出时遭遇了挑战，但其创新的技术和对未来去中心化网络的愿景使它在区块链领域持续受到关注。其强大的资金支持和庞大的用户群，也为其未来的发展奠定了坚实的基础。

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， New TON 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 。 New TON 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 Workchain s。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 Shardchain s ，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 P 2 P 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， TON 区块链在当前的区块链市场中处于一个相对崭新但正在迅速崛起的位置， TON 需要以其独特的多链架构和高度可扩展性区分自己。

首先，其技术基础促使其成为一个具有高度灵活性和可扩展性的平台。由于其采用了创新的多链架构，它可以轻松处理大量的交易，这解决了很多其他区块链面临的可扩展性问题。

其次， TON 与 Telegram 的紧密结合也使其在竞争中占有一席之地。 Telegram 的庞大用户基础为 TON 提供了一个庞大的潜在用户群，这是许多新兴区块链所没有的。

然而，它也面临着一些挑战。其他区块链项目已经建立了庞大的社区和生态系统，因此 TON 需要不断努力吸引开发者和用户。此外，它还需要与其他具有强大功能和创新解决方案的区块链项目竞争，这意味着它必须不断创新以保持其竞争优势。

在与其他主流区块链的竞争中， TON 必须证明其技术优势和实用性，这将是其未来发展的关键。通过展示其系统的安全性、速度和效率，它可能会吸引更多的企业和个人用户。

总的来看， TON 区块链正处于一个非常有竞争力和动态的市场环境中。虽然它有一些显著的优点，但它还需要证明自己的价值，特别是在一个已经有很多成熟和成功的项目存在的市场中。

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？

CGV Research 认为，有两个方向：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。