TON 重生：Telegram Open Network 的技術進階與未來展望

原作者：Cynic Shigeru

編譯： CGV Research

TL ; DR

• TON 的歷史： Telegram 由 Durov 兄弟創辦，於 2018 年開始開發自己的區塊鏈 - 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 的進一步開發。然而，2020-2021 年間，New TON 團隊基於開源資料重啟了 TON 開發，並成功將其更名為 The Open Network 。
• TON 的技術特點： TON 是專為大用戶群設計的。其特色在於採用分片技術，允許多條鏈並行處理交易，被稱為「 blockchain of blockchain s」。 TON 的架構分為三層： 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，它可以根據帳戶之間的互動關係組合成更大的 Shardchain 。
• TON 的網絡結構： TON 節點使用 Abstract Datagram Network Layer ( ADNL ) 進行通信，這為不同的 Shardchain 之間的互動提供了基礎。利用 Kademlia Distributed Hash Table ( DHT ) 定位網絡中的其他節點， TON 還創建了為每個 Shardchain 特定的 Overlay 子網絡，確保有效的通信。
• TON 的應用與前景： TON 不僅僅是為了獲得資金，而是為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，都是為了增強用戶隱私和數據安全。儘管當前的去中心化需求似乎並不高，但 TON 已經為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戰，但其創新的技術和對未來去中心化網絡的願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，也為其未來的發展奠定了堅實的基礎。

TON 往事

2018 年， Telegram 創始人 Durov 兄弟開始探索適用於 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，並先後啟動了兩個測試網。

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

2020-2021 年， New TON 團隊以開源資料為基礎，重啟了對 TON 的開發。2021 年 5 月社區投票決定將長期穩定運行的測試網 2 更名為 Mainnet 。 New TON 團隊也更名為 TON 基金會，作為非營利社區支持和發展 TON 。

這就是現在我們所熟悉的 TON ，全稱為 The Open Network 。

Of the Network

從故事的最開始， 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，那為什麼不多建幾條鏈呢？ 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，稱之為 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，分別為 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 集合以及對應的 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 Workchain s。每條 Workchain 在滿足互操作性標準的前提下，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 只是個虛擬的概念，它作為 Shardchains 的集合存在，而不存在實體。

為提升處理效率，每個 Workchain 會進一步分割為分片 Shardchain s ，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 僅為所有帳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，劃分條件往往是帳戶地址的前綴。例如，如果將 Workchain 平均劃分為 256 個分片，那麼以 0x00 , 0x01 , …… 0xFE , 0xFF 為地址前綴的帳戶，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，更合適的想像是首先將每個帳戶作為一條 Shardchain ，再根據他們之間的聯繫組合成更大的 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啟發。最初始的情況下，每個網絡設備作為單點獨立工作（每個帳戶作為一條 Shardchain ），由於部分網絡設備之間的交流很頻繁，於是將其組合為一個局域網（從單點 Shardchain 組合為更大的 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，此為 TON of the network 。

By the Network

區塊鏈作為分佈式系統，各節點之間需要通過 P 2 P 網絡進行通信，而不能通過中心化伺服器以及 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。為了便於識別身份，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，這為不同 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 各自為政，不關心也沒有能力處理其他 Shardchain 上的交易，所以需要在 TON Network 內部為每個 Shardchain 構建 Overlay 子網絡，對希望參與通信的節點開放， Overlay 網絡內部通過基於 ADNL 的 gossip 協議進行通信。

依靠著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 ，此為 TON by the network 。

For the Network

在如今「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開發者生態， 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為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，它可以輕鬆處理大量的交易，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 的龐大用戶基礎為 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，它也面臨著一些挑戰。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 需要不斷努力吸引開發者和用戶。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，這意味著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。

那麼 TON 的優勢是什麼？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 認為，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 時存在什麼需求。 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，稱為互聯網的未來。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 網絡中更輕鬆找到彼此； TON 網址、 TON 代理、 TON WWW 希望為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為了獲得資金，而是希望藉助區塊鏈構建一個更加去中心化、安全、可靠的互聯網，此為 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為了淘金，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。依靠著整個 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。