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本文根据TON的白皮书,对其技术细节进行分析和拆解,进一步走进旨在支持数十亿并发用户的公链:The Open Network.
Source:
https://ton.org/whitepaper.pdf
共识算法决定了网络如何达成交易和区块的一致性,不同的共识算法有不同的性能和安全特性。 TON使用了自定义的权益证明(PoS)算法,旨在提供高吞吐量和低延迟,以支持大规模的交易处理。
在TON生态中,权益证明(Proof of Stake, PoS)允许网络参与者根据他们持有和“抵押”的代币数量来创建和验证新的区块。其运行方式有以下关键点:
1. 验证者(Validators):
角色: 验证者是网络中的主要参与者,负责创建和验证新的区块。验证者通常是通过他们抵押的TON代币数量来被选出的。抵押越多的代币,被选为验证者的机会就越大。
2. 抵押(Staking):
过程: 参与者将他们的TON代币“抵押”为权益,以获得创建和验证区块的机会。
奖励: 抵押的参与者可以获得区块奖励和交易费用作为回报。
3. 区块创建(Block Creation):
过程: 被选出的验证者负责创建新的区块,并将其提交到网络进行验证。验证者会检查区块的所有交易以确保它们都是有效的,并且没有双重支付或其他问题。最后通过投票的方式表达对新区块的支持或反对。
共识: 在许多权益证明(PoS)系统中,一个区块被认为是有效的,通常需要超过2/3或3/4的验证者投票支持,一旦达成共识,区块被添加到区块链上。
4. 安全性和诚实行为:
激励: 验证者有激励保持诚实和正确地执行他们的职责,因为不诚实或错误的行为可能导致他们失去抵押的代币。如果验证者被发现进行恶意行为,他们的抵押代币可能会被没收。
例如:.
双重签名(Double Signing):验证者为同一个区块创建或签署两个或更多不同的版本。
长程攻击(Long Range Attack):验证者创建一个从远古时代分叉出来的私人链,并试图使其比主链更长。
无效区块创建(Invalid Block Propagation): 验证者故意创建和传播无效的区块。
自私挖矿(Selfish Mining): 验证者故意隐藏新发现的区块,以便他们可以单独挖掘后续的区块。
交易审查(Transaction Censorship):验证者故意不处理某些有效的交易。
5. 委托(Delegation):
过程: 普通用户(没有足够代币进行抵押的用户)可以将他们的代币委托给验证者。
奖励分配: 委托者可以根据他们委托的代币数量分享验证者获得的奖励。
6. 网络治理:
投票权: 抵押的参与者通常也有权在网络治理决策上投票,例如协议更改或其他重大决策。
但是,TON在2020年被Telegram正式终止,原因是与美国证券交易委员会(SEC)的法律纠纷。Telegram被指控未注册进行了17亿美元的代币销售,这迫使公司停止了TON的开发和发布。
TON的代码和设计已经被社区接手,并以Free TON的形式继续发展。Free TON是一个去中心化的区块链网络,它使用了TON的代码基础和设计。
与 Ethereum 和 BTC 的比较:

交易吞吐量决定了网络能够处理的交易数量。更高的吞吐量意味着更高的性能。TON设计为支持每秒数百万笔交易,而比特币和以太坊的吞吐量远低于这个数字。
首先,影响交易吞吐量的核心因素有以下:
区块大小: 区块大小决定了每个区块可以包含多少交易。较大的区块可以包含更多的交易,但可能需要更长的时间来传播和验证。
区块生成时间: 区块生成时间是创建新区块的时间间隔。较短的区块时间可以更快地处理交易,但可能增加链的分叉概率。
共识算法: 决定了交易和区块如何被验证和添加到区块链上。PoS 比 PoW 更快和更高效。
网络延迟和带宽: 影响了交易和区块的传播时间,较高的网络延迟和较低的带宽限制了吞吐量。
分片和并行处理: 分片和并行处理允许同时处理多个交易或区块,进而提高了系统的吞吐量和效率。
与 Ethereum 和 BTC 的对比:

注:TPS=区块生成时间/每个区块的交易数量
在和Solana进行比较过程中,TON 在Complex Transaction 和 Time-to finality(TTF) 的性能突出。一个交易从被提交到被不可逆转地确认的时间低于6秒,且能够跨分片通信,进一步表现出较高的可扩展性和吞吐量。

以太坊和TON都支持智能合约,而比特币的脚本功能相对有限。在TON上开发智能合约,开发者有三种编程语言选择:Fift、FunC和Tact。
在TON的设计中,包含了以下模块:
TON Virtual Machine (TVM) TON使用了TON Virtual Machine (TVM)的轻量级堆栈虚拟机,专为处理智能合约和区块链交易而设计,能高效且快速地执行智能合约的代码和操作,同时支持多种编程语言和工具,如 FunC、Solidity 和 Python等。
智能合约编程语言 TON提供了FunC ,一种类似 C 语言的编程语言,它具有比 Solidity 更易于读写的函数和变量。FunC 的设计旨在简化智能合约的开发过程
分片和并行处理 TON通过允许同时执行多个智能合约,提高了智能合约的处理速度和效率。它的动态分片技术还可以根据网络负载和容量自动进行优化,使 TON 能够支持高并发的应用程序,进一步提高性能。
跨链交互 TON支持跨链和跨分片的智能合约交互,允许智能合约在不同的链和分片之间无缝通信和交互。这种跨链交互能力扩展了智能合约的功能和应用范围,适应复杂和多变的业务需求。
安全性 在TON上,智能合约在一个安全的执行环境中运行,充分保护了它们免受外部攻击和干扰。TON的安全机制确保了智能合约的代码和数据被有效地隔离和保护。
网络架构影响了区块链的可扩展性和安全性。不同于Ethereum , BTC 的是,TON采用了一种多层区块链架构,包括主链(masterchain)和多个工作链(workchain):
1. 主链(Masterchain) 功能:
主链主要负责协调和管理整个网络。
记录了所有工作链的状态和信息。
主链还处理跨链交易和信息传递。
2.工作链(Workchain) 功能:
工作链负责处理实际的交易和智能合约。
每个工作链可以独立运作,处理特定类型或类别的交易。
主链和工作链之间,以及不同工作链和分片之间可以进行交互和通信,这确保了整个网络的协调和一致性。

除了主链和工作链,TON还使用了分片技术,每个工作链可以进一步分割成多个分片,每个分片处理一部分交易,且分片可以动态调整,确保每个分片都保持可管理的大小和负载,通过允许更细粒度的并行处理,进一步提高了吞吐量和效率。
这样的种架构允许TON并行处理多个交易和智能合约,大大提高了其吞吐量和效率。
分布式账本信息包括账本的结构、数据存储和访问方式等,影响网络的数据一致性、可访问性和安全性。
TON分布式哈希表 首先,哈希表是一种数据结构,它通过使用哈希函数将键(key)映射到存储桶(bucket)中,从而实现快速数据访问。在TON中,哈希表是分布式的,意味着数据被存储在网络中的多个节点上。
工作原理:
当需要存储一个数据项时,TON使用一个哈希函数来确定应该将数据项存储在哪个节点上。
当需要检索数据时,使用相同的哈希函数来快速找到存储数据的节点,允许高效的数据插入、删除和查找操作。
数据被加密和冗余存储在多个节点上,即使某些节点发生故障或被攻击,数据仍然可以从其他节点恢复,确保了数据的安全性和持久性。与传统的哈希表相比,分布式哈希表在分布式和大规模环境中提供了更高的性能和可靠性。

隐私保护是许多用户和组织选择使用区块链技术的重要因素,更不用说TON和加密友好的平台 Telegram 之间千丝万缕的联系,用户数据安全就是其生态繁荣的遵守要义。
TON运用了 TON Proxy 是一个网络代理匿名服务,用于隐藏 TON 节点的 IP 地址,类似于 I2P (Invisible Internet Project),去构建去中心化的 VPN 服务,结合 TON DNS 和 TON P2P 网络,保护用户隐私。

1. 端到端加密: 确保数据在传输过程中的安全性,只有发送方和接收方可以访问数据的实际内容。在TON中,端到端加密的实现主要依赖于公钥基础设施 (PKI) 和对称加密算法,以及Diffie-Hellman 密钥交换算法。
在Telegram中的应用:
用于保护用户之间的消息和通话。
Eg:Secret Chats是一对一的聊天,确保只有发消息的用户和聊天的另一方能解密消息,当用户发送消息时,它会被加密,然后传送到Telegram服务器,只有接收方才能解密并看到消息内容。此外 , Secret Chats还有一些其他安全性规则,如更新密钥、检查消息完整性等,以确保聊天的安全性,即使服务器也无法访问消息内容,防止了服务中心作恶。
Source: https://core.telegram.org/api/end-to-end
2. 隐私交易: TON隐私交易允许用户进行私密交易,其可以创建一次性地址和匿名凭证,使用零知识证明来验证交易的有效性,而不泄露交易的具体信息。

本文根据TON的白皮书,对其技术细节进行分析和拆解,进一步走进旨在支持数十亿并发用户的公链:The Open Network.
Source:
https://ton.org/whitepaper.pdf
共识算法决定了网络如何达成交易和区块的一致性,不同的共识算法有不同的性能和安全特性。 TON使用了自定义的权益证明(PoS)算法,旨在提供高吞吐量和低延迟,以支持大规模的交易处理。
在TON生态中,权益证明(Proof of Stake, PoS)允许网络参与者根据他们持有和“抵押”的代币数量来创建和验证新的区块。其运行方式有以下关键点:
1. 验证者(Validators):
角色: 验证者是网络中的主要参与者,负责创建和验证新的区块。验证者通常是通过他们抵押的TON代币数量来被选出的。抵押越多的代币,被选为验证者的机会就越大。
2. 抵押(Staking):
过程: 参与者将他们的TON代币“抵押”为权益,以获得创建和验证区块的机会。
奖励: 抵押的参与者可以获得区块奖励和交易费用作为回报。
3. 区块创建(Block Creation):
过程: 被选出的验证者负责创建新的区块,并将其提交到网络进行验证。验证者会检查区块的所有交易以确保它们都是有效的,并且没有双重支付或其他问题。最后通过投票的方式表达对新区块的支持或反对。
共识: 在许多权益证明(PoS)系统中,一个区块被认为是有效的,通常需要超过2/3或3/4的验证者投票支持,一旦达成共识,区块被添加到区块链上。
4. 安全性和诚实行为:
激励: 验证者有激励保持诚实和正确地执行他们的职责,因为不诚实或错误的行为可能导致他们失去抵押的代币。如果验证者被发现进行恶意行为,他们的抵押代币可能会被没收。
例如:.
双重签名(Double Signing):验证者为同一个区块创建或签署两个或更多不同的版本。
长程攻击(Long Range Attack):验证者创建一个从远古时代分叉出来的私人链,并试图使其比主链更长。
无效区块创建(Invalid Block Propagation): 验证者故意创建和传播无效的区块。
自私挖矿(Selfish Mining): 验证者故意隐藏新发现的区块,以便他们可以单独挖掘后续的区块。
交易审查(Transaction Censorship):验证者故意不处理某些有效的交易。
5. 委托(Delegation):
过程: 普通用户(没有足够代币进行抵押的用户)可以将他们的代币委托给验证者。
奖励分配: 委托者可以根据他们委托的代币数量分享验证者获得的奖励。
6. 网络治理:
投票权: 抵押的参与者通常也有权在网络治理决策上投票,例如协议更改或其他重大决策。
但是,TON在2020年被Telegram正式终止,原因是与美国证券交易委员会(SEC)的法律纠纷。Telegram被指控未注册进行了17亿美元的代币销售,这迫使公司停止了TON的开发和发布。
TON的代码和设计已经被社区接手,并以Free TON的形式继续发展。Free TON是一个去中心化的区块链网络,它使用了TON的代码基础和设计。
与 Ethereum 和 BTC 的比较:

交易吞吐量决定了网络能够处理的交易数量。更高的吞吐量意味着更高的性能。TON设计为支持每秒数百万笔交易,而比特币和以太坊的吞吐量远低于这个数字。
首先,影响交易吞吐量的核心因素有以下:
区块大小: 区块大小决定了每个区块可以包含多少交易。较大的区块可以包含更多的交易,但可能需要更长的时间来传播和验证。
区块生成时间: 区块生成时间是创建新区块的时间间隔。较短的区块时间可以更快地处理交易,但可能增加链的分叉概率。
共识算法: 决定了交易和区块如何被验证和添加到区块链上。PoS 比 PoW 更快和更高效。
网络延迟和带宽: 影响了交易和区块的传播时间,较高的网络延迟和较低的带宽限制了吞吐量。
分片和并行处理: 分片和并行处理允许同时处理多个交易或区块,进而提高了系统的吞吐量和效率。
与 Ethereum 和 BTC 的对比:

注:TPS=区块生成时间/每个区块的交易数量
在和Solana进行比较过程中,TON 在Complex Transaction 和 Time-to finality(TTF) 的性能突出。一个交易从被提交到被不可逆转地确认的时间低于6秒,且能够跨分片通信,进一步表现出较高的可扩展性和吞吐量。

以太坊和TON都支持智能合约,而比特币的脚本功能相对有限。在TON上开发智能合约,开发者有三种编程语言选择:Fift、FunC和Tact。
在TON的设计中,包含了以下模块:
TON Virtual Machine (TVM) TON使用了TON Virtual Machine (TVM)的轻量级堆栈虚拟机,专为处理智能合约和区块链交易而设计,能高效且快速地执行智能合约的代码和操作,同时支持多种编程语言和工具,如 FunC、Solidity 和 Python等。
智能合约编程语言 TON提供了FunC ,一种类似 C 语言的编程语言,它具有比 Solidity 更易于读写的函数和变量。FunC 的设计旨在简化智能合约的开发过程
分片和并行处理 TON通过允许同时执行多个智能合约,提高了智能合约的处理速度和效率。它的动态分片技术还可以根据网络负载和容量自动进行优化,使 TON 能够支持高并发的应用程序,进一步提高性能。
跨链交互 TON支持跨链和跨分片的智能合约交互,允许智能合约在不同的链和分片之间无缝通信和交互。这种跨链交互能力扩展了智能合约的功能和应用范围,适应复杂和多变的业务需求。
安全性 在TON上,智能合约在一个安全的执行环境中运行,充分保护了它们免受外部攻击和干扰。TON的安全机制确保了智能合约的代码和数据被有效地隔离和保护。
网络架构影响了区块链的可扩展性和安全性。不同于Ethereum , BTC 的是,TON采用了一种多层区块链架构,包括主链(masterchain)和多个工作链(workchain):
1. 主链(Masterchain) 功能:
主链主要负责协调和管理整个网络。
记录了所有工作链的状态和信息。
主链还处理跨链交易和信息传递。
2.工作链(Workchain) 功能:
工作链负责处理实际的交易和智能合约。
每个工作链可以独立运作,处理特定类型或类别的交易。
主链和工作链之间,以及不同工作链和分片之间可以进行交互和通信,这确保了整个网络的协调和一致性。

除了主链和工作链,TON还使用了分片技术,每个工作链可以进一步分割成多个分片,每个分片处理一部分交易,且分片可以动态调整,确保每个分片都保持可管理的大小和负载,通过允许更细粒度的并行处理,进一步提高了吞吐量和效率。
这样的种架构允许TON并行处理多个交易和智能合约,大大提高了其吞吐量和效率。
分布式账本信息包括账本的结构、数据存储和访问方式等,影响网络的数据一致性、可访问性和安全性。
TON分布式哈希表 首先,哈希表是一种数据结构,它通过使用哈希函数将键(key)映射到存储桶(bucket)中,从而实现快速数据访问。在TON中,哈希表是分布式的,意味着数据被存储在网络中的多个节点上。
工作原理:
当需要存储一个数据项时,TON使用一个哈希函数来确定应该将数据项存储在哪个节点上。
当需要检索数据时,使用相同的哈希函数来快速找到存储数据的节点,允许高效的数据插入、删除和查找操作。
数据被加密和冗余存储在多个节点上,即使某些节点发生故障或被攻击,数据仍然可以从其他节点恢复,确保了数据的安全性和持久性。与传统的哈希表相比,分布式哈希表在分布式和大规模环境中提供了更高的性能和可靠性。

隐私保护是许多用户和组织选择使用区块链技术的重要因素,更不用说TON和加密友好的平台 Telegram 之间千丝万缕的联系,用户数据安全就是其生态繁荣的遵守要义。
TON运用了 TON Proxy 是一个网络代理匿名服务,用于隐藏 TON 节点的 IP 地址,类似于 I2P (Invisible Internet Project),去构建去中心化的 VPN 服务,结合 TON DNS 和 TON P2P 网络,保护用户隐私。

1. 端到端加密: 确保数据在传输过程中的安全性,只有发送方和接收方可以访问数据的实际内容。在TON中,端到端加密的实现主要依赖于公钥基础设施 (PKI) 和对称加密算法,以及Diffie-Hellman 密钥交换算法。
在Telegram中的应用:
用于保护用户之间的消息和通话。
Eg:Secret Chats是一对一的聊天,确保只有发消息的用户和聊天的另一方能解密消息,当用户发送消息时,它会被加密,然后传送到Telegram服务器,只有接收方才能解密并看到消息内容。此外 , Secret Chats还有一些其他安全性规则,如更新密钥、检查消息完整性等,以确保聊天的安全性,即使服务器也无法访问消息内容,防止了服务中心作恶。
Source: https://core.telegram.org/api/end-to-end
2. 隐私交易: TON隐私交易允许用户进行私密交易,其可以创建一次性地址和匿名凭证,使用零知识证明来验证交易的有效性,而不泄露交易的具体信息。

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