TON：高並發與高可擴展性的區塊鏈設計

TON是一個去中心化的計算網路，包含一個主鏈和多個組件。它最初由一個團隊開發，現由全球獨立貢獻者社區維護。2017年，開發團隊開始探索區塊鏈解決方案，由於沒有現有的L1區塊鏈能支持其龐大的用戶基礎，他們決定設計自己的區塊鏈。2018年，團隊發起了代幣銷售。2020年，因監管問題，原開發團隊退出項目，一部分開源開發者接手代碼庫，更名爲The Open Network，並繼續開發。

作爲一個去中心化執行環境，TON需要面對高並發請求與海量數據問題。當前，其他高性能區塊鏈實測最高TPS只有65000左右，難以支撐百萬級TPS需求。此外，隨着應用規模擴大，產生的數據量巨大，而區塊鏈作爲一個極度冗餘的分布式系統，要求每個節點保存完整數據是不現實的。

爲解決這些問題，TON對主流區塊鏈協議做出了兩方面優化：

1. 採用"無限分片範式"設計系統，解決數據冗餘問題，承載大數據，緩解性能瓶頸。

2. 引入基於Actor模型的完全並行執行環境，極大提升網路TPS。

3. 多層鏈結構

TON中的四層鏈結構包括：

• 帳戶鏈：表示與某個帳戶相關的一系列交易組成的鏈。通常是一個虛擬概念，不太可能真正獨立存在。

• 分片鏈：實際的組成單元，是一組帳戶鏈的集合。

• 工作鏈：有自定義規則的分片鏈，如基於EVM的工作鏈。社區成員可以創建自己的工作鏈，但需要支付高額費用，並獲得驗證者2/3的票數批準。

• 主鏈：負責所有分片鏈的最終性。一旦分片鏈區塊的哈希值合並到主鏈區塊中，分片鏈區塊及其所有父區塊被認爲具有最終性。

TON網路特點：

• 動態分片：自動拆分和合並分片鏈以適應負載變化，新塊快速生成，交易無長時間等待。

• 高度可擴展：通過無限分片範式，支持幾乎無限數量的分片，理論上可達2的60次方個工作鏈。

• 自適應性：網路某部分負載增加時，細分更多分片處理；負載減少時，分片合並提高效率。

跨鏈通信問題與解決方案：

TON採用"超立方體路由算法"實現跨鏈消息通信路由發現，確保消息沿最短路徑傳輸，提高通信效率。同時，TON提出樂觀技術方案，用戶可提供某個路由路徑的有效證明，節點即可直接承認消息的可信性。

TON的地址結構由兩部分組成：（workchain_id, account_id），其中workchain_id按照超立方體路由算法編碼。

共識算法：

TON採用BFT+PoS方式，任意staker均有機會參與區塊打包，選舉治理合約每隔一段時間從所有Stakers中隨機選擇驗證者集羣，被選中者通過BFT算法打包出塊，錯誤或作惡會被罰沒，反之則獲得獎勵。

基於Actor模型的智能合約和完全並行執行環境：

TON採用自下而上的設計思路，採用Actor模型重構智能合約及其執行方式，實現完全並行執行。主流區塊鏈協議多爲單線程串行執行環境，而TON則通過Actor模型，允許智能合約獨立執行，不依賴外部數據，並行處理消息。

數據層分析：

2024年，TON因其獨特設計理念和高性能表現，吸引了大量用戶和投資者關注。其代幣價格在短時間內從年初約2.72美元上升至4.38美元，市值從95億美元增長至155億美元。

總鎖倉量（TVL）：截至2024年4月，TON的TVL接近4.5億美元，顯示出其生態系統的強大吸引力。

價格飆升的原因：

根據報道，TON價格急劇漲主要歸功於其在2024年進一步整合到某通訊應用中。該應用宣布，頻道所有者將通過TON代幣收到廣告收入，這爲代幣增加了重要實用性。此外，代幣還被用於購買該應用的廣告、用戶名和號碼，訂閱高級服務，以及用於頻道贈品活動。