TON重生：创立简史、技术进阶与未来展望

出品：CGV Research

作者：Cynic Shigeru

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，NewTON团队（即现在的TON's core team）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 blockchains”。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，NewTON团队（即现在的TON's core team）以开源资料为基础，重启了对TON的开发。2021年5月社区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，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上存在大量交易结算，于是有了TON payment，其运作方式类似比特币闪电网络，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。