TON Sharding

TON Sharding — це підхід до управління блокчейном TON шляхом розбиття його на дрібніші, взаємопов'язані ланцюжки, відомі як «шарди». Шардінг експоненціально збільшує кількість транзакцій, що можуть бути проведені блокчейном, долаючи такі складнощі, як перевантаженість мережі та проблеми масштабованості, що часто трапляються в блокчейнах першого рівня.

Гібридна архітектура блокчейну TON

Блокчейн TON є за своєю природою гібридним, побудованим на двох рівнях блокчейнів: майстерчейні та воркчейнах. Усередині кожного воркчейна знаходяться шардчейни. Структура блокчейна TON містить у себі:

Майстерчейн: це центральний блокчейн. Він працює в основній мережі і зберігає такі важливі дані, як деталі протоколу, стейки валідаторів, стан воркчейнів і шардчейнів.
До 2³² воркчейнів: кожен воркчейн здатний працювати незалежно. Воркчейни обчислюють основні транзакції блокчейна, такі як сума переказу та операції смарт-контрактів.

До 2⁶⁰ шардчейнів у воркчейні. Поділ воркчейна на шардчейни дає змогу розподілити ці процеси, знижуючи навантаження і підвищуючи ефективність.

Блокчейн TON розширює межі вирішення трилеми блокчейна, яка полягає в спробі досягти децентралізації за рахунок зниження безпеки або масштабованості. Чим більше нод у мережі блокчейна, тим він безпечніший. Чим більше децентралізована мережа розширюється, зберігаючи при цьому швидкість і обсяг транзакцій, тим успішніше вона масштабується. Зазвичай масштабування призводить до зниження безпеки децентралізованої мережі. Блокчейн TON ефективно балансує усі три аспекти, досягаючи швидкості 104 715 транзакцій за секунду.

Інноваційні технології в TON

Щоб підвищити продуктивність і масштабованість, новаторська система TON Infinite Merging Paradigm (парадигма нескінченного злиття) розділяє єдиний блокчейн на кілька шардчейнів. Кожен акаунт або смарт-контракт працює як мінічейн у межах певного шардчейна, формуючи так звані ланцюжки облікових записів (account shards), які є віртуальними. Ці чейни обмінюються повідомленнями, що описують стан і зміни кожного рахунку та контракту в реальному часі.

Блокчейн TON використовує Instant Hypercube Routing (миттєву гіперкубічну маршрутизацію) як унікальну функцію міжшардингового зв'язку блоків, що працює незалежно від кількості шардів, які одночасно працюють у системі.

Dynamic sharding mechanism (динамічний механізм шардингу) — ще одна особливістьTON. Це система, що регулює кількість активних шардів залежно від поточних обсягів транзакцій. У періоди високої активності мережа може автономно збільшувати кількість шардів, щоб покрити різке зростання активності, забезпечуючи стабільну продуктивність. І навпаки, за низької активності мережа об'єднує шарди, для заощадження ресурсів без шкоди для швидкості транзакцій та безпеки мережі.

Історія та мета

Основна мета шардингу в TON — підтримати потенціал глобальної взаємодії на блокчейні. Для досягнення цієї мети мережа повинна ефективно приймати велику кількість транзакцій, зберігаючи при цьому низькі транзакційні збори і залишаючись функціональною. Амбіції TON відображають аналогічні рішення, досліджувані іншими блокчейнами для вирішення проблем масштабованості.

Транзакції за секунду на блокчейні Ethereum у червні 2024 року.

Порівняльний аналіз

Ethereum є одною із великих блокчейн-платформ, що зазнала проблем масштабованості та запропонувала шардинг як довгострокове рішення. Наразі Ethereum використовує рішення rollup для збільшення пропускної спроможності транзакцій, яка становить у середньому 14,3 транзакцій на секунду. Пікова швидкість мережі Bitcoin становить 8-9 транзакцій на секунду. Швидкість транзакцій

Порівняльна швидкість транзакцій популярних платформ для грошових переказів і платежів.

VISA становить від 2000 до 65000 транзакцій на секунду.

Zilliqa здатна використовувати від 4 до 6 шардів із 600 вузлами (нодами) в кожному, забезпечуючи 2828 транзакцій на секунду. Cardano також використовує шардинг як рішення для масштабування. Lightning — це рішення другого рівня, яке використовує канали off-chain стану для обходу обмежень Bitcoin. Polkadot намагається вирішити цю проблему за допомогою парачейнів і ретрансляційних чейнів, що дають змогу блокчейнам взаємодіяти один із одним.

Інтеграція з платформами соціальних мереж

Зображення з сайту Bolckchain.com, що показує швидкість транзакцій біткоїна за три місяці.

Унікальність TON полягає в можливості глибокої інтеграції з платформами соціальних мереж, зокрема з Telegram. Така інтеграція дає змогу здійснювати безшовні транзакції в додатку Telegram, змінюючи методи взаємодії користувачів із технологією блокчейн. Можливість проводити транзакції, не покидаючи інтерфейсу застосунку, забезпечує покращення юзабіліті та сприяє ширшому його впровадженню.

Джерела