TON：高并发与高可扩展性的区块链设计

TON是一个去中心化的计算网络，包含一个主链和多个组件。它最初由一个团队开发，现由全球独立贡献者社区维护。2017年，开发团队开始探索区块链解决方案，由于没有现有的L1区块链能支持其庞大的用户基础，他们决定设计自己的区块链。2018年，团队发起了代币销售。2020年，因监管问题，原开发团队退出项目，一部分开源开发者接手代码库，更名为The Open Network，并继续开发。

作为一个去中心化执行环境，TON需要面对高并发请求与海量数据问题。当前，其他高性能区块链实测最高TPS只有65000左右，难以支撑百万级TPS需求。此外，随着应用规模扩大，产生的数据量巨大，而区块链作为一个极度冗余的分布式系统，要求每个节点保存完整数据是不现实的。

为解决这些问题，TON对主流区块链协议做出了两方面优化：

1. 采用"无限分片范式"设计系统，解决数据冗余问题，承载大数据，缓解性能瓶颈。

2. 引入基于Actor模型的完全并行执行环境，极大提升网络TPS。

3. 多层链结构

TON中的四层链结构包括：

• 账户链：表示与某个账户相关的一系列交易组成的链。通常是一个虚拟概念，不太可能真正独立存在。

• 分片链：实际的组成单元，是一组账户链的集合。

• 工作链：有自定义规则的分片链，如基于EVM的工作链。社区成员可以创建自己的工作链，但需要支付高额费用，并获得验证者2/3的票数批准。

• 主链：负责所有分片链的最终性。一旦分片链区块的哈希值合并到主链区块中，分片链区块及其所有父区块被认为具有最终性。

TON网络特点：

• 动态分片：自动拆分和合并分片链以适应负载变化，新块快速生成，交易无长时间等待。

• 高度可扩展：通过无限分片范式，支持几乎无限数量的分片，理论上可达2的60次方个工作链。

• 自适应性：网络某部分负载增加时，细分更多分片处理；负载减少时，分片合并提高效率。

跨链通信问题与解决方案：

TON采用"超立方体路由算法"实现跨链消息通信路由发现，确保消息沿最短路径传输，提高通信效率。同时，TON提出乐观技术方案，用户可提供某个路由路径的有效证明，节点即可直接承认消息的可信性。

TON的地址结构由两部分组成：（workchain_id, account_id），其中workchain_id按照超立方体路由算法编码。

共识算法：

TON采用BFT+PoS方式，任意staker均有机会参与区块打包，选举治理合约每隔一段时间从所有Stakers中随机选择验证者集群，被选中者通过BFT算法打包出块，错误或作恶会被罚没，反之则获得奖励。

基于Actor模型的智能合约和完全并行执行环境：

TON采用自下而上的设计思路，采用Actor模型重构智能合约及其执行方式，实现完全并行执行。主流区块链协议多为单线程串行执行环境，而TON则通过Actor模型，允许智能合约独立执行，不依赖外部数据，并行处理消息。

数据层分析：

2024年，TON因其独特设计理念和高性能表现，吸引了大量用户和投资者关注。其代币价格在短时间内从年初约2.72美元上升至4.38美元，市值从95亿美元增长至155亿美元。

总锁仓量（TVL）：截至2024年4月，TON的TVL接近4.5亿美元，显示出其生态系统的强大吸引力。

价格飙升的原因：

根据报道，TON价格急剧上涨主要归功于其在2024年进一步整合到某通讯应用中。该应用宣布，频道所有者将通过TON代币收到广告收入，这为代币增加了重要实用性。此外，代币还被用于购买该应用的广告、用户名和号码，订阅高级服务，以及用于频道赠品活动。