Sergey Prilutsky, un conocido experto en blockchain, jefe del departamento de investigación de MixBytes y del proyecto SmartZ durante el evento Telegram, compartió información detallada sobre el proyecto TON de Pavel Durov.

Los datos se obtuvieron después de estudiar información clasificada sobre el estado actual del desarrollo de TON y serán interesantes no solo para los especialistas, sino también para una amplia gama de inversores potenciales.

Informacion publica

La financiación para el desarrollo del proyecto TON se recaudó durante dos rondas de ICO cerradas. Gracias a esto, fue posible recaudar $ 1.7 mil millones de inversiones, el tamaño mínimo de la participación fue de $ 20 millones, alrededor de 100 inversores participaron en el ICO, entre los cuales se encontraba Roman Abramovich.

El volumen completo de la criptomoneda interna del proyecto se lanzará de inmediato y ascenderá a 5 mil millones de monedas GRAM. Después del lanzamiento del proyecto, los tokens ICO de los inversores se intercambiarán por monedas en una proporción de 1 a 1.

Características técnicas de la cadena de bloques TON

En la red TON, el consenso está asegurado por nodos validadores especiales que reciben una comisión por sus servicios. Algo similar se implementa en el protocolo Ripple. La confiabilidad de la transacción es confirmada por el algoritmo BFT (la tarea de los generales bizantinos).

Los micropagos no se muestran inmediatamente en la cadena de bloques , solo su hash es visible. Para garantizar la validez de las microtransacciones, cada validador debe tener en la cuenta algún depósito de seguridad en monedas GRAM, el cual es provisto por los nominados.

El validador no puede realizar más transacciones de las que puede proporcionar con monedas colaterales. En caso de un pago erróneo, el validador y el nominador transfieren monedas a las cuentas de otros validadores de esta cantidad para cubrir sus gastos y garantizar la transacción.

Cada nodo de red es responsable de su propia parte de la cadena de bloques, que se divide en pequeñas piezas: fragmentos (fragmentos). Con un aumento significativo en la carga en la red, parte de los fragmentos se pueden transferir a los nodos de red vecinos.

Los desarrolladores de TON llamaron a esta idea "Infinite Sharding". La estructura similar de blockchain hace posible no solo compartir fácilmente fragmentos, sino también reparar automáticamente áreas dañadas.

Información de investigación del ecosistema TON

Sergey Prilutsky realizó un estudio en profundidad del proyecto TON, durante el cual surgieron características interesantes del nuevo proyecto. A continuación, proponemos familiarizarse con información detallada sobre la estructura y las características de la plataforma de cadena de bloques Telegram Open Network (TON).

La idea de Fragmentos Infinitos

El concepto principal de la plataforma TON es el mensaje. El usuario puede enviarlo desde fuera de la cadena de bloques a la dirección de cualquier cuenta del sistema. Tal procedimiento provoca la creación de un mensaje a otras cuentas de red. Además, el estado de una cuenta individual se puede imaginar en forma de su propia cadena de bloques (accountchain). Es inherentemente un repositorio de mensajes entrantes y salientes.

Muchas cuentas de fragmentos se fusionan en Shardchain, una cadena de bloques mantenida por un nodo validador. La composición interna de dicha cadena de fragmentos puede cambiar dinámicamente, dependiendo de la carga en un nodo de red particular.

Muchas cadenas de fragmentos están unidas en una cadena de trabajo, otra estructura de cadena de bloques, debido al mismo prefijo en su dirección. A su vez, todas las cadenas de trabajo forman una cadena maestra, que es la cadena de bloques general para la red TON. Detengámonos con más detalle en estas estructuras.

Masterchain

La cadena maestra es la cadena principal que establece las reglas para todas las cadenas de blockchains de nivel inferior. Su función es monitorear y administrar el estado global de toda la red abierta de Telegram.

La peculiaridad de la cadena maestra es que no tiene ramificación y fusión de partes individuales, es decir en esto, se asemeja a una cadena de bloques clásica. Cada bloque de la cadena maestra contiene hashes de los últimos bloques de fragmentos organizados en un árbol binario, y almacena el estado de los contratos inteligentes del sistema, así como su código. Control de PoS , datos sobre validadores, participantes de la red: todo esto se almacena en la cadena maestra. Sin embargo, no se pudo encontrar información precisa sobre este tema, y la que no es confiable y no es definitiva.

La gestión de Masterchain se basa en contratos inteligentes del sistema que contienen dichos parámetros globales:

• El número total y otras características de la moneda GRAM.
• Lista de nodos de validación, parámetros de su parte, dirección del contrato mediante el cual se realiza una selección mensual de nuevos validadores.
• Parámetros TVM (TON Virtual Machine), su versión, precios mínimos y máximos de gasolina, similar a Ethereum .
• Contratos inteligentes de tokens adicionales y su estado.

Es importante que todos los cambios en los parámetros TON globales sean aceptados por consenso de más de 2/3 de todos los validadores de acuerdo con el algoritmo BFT.

Cadena de trabajo

Workchain es una blockchain condicional que combina el mismo tipo de chardchain. Su identificador es un prefijo para el número de identificación de fragmentos, es necesario para el enrutamiento exacto de los mensajes.

En TON, hay suficiente espacio para muchas cadenas de trabajo (2 ^ 32, que corresponde a aproximadamente 4,3 mil millones de cadenas de trabajo), y en cada una de ellas puede organizar su propia lógica de mensajes. Por ejemplo, un taller puede servir contratos de Ethereum, y el otro puede implementar UTXO anónimo (monedas no gastadas), como se hace en ZCash.

Shardchain

Shardchayn es la principal unidad de trabajo en la red TON. Shardchain es una cadena separada de bloques que envía y recibe mensajes de otros fragmentos, es decir Es una cadena de bloques que sirve a su conjunto de cuentas.

Cada validador contiene una lista completa de sus fragmentos y solo una parte de los bloques de los vecinos. El validador produce nuevos bloques en su shardchyn, enviando y recibiendo mensajes de otros fragmentos. En este nivel, ya es posible separar y fusionar cadenas de bloques de cadena de fragmentos. Esquemáticamente, se parece a un DAG (gráfico acíclico dirigido), donde cada bloque tiene varios padres, que son los últimos bloques de las cadenas de fragmentos unidos.

Bloques de fragmentos

Cada bloque de fragmentos debe contener un determinado conjunto de datos requerido, el llamado parte indivisible Incluye:

• El hash del bloque anterior y, posiblemente, los hash de los padres en caso de fusión de shardchaynov.
• Validación de firmas para bloques ya aceptados.
• El número de la última cadena de bloque maestro conocida.
• Hashes del estado inicial y final del fragmento para este bloque.
• Una cola de mensajes salientes en forma de una lista de mensajes enviados a otros fragmentos.

Accountchain

Una cadena de cuentas es una cadena de bloques TON de nivel de entrada. Cada identificador de cuenta es una clave de 256 bits + identificador de cadena de trabajo. Por ejemplo, la dirección de un contrato inteligente se vería así:

1: 81525a3672b55678d4139b993b542c5c9735ac41b653d963a42855c9834b6921a4.

Y la dirección de la cuenta de usuario es así:

Ef + BVndfdQ45nUdlsfsmv68KBHGSgBJsfsv58dG2SE4oPMgs4.

La cuenta misma recibe y recibe mensajes (naturalmente, estos no son mensajes de Telegram). Pueden contener tokens GRAM, ser llamadas de contrato inteligentes, representar cualquier otro dato, etc.

Todos los mensajes se procesan solo cuando se entregan al fragmento deseado. En este caso, pueden moverse libremente a través de fragmentos intermedios. Los mensajes también pueden provenir de fuera de la cadena de bloques TON, es decir, ser "mensajes de la nada".

Cuenta

Cualquier cuenta es un contrato inteligente, posiblemente incluso con un código vacío. Cada cuenta paga una tarifa por el almacenamiento de datos, es decir su saldo disminuye con el tiempo.

La cuenta contiene información sobre el saldo de los tokens GRAM, el código del contrato o su hash, el tiempo pasado en la red, comenzando con la aparición de la celda raíz, estadísticas sobre el uso del almacén de datos (por ejemplo, cuando se pagó por última vez el almacenamiento), una descripción formal de la interfaz.

Bajo nivel de almacenamiento, celdas

Todos los datos se almacenan en la cadena de bloques TON en estructuras llamadas células. Esta es la unidad básica para medir el tamaño de todos los elementos de la red: mensajes, código de contrato, una amplia variedad de datos.

Cada celda contiene 1023 bits de información y hasta 4 enlaces a celdas vecinas. Hay 256 tipos diferentes de celdas, que difieren en la forma en que se implementan y en la cantidad de enlaces a otras celdas. Todos ellos se combinan en un árbol con el número de enlaces para cada elemento de 0 a 4. Las celdas se utilizan para el almacenamiento unificado y la operación determinista en el almacenamiento de blockchain.

Algoritmos TON internos

Ya nos hemos reunido con la estructura de la cadena de bloques TON y sus elementos principales. Ahora es el turno de los principios de su trabajo y sus conceptos fundamentales.

Tiempo lógico

Como aprendimos anteriormente, la estructura de datos en TON es un DAG, como, en principio, en el 90% de otras criptomonedas, incluido el bitcoin . Para corregir el hecho de la entrega de un mensaje o evento en la cadena de bloques, se usa un contador monótono durante las operaciones con ellos, y cada mensaje contiene su propio tiempo.

Debido a la falta de servidores de sincronización de hora central, el uso del tiempo absoluto dentro de la red puede generar varios errores. Es por eso que los sistemas de mensajes decidieron detenerse en un momento lógico.

Mensaje

¿Qué es un mensaje? Esta es absolutamente cualquier operación entre fragmentos. Cualquier bloque de fragmentos debe tener un mensaje entrante de un mensaje saliente de otro bloque de fragmentos existente y válido. Para confirmar la veracidad del mensaje, solo se pueden almacenar unas pocas cuadras de la cadena del remitente; el almacenamiento de su parte indivisible es obligatorio.

También está prohibido procesar un mensaje entrante hasta que se reciba la prueba de entrega de los mensajes salientes anteriores de al menos el siguiente fragmento. Este enfoque obliga a los validadores a priorizar el envío de mensajes primero y luego recibirlos.

Enrutamiento instantáneo de hipercubos

Como ahora está claro, cada fragmento, de hecho, es una cola de mensajes entrantes y salientes. Para buscar la cuenta deseada y la ruta más corta, se utiliza una versión acelerada del algoritmo "hipercubo".

Esto lleva al hecho de que si el destino tiene su propio fragmento, la transacción se transfiere a la cuenta deseada y los nuevos mensajes generados por ella se colocan en la cola de mensajes salientes. En el caso de que el destinatario sea el fragmento de otra persona, entonces, de acuerdo con las reglas deterministas de enrutamiento, el mensaje se transfiere a los mensajes entrantes del siguiente fragmento.

La inclusión de una cola de mensajes en bloques es una nueva solución en la tecnología blockchain. Gracias a este enfoque, el estado del mensaje se puede rastrear de inmediato en la cadena de bloques. A nivel mundial, toda la matriz de mensajes enviados entre fragmentos es un complejo gráfico acíclico dirigido (DAG) multidimensional. Sin embargo, por el momento no hay una claridad final sobre el funcionamiento de las garantías de entrega de mensajes al destinatario en dicho DAG.

Contratos inteligentes

En TON, crear un contrato o cuenta inteligente es lo mismo. En el caso de enviar tokens GRAM a una dirección inexistente, se crea como un contrato vacío con un saldo distinto de 0.

Como se mencionó anteriormente, cualquier cuenta que almacene algo en la cadena de bloques paga una tarifa por el almacenamiento. Por lo tanto, al crear un contrato inteligente, debe proporcionarle un saldo en GRAM para pagar el espacio de almacenamiento, o incluso primero asegurar un saldo y luego colocar el código del contrato inteligente.

También hay bibliotecas de contratos inteligentes listas para usar en la cadena maestra. Cada contrato tiene las siguientes propiedades:

• El contrato puede crear un nuevo contrato.
• Puede colocar el hash del código de contrato inteligente y solo entonces demostrarlo.
• El código del contrato inteligente se puede cambiar, pero esto debe establecerse en el código del contrato inteligente original.
• No puede almacenar el código de contrato inteligente en la cadena de bloques, pero solo los mensajes entrantes estarán disponibles para la cuenta. El código y los datos se almacenarán fuera de la cadena de bloques.
• El código y el estado del contrato inteligente "moribundo" (cuyo saldo es cercano a 0) se reemplaza con un hash de su código. Usando un hash, un contrato inteligente aún se puede restaurar sujeto a una reposición de saldo, de lo contrario, el hash también se eliminará después de unos meses.

En general, podemos concluir que el comportamiento y las propiedades de las cuentas en TON son similares al mismo tiempo que Bitcoin y Ethereum.

TVM (máquina virtual TON)

La máquina virtual TON es un nuevo desarrollo en el campo del trabajo por contrato inteligente. Es determinista y apilable. Por lo tanto, es fácilmente escalable y hace un excelente trabajo al agrupar datos en celdas. En TVM es conveniente realizar un seguimiento de los gastos de GRAM para la ejecución de contratos inteligentes y es muy sencillo restaurar los contratos inteligentes.

El modelo de restricción en TVM se basa en el gas, y la criptografía elíptica se implementa en la curva protegida ed25519.

Lenguaje de contrato inteligente

TON utiliza el lenguaje de bajo nivel y extremadamente determinista Fift, cuyo prototipo era el lenguaje FORTH (que probablemente sea la razón por la que eligieron el nombre Fift). Es un lenguaje concatenado y apilable para microcontroladores. Desafortunadamente, para escribir contratos inteligentes con determinismo y rentabilidad máxima, solo se inventaron dos opciones: EVM (máquina virtual Ethereum) y WASM (WebAssembly).

Fift está fuertemente tipado; hay una docena y media de tipos, incluidos los complejos (Tuple, List, Odject).

Toda la idea de este lenguaje se basa en operadores de "palabras": hay muchas palabras diferentes para manipular la pila, funciones, bloques lógicos, variables; todo esto está sujeto al concepto central del operador de "palabras".

Por ejemplo, así es como se ve el código para generar dos números de Fibonacci de 1000 grandes:

{1 0 rot {-rot over + swap rot 2dup> =} hasta soltar}: fib-gtr

1000 fib-gtr

Aquí:

• dop (xx x) , duplica el valor de la parte superior de la pila. Si la pila está vacía, arroja un error de excepción.
• drop (x) , elimina el valor de la parte superior de la pila.
• swap (xyyx) , intercambia los dos valores más cercanos a la parte superior de la pila.
• rot (xyzyzx) , rota los tres valores más cercanos a la parte superior de la pila.
• -rot (xyzzxy), invierte los tres valores más cercanos a la parte superior de la pila en la dirección opuesta. Equivalente a pudrición pudrición.
• over (xyxyx) , crea una copia del segundo valor en la pila y la coloca encima de la pila.
• plegado (xyyxy) , equivalente a intercambiar.
• nip (xyy) , elimina el segundo valor de la parte superior de la pila. Equivalente a la caída de intercambio.
• 2dup (xy-xyxy) , equivalente a over over.

Cabe señalar que muchos desarrolladores están conmocionados por esta sintaxis y antes de estudiar la documentación en Fift, se recomienda estudiar uno en FORTH.

¿Por qué razón los desarrolladores eligieron Fift como el lenguaje para los contratos inteligentes? Quizás porque de esta forma es ideal para la verificación formal y más resistente a los errores, ya que requiere que los desarrolladores de aplicaciones comprendan completamente la secuencia de ejecución de cualquier operación.

TON Impresiones generales

En general, construir el ecosistema TON causa una buena impresión. Entre las ventajas hay que destacar:

• Una nueva implementación rentable del almacenamiento de datos. Esto indica un enfoque serio al problema del tamaño de blockchain.
• Un sistema de mensajería primitivo similar al utilizado en GO.
• Al procesar una cadena de mensajes, un grupo de memoria en la cadena de bloques, casi toda la información de la transacción se toma de la cadena de bloques, y no de fuentes externas.
• Cadena de trabajo para horquillas rígidas o cambios radicales en consenso, criptografía, máquina virtual para contratos inteligentes. Esto te permite vincular teóricamente las cadenas de bloques de Bitcoin, Ethereum o EOS a TON como una nueva cadena de trabajo.

Administrar TON con contratos inteligentes es un método bien establecido. Por ejemplo, en Ethereum, EOS, Polkadot, etc.

Desde el punto de vista del desarrollador, el nodo TON son algunas cadenas de bloques: cadena maestra, cadena de trabajo, cadena de fragmentos.

Las interfaces de contrato inteligente se almacenan junto a los contratos inteligentes, lo cual es muy conveniente para dApp, ya que proporciona la interacción más simple con ellos.

Todos los recursos de blockchain se pagan honestamente, incluido el alquiler del almacén de datos. No hay descuentos para grandes titulares de GRAM o validadores.

Lo único que me gustaría cambiar es la disponibilidad de un mecanismo más comprensible para implementar pruebas formales de entrega de mensajes. Especialmente considerando la variedad de opciones de topología de red.

Conclusión

El WhitePaper del proyecto da la impresión de que los desarrolladores tomaron los mejores patrones de trabajo de muchos proyectos modernos e hicieron algo diferente para cada uno de ellos. Hay partes que funcionan como bitcoin UTXO (mensajes, cuentas), hay como EVM (contratos inteligentes, gestión), hay nuevos desarrollos individuales (fragmentos, enrutamiento) y hay una adaptación de soluciones antiguas a su proyecto (lenguaje de contratos inteligentes, celdas almacenamiento).

En general, podemos decir que TON está causando un interés natural en una gran cantidad de desarrolladores y usuarios. Desafortunadamente, hasta ahora, aparte de TVM, ejemplos de código de contrato inteligente y un nodo de prueba, que con alta probabilidad son al menos parcialmente una emulación, no hay nada más. Un lanzamiento completo de TON solo puede esperar con impaciencia.

Fecha de publicación 23/08/2019
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