Оригінал |. Odaily Planet Daily (@OdailyChina)

Автор |. Чоловік (@vincent 31515173)

TON у серпні перебував у скрутному становищі.

Спочатку засновника Telegram заарештували у Франції та відпустили під заставу до суду. Потім мережа Ton зіткнулася з більшими сумнівами після двох перерв у виробництві. Дві кризи вилили холодну воду в дедалі популярнішу екологію Ton і ще більше стиснули її майбутній наративний простір.

Основна увага ринку була зосереджена на арешті засновника, і не було приділено великої уваги технічним збоям. Останнє є основною подією, яка справді впливає на майбутній розвиток екосистеми Ton.

Чому мережа TON часто виходить з ладу? У громаді також різні думки щодо цього. Odaily Planet Daily проаналізує білий документ TON, відповідну технічну документацію та поточний стан мережі, щоб дослідити причини двох перерв у виробництві блоків у мережі TON.

Багатостороння роль: кількість валідаторів недостатня, а базовий дизайн надто складний

Огляд події: рано вранці 28 серпня мережа TON зазнала першої перерви у виробництві блоків, і для відновлення виробництва блоків знадобилося 7 годин. Але менш ніж за 24 години рано вранці 29-го у Ton стався другий збій.

Поверхнева причина: стагнація блоку виробництва, спричинена різким зростанням обсягу транзакцій DOGS

Безпосередньою причиною переривання виробництва мережевих блоків є сплеск обсягу транзакцій DOGS.

DOGS — це нещодавно популярна монета Meme із загальною пропозицією в 550 мільярдів, що становить 72,73% від загальної суми, а поріг роздачі потрібен лише в Telegram. Нещодавно DOGS було розміщено на кількох платформах, таких як Binance, що призвело до різкого збільшення кількості короткострокових переказів транзакцій у мережі.

Як загальнодоступний ланцюжок PoS, TON покладається на свої вузли перевірки для обробки та підтвердження транзакцій і упаковки цих транзакцій у блоки. За звичайних обставин мережа блокчейну генеруватиме нові блоки через встановлені проміжки часу, але коли система не може вчасно обробити всі незавершені транзакції, процес генерації блоків буде затримано або навіть перервано.

Явище перевантаження транзакцій не є рідкістю в області блокчейну. Багато мереж, у тому числі відомі публічні мережі, такі як Bitcoin і Ethereum, стикаються з подібними проблемами. Коли обсяг транзакцій перевищує можливості миттєвої обробки в мережі, швидкість перевірки транзакцій значно падає. У випадку TON сплеск обсягу транзакцій може призвести до перевантаження валідаторів, що сповільнить загальну швидкість виробництва блоків. Це явище особливо помітне в певні періоди піку, як, наприклад, під час вибуху DOGS, коли користувачі раптово почали шукати його, обсяг транзакцій перевищив пропускну здатність мережі, що призвело до затримок у виробництві блоків.

Щодо причини, чому мережа двічі переривала виробництво блоків, TON Foundation пояснила, що через перевантаження транзакцій DOGS збір сміття перевантажив багато валідаторів, що зайняло надто багато часу та призвело до втрати консенсусу.

Цікаво, що TON успішно подав заявку на сертифікацію Книги рекордів Гіннесса з TPS до 104715 під час публічного тесту продуктивності наприкінці листопада минулого року. Офіційне пояснення перевантаження транзакцій DOGS виглядає занадто слабким.

Глибокі причини: обмеження дизайну мережі TON і проблеми з перевіркою

Насправді перевантаження транзакцій є лише симптомом проблеми переривання генерації блоків у мережі TON, що лежить в її основі та механізмі верифікації. Аналізуючи технічну архітектуру TON, механізм шардингу та організаційну форму його верифікаторів, ми можемо проаналізувати, чому мережа TON демонструє нестабільність за екстремальних умов з наступних трьох точок зору.

1. Складність архітектури шард-ланцюга: проблеми, пов’язані з високою масштабованістю

Архітектурний дизайн TON зосереджений на високій масштабованості та високій продуктивності. Його унікальна багаторівнева структура основного ланцюга, робочого ланцюга та ланцюга сегментів може теоретично покращити можливості обробки мережі шляхом розподілу навантаження. Однак ця складна структура ланцюга фрагментів також створює багато проблем.

Кожен робочий ланцюжок можна додатково розділити на кілька ланцюжків сегментів, причому кожен ланцюжок сегментів відповідає за обробку транзакцій для різних облікових записів. Така конструкція дозволяє обробляти велику кількість транзакцій паралельно в різних ланцюжках сегментів, тим самим покращуючи TPS усієї мережі. Однак, коли обсяг транзакцій різко зростає, якщо навантаження в деяких ланцюжках сегментів розподіляється нерівномірно або валідатори не можуть своєчасно обробити велику кількість транзакцій, швидкість виробництва блоків у цих ланцюжках сегментів може сповільнитися або навіть зупинитися. Оскільки ланцюжок сегментів має бути синхронізований з основним ланцюгом, якщо виникне проблема з ланцюжком сегментів ключів, це може вплинути на процес виробництва блоків усієї мережі.

Метод шардингу TON є надзвичайно інноваційним, що дозволяє скоротити ланцюжок сегментів до точки, коли кожен ланцюжок сегментів відповідає лише за невелику кількість облікових записів чи смарт-контрактів, або навіть кожен шард керує одним обліковим записом чи контрактом. Однак цей екстремальний підхід до сегментування також ускладнює координацію та керування. Хоча технологія шардування є ефективним засобом для покращення масштабованості блокчейну, вона вимагає високоефективної та стабільної координації між кожним ланцюжком сегментів і основним ланцюгом. Як тільки певний ланцюжок сегментів стикається з вузьким місцем за екстремальних умов, процес виробництва блоків усієї мережі може бути заблоковано.

2. Недостатня кількість валідаторів: потенційні ризики децентралізації TON

Ще одна значна проблема мережі TON – недостатня кількість валідаторів. Порівняно з іншими публічними мережами PoS, TON має значно менше валідаторів. Наразі мережа TON налічує лише 318 вузлів валідації, тоді як кількість валідаторів в Ethereum перевищила 600 000, а кількість валідаторів у Solana значно перевищує кількість валідаторів у TON. Ця різниця в кількості валідаторів безпосередньо впливає на ступінь децентралізації та безпеки мережі TON.

У мережі PoS валідатори відповідають за перевірку транзакцій, досягнення консенсусу та упаковку перевірених транзакцій у блоки. Кількість валідаторів не тільки визначає ступінь децентралізації мережі, але й безпосередньо впливає на здатність мережі обробляти в умовах високого навантаження. Невелика кількість валідаторів TON означає, що кожен валідатор повинен обробляти більше запитів на транзакції. Коли обсяг транзакцій раптово зростає, валідатор може не встигнути обробити всі транзакції вчасно, що призведе до затримок або навіть перерв у виробництві блоків.

Крім того, TON має високі вимоги до апаратного забезпечення та мережі для верифікаторів, і щоб стати верифікатором, потрібно внести велику кількість Toncoin. Ці високі порогові умови обмежують кількість валідаторів, тому лише учасники з достатніми ресурсами можуть приєднатися до лав валідаторів. Це не тільки обмежує ступінь децентралізації мережі TON, але й робить проблему затримки блоків під час пікових періодів торгівлі більш помітною.

3. Обмеження механізму консенсусу: виклики візантійських відмовостійких протоколів під високим навантаженням

Мережа TON використовує механізм консенсусу на основі візантійської теорії відмовостійкості (BFT), протоколу Catchain. Цей протокол призначений для підтримки нормальної роботи мережі навіть за наявності шкідливих вузлів. Однак ефективність цього механізму вплине, якщо кількість валідаторів обмежена, а деякі валідатори не зможуть вчасно взяти участь у консенсусі через перевантажений обсяг транзакцій.

Принцип роботи протоколу Catchain полягає в тому, що поки кількість шкідливих вузлів серед валідаторів, які беруть участь у консенсусі, не перевищує однієї третини, мережа може досягти консенсусу та генерувати блоки. Однак, коли кількість валідаторів обмежена, а навантаження занадто велике, кілька валідаторів можуть не відповісти одночасно, через що процес консенсусу стає повільним або навіть не може досягти консенсусу, що призводить до стагнації виробництва блоків.

Хоча механізм консенсусу TON розроблено таким чином, щоб бути високостійким до ризику, його фактичний ефект залежить від кількості та розподілу валідаторів. Коли кількість валідаторів недостатня, а навантаження на мережу перевищує очікування, ефективність протоколу Catchain значно впаде, що призведе до сповільнення або навіть стагнації мережі.

Ступінь децентралізації та дефекти основного механізму стали перешкодою для розвитку Ton.

Нещодавно TON зіткнувся з низкою проблем — це арешт засновника Telegram у Франції. Це не тільки створює невизначеність для майбутнього розвитку TON, але й може вплинути на співпрацю між Telegram і екосистемою TON. 1 мільярд активних користувачів Telegram спочатку вважався потенційно величезною силою в розвитку екосистеми TON. Цей інцидент, безсумнівно, кидає тінь на майбутнє співробітництво між двома сторонами.

Крім того, сама мережа TON була перервана протягом двох послідовних блокових виробництв протягом короткого періоду часу, що ще більше виявило її обмеження в умовах високого навантаження. Хоча ці два переривання були спричинені різким збільшенням обсягу транзакцій DOGS, основною причиною є основні проблеми дизайну мережі TON. Складність архітектури шард-ланцюга, недостатня кількість валідаторів і знижена ефективність механізму консенсусу під високим навантаженням вказують на те, що мережа TON має значні технічні вузькі місця в роботі з надзвичайними ситуаціями. Ці проблеми не тільки впливають на поточну стабільність TON, але й становлять потенційну загрозу для його довгострокового розвитку.

Автор вважає, що екосистема TON потребує вдосконалення в наступних аспектах для забезпечення її стабільності та сталого розвитку.

  • TON потрібно збільшити кількість верифікаторів, знизити поріг для того, щоб стати верифікатором, і залучити більше вузлів до участі, тим самим підвищивши ступінь децентралізації та пропускну здатність мережі.

  • TON має оптимізувати свою архітектуру шард-ланцюга, підвищити ефективність координації між шард-ланцюжками та основним ланцюгом і забезпечити безперебійну роботу в середовищі з великим обсягом транзакцій.

  • Подальша оптимізація механізму консенсусу також має важливе значення. TON має вивчити, як підвищити ефективність протоколу Catchain в умовах високого навантаження, щоб гарантувати, що мережа може стабільно створювати блоки в екстремальних умовах.

На цьому шляху TON зіткнувся з серйозними кризами з моменту свого народження, а потім покладався на автономію спільноти, щоб завершити нірвану. А на ранніх етапах розвитку він також зіткнувся з низьким теплом і поганою екологією. Здається, поточної ситуації недостатньо, щоб створити «смертельну загрозу» колишній екосистемі TON. Сподіваємося, що TON подолає поточні труднощі та покращить свою власну мережу, щоб краще відповідати майбутнім викликам і поступово будувати потужнішу та процвітаючу екосистему.