Блокчейн з блокчейнів
Терміни "розумний контракт", "рахунок" і "актор" використовуються в цьому документі як взаємозамінні для опису об'єкта блокчейну.
Один актор
Розглянемо один смарт-контракт.
У ТОН це речовина з такими властивостями, як адреса, код, дані, баланс та інші. Іншими словами, це об'єкт, який має певне зберігання та поведінку. Ця поведінка має наступний шаблон:
- щось трапляється (найпоширеніша ситуація - коли контракт отримує повідомлення)
- контракт обробляє цю подію відповідно до своїх властивостей, виконуючи її "код" у віртуальній машині TON.
- контракт змінює власні властивості (
код,даніта інші) - контракт опціонально генерує вихідні повідомлення
- контракт переходить у режим очікування до наступної події
Комбінація цих кроків називається транзакцією. Важливо, що події обробляються одна за одною, тому транзакції суворо впорядковані і не можуть переривати одна одну.
Ця модель поведінки добре відома і називається "актор".
Найнижчий рівень: Ланцюжок рахунків
Послідовність транзакцій Tx1 -> Tx2 -> Tx3 -> .... можна назвати ланцюжком. А в розглянутому випадку вона називається AccountChain, щоб підкреслити, що це ланцюжок одного облікового запису транзакцій.
Тепер, оскільки вузлам, які обробляють транзакції, потрібно час від часу координувати стан смарт-контракту (досягати консенсусу щодо стану), ці транзакції пакетуються:
[Tx1 -> Tx2] -> [Tx3 -> Tx4 -> Tx5] -> [] -> [Tx6].
Пакетна передача не втручається у послідовність, кожна транзакція все ще має лише один 'prev tx' і максимум один 'next tx', але тепер ця послідовність розрізана на блоки.
Доцільно також включити до блоків черги вхідних та вихідних повідомлень. В такому випадку блок буде містити повний набір інформації, яка визначає і описує, що відбувалося зі смарт-контрактом протягом цього блоку.
Багато ланцюжків акаунтів: Осколки
Тепер розглянемо багато акаунтів. Ми можемо отримати декілька AccountChains і зберігати їх разом, такий набір AccountChains називається ShardChain. Так само ми можемо розрізати ShardChain на ShardBlocks, які є сукупністю окремих AccountBlocks.
Динамічне розділення та злиття ShardChains
Зауважте, що оскільки ShardChain складається з AccountChains, які легко розрізнити, ми можемо легко його розділити. Таким чином, якщо у нас є 1 ShardChain, який описує події, що відбуваються з 1 мільйоном акаунтів, і кількість транзакцій в секунду занадто велика, щоб обробляти і зберігати їх в одному вузлі, ми просто розділимо (або розщепимо) цей ланцюжок на два менших ShardChains, кожен з яких відповідає за півмільйона акаунтів, і кожен ланцюжок обробляється на окремій підмножині вузлів.
Аналогічно, якщо деякі осколки стали занадто вільними, їх можна "об'єднати" в один більший осколок.
Очевидно, що існує два граничних випадки: коли шард містить лише один обліковий запис (і тому не може бути розділений далі) і коли шард містить всі облікові записи.
Акаунти можуть взаємодіяти один з одним, надсилаючи повідомлення. Існує спеціальний механізм маршрутизації, який переміщує повідомлення з вихідних черг до відповідних вхідних черг і гарантує, що 1) всі повідомлення будуть доставлені 2) повідомлення будуть доставлені послідовно (повідомлення, відправлене раніше, досягне адресата раніше).
Щоб зробити розділення та злиття детермінованим, агрегація ланцюжків облікових записів у шарди базується на бітовому представленні адрес облікових записів. Наприклад, адреса має вигляд (префікс шарда, адреса). Таким чином, всі акаунти в шардчейні матимуть однаковий двійковий префікс (наприклад, всі адреси починаються з 0b00101).
Блокчейн
Сукупність всіх шардів, яка містить всі облікові записи, що діють за одним набором правил, називається Блокчейном.
У TON може бути багато наборів правил і, відповідно, багато блокчейнів, які працюють одночасно і можуть взаємодіяти один з одним, надсилаючи повідомлення між ланцюжками так само, як акаунти одного ланцюжка можуть взаємодіяти один з одним.
Workchain: Блокчейн з власними правилами
Якщо ви хочете налаштувати правила групи шардчейнів, ви можете створити Workchain. Хорошим прикладом є створення ланцюжка, який працює на базі EVM, щоб запускати на ньому смарт-контракти Solidity.
Теоретично, кожен учасник спільноти може створити власний воркчейн. Насправді, це досить складне завдання - побудувати його, потім заплатити (дорогу) ціну за створення і отримати 2/3 голосів від валідаторів, щоб схвалити створення вашого ланцюжка.
TON дозволяє створювати до 2^32 робочих ланцюжків, кожен з яких розбивається на 2^60 осколків.
На сьогоднішній день в TON існує лише 2 робочі ланцюги: MasterChain та BaseChain.
BaseChain використовується для повсякденних транзакцій між учасниками, оскільки він досить дешевий, в той час як MasterChain виконує важливу функцію для TON, тому давайте розглянемо, що він робить!
Masterchain: Блокчейн з блокчейнів
Існує необхідність синхронізації маршрутизації повідомлень і виконання транзакцій. Іншими словами, вузлам мережі потрібен спосіб зафіксувати певну "точку" в багатоланцюговому стані і досягти консенсусу щодо цього стану. У TON для цього використовується спеціальний ланцюжок, який називається MasterChain. Блоки masterchain містять додаткову інформацію (останні хеші блоків) про всі інші ланцюжки в системі, таким чином, будь-який спостерігач однозначно визначає стан всіх мультиланцюжкових систем за одним блоком майстер-ланцюга.