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TON の理解：ブロックチェーンの革命と強力なエコシステム

· 約6分
Dora Noda
Dora Noda
Software Engineer

Telegram は Pavel Durov が創設したクロスプラットフォームのインスタントメッセージングツールで、2013 年に TON（Telegram Open Network）を立ち上げました。18 億人のユーザーと 1 日あたり 700 億件のメッセージを誇り、ICO で 8.5 億ドルを調達しています。本稿では TON のユニークな技術的特徴とサービスを掘り下げます。

Chain Specs​

TON（Telegram Open Network）は、ホワイトペーパーで公開ブロックチェーンを以下の 5 つの次元で分類しています。

  • シングルチェーン vs. マルチチェーン
  • スマートコントラクトのサポート
  • コンセンサスメカニズム
  • シャーディングのサポート
  • チェーン間の相互接続性

マルチチェーンブロックチェーンシステム​

TON は単一チェーンではなく、Masterchain、Workchains、Shardchains からなる複数チェーンの集合体です。

  • Masterchain：TON ブロックチェーンシステムの中核で、重要情報とパラメータを格納します。バリデータ、トークン保有量、稼働中の Workchains と Shardchains を記録し、全 Workchains と Shardchains の最新ブロックハッシュを保持して全体の調整とセキュリティを担います。
  • Workchains：最大 2^32 個まで存在可能で、資金移転やスマートコントラクトのやり取りを担当します。アカウントアドレス形式、トランザクション形式、スマートコントラクトタイプ、仮想マシンなどのルールがチェーンごとに異なりますが、相互運用性の標準に従うことでシームレスに連携できます。
  • Shardchains：Workchains のサブチェーンで、タスクを複数の Shardchains に分散させ処理効率を向上させます。各 Shardchain は所属 Workchain のルールに従い、負荷に応じて自動的に分割・統合され、スケーラビリティとパフォーマンス最適化を実現します。

TON Virtual Machine (TVM)​

TVM はブロックチェーン上で動作するプログラム実行環境で、主にスマートコントラクトの実行に使用されます。TVM ではすべてがセルで構成され、各コントラクトごとにインスタンスが生成されます。

  • データストレージ：セルは最大 128 バイトと他セルへの参照を保持し、柔軟なデータ管理を可能にします。
  • データ処理：スタックベースの構造で様々なデータ型を高速に扱えます。
  • 組み込み関数：ハッシュテーブル、楕円曲線暗号、SHA256 などのハッシュ関数、Merkle 証明メカニズムなどが標準装備され、データの安全性と完全性を保証します。
  • 大規模スマートコントラクト対応：複雑かつ大容量のコントラクトや動的シャーディングに対応可能です。
  • プログラミング言語：FunC、Fift、Tact の 3 種類をサポートし、用途に応じた選択ができます。
  • 追加機能：クロージャのサポートや複雑タスクの効率的実行が可能です。

無限動的シャーディング​

従来のトップダウン型シャーディングとは異なり、TON はボトムアップ方式を採用しています。各シャードがアカウントチェーンとなり、これらが集合して大きな Shardchain を形成し、さらに Masterchain と接続してスケーラブルかつ柔軟なシステムを構築します。

負荷に応じてシャード数が自動で増減し、負荷が高い場合は分割、低い場合は統合されます。この動的調整によりロードバランシング、パフォーマンス最適化、リソース有効活用が実現します。

BFT PoS コンセンサスメカニズム​

TON は Byzantine Fault Tolerance（BFT）と Proof of Stake（PoS）を組み合わせた BFT PoS コンセンサスを採用しています。

  • BFT：ノードの最大 1/3 が故障してもシステムの一貫性を保つアルゴリズムです。
  • PoS：トークン保有量が多いノードほどブロック生成やトランザクション検証の確率が高くなり、セキュリティ向上のインセンティブとなります。

TON の PoS における役割

  • バリデータ：300,000 TON をステークし、ネットワークの安全性を維持しつつトランザクションを検証します。
  • ノミネーター：バリデータにステークを提供し、バリデータが良好に機能した場合に報酬を分配されます。

タイトカップリングチェーンインタラクティビティ​

TON のタイトカップリング構造は、全チェーン間で高速メッセージ伝達と整合性を保証します。Masterchain に Shardchain のブロックハッシュを埋め込む仕組みや、エラー訂正用の垂直ブロックチェーンがこれを支えます。

  • 垂直ブロックチェーンメカニズム：無効ブロックが検出された際に、修正ブロックを垂直方向に追加し、正しい部分は保持したまま中断を最小化します。
  • ハイパーキューブルーティング：ハイパーキューブネットワーク上でメッセージがルーティングされ、Shardchain 間の正確かつ迅速な配信を実現します。

TON サービス​

  • TON DNS：ブロックチェーン上のアカウント、スマートコントラクト、サービスに対して名前解決を提供し、DApp の利用を従来のインターネットドメインと同等に簡便にします。
  • TON Proxy：I2P に類似した匿名ネットワークプロキシで、TON ノードの IP アドレスを隠蔽し、分散型 VPN サービスを実現します。
  • TON Storage：IPFS に似た分散ストレージシステムで、P2P ネットワークを活用してファイルを保存します。動画ストリーミングなど高度な DApp ストレージ要件に対応します。
  • TON Pay：オフチェーン即時決済を可能にするマイクロペイメントチャネルを統合し、すべての DApp に安全で効率的な支払い手段を提供します。

トークンエコノミー​

TON のトークンである Gram は総供給量 50 億枚で、その一部はマイニングに、残りは DApp 開発者への報酬として配分されます。独自の価格メカニズムによりボラティリティが抑制され、経済的安定性と持続可能なエコシステムの育成が図られています。

Stats​

  • TVL: $705M
  • Daily Active Wallets: 320K
  • Daily Tx: 4.2M

Conclusion​

TON はフル機能を備えたブロックチェーンオペレーティングシステムで、Ethereum や EOS といった既存プラットフォームを超えることを目指しています。その革新的な設計と包括的なサービスは、ブロックチェーン領域における強力なプレイヤーとなるでしょう。BlockEden.xyz と共に革命に参加し、コンテンツクリエイターや開発者向けの最先端ソリューションをご活用ください。