Перейти к основному содержимому

Блокчейн блокчейнов

подсказка

Термины смарт-контракт, аккаунт и актор в этом документе используются взаимозаменяемо, описывая одну и ту же сущность в блокчейне.

Отдельный актор​

Рассмотрим отдельный смарт-контракт.

В TON это сущность со свойствами вроде address, code, data, balance и другими. Другими словами, это объект, который имеет хранилище и определённое поведение. Это поведение следует такой схеме:

  • контракт получает сообщение
  • контракт обрабатывает это событие в соответствии со своими свойствами, исполняя свой код в виртуальной машине TON
  • контракт изменяет свои свойства (в их число могут входить data, code и другие)
  • контракт при необходимости генерирует исходящие сообщения
  • контракт переходит в режим ожидания, пока не произойдёт следующее событие

Комбинация этих шагов называется транзакцией. Важно, чтобы события обрабатывались одно за другим, поэтому транзакции в блокчейне строго упорядочены и не могут прерывать друг друга.

Этот поведенческий паттерн хорошо известен, его называют актором.

Самый низкий уровень: AccountChain​

Последовательность транзакций Tx1 → Tx2 → Tx3 → … можно назвать цепочкой (chain). Когда эта последовательность относится к одному аккаунту, мы можем использовать термин AccountChain.

Ноды, которые обрабатывают эти транзакции, периодически должны синхронизировать состояние, чтобы достигнуть консенсуса, транзакции объединяют в группы под названием блоки. Например, такие:

[Tx1 → Tx2] → [Tx3 → Tx4 → Tx5] → [] → [Tx6]

Это группирование никак не видоизменяет саму последовательность. Каждая транзакция в ней по-прежнему ссылается ровно на одну предшествующую, и у неё может быть не более одной следующей. Группирование просто делит эту последовательность на блоки, удобные для задачи достижения консенсуса.

Также каждый блок может содержать очереди входящих и исходящих сообщений. Так в блоке окажется полный набор событий и изменений состояния, произошедших со смарт-контрактом во время исполнения этого блока.

Множество AccountChains: шарды​

Теперь давайте рассмотрим множество аккаунтов. Мы можем получить несколько цепочек AccountChain и хранить их вместе. Подобный набор AccountChains называется ShardChain. По аналогии с уже описанным выше, мы можем разбить такой шардчейн на «шардблоки», которые будут являться совокупностью отдельных AccountBlock.

Динамическое разделение и объединение шардчейнов​

Важно отметить: поскольку ShardChain состоит из явно различимых AccountChain, мы можем его легко разделять. Представим, что у нас есть шардчейн, который описывает события, происходящие с миллионом аккаунтов. И с ними начинает происходить слишком много транзакций в секунду для обработки и хранения в одном узле. Тогда мы можем просто разделить эту цепочку на два меньших шардчейна, каждый будет работать с полумиллионом аккаунтов и обрабатываться на отдельном подмножестве узлов.

Аналогично, если некоторые шарды станут слишком свободными, их можно объединить в один более крупный шард.

Очевидно, что есть два предельных случая: когда шард содержит только один аккаунт (и, следовательно, не может быть разделён дальше) и когда шард содержит все аккаунты.

Аккаунты могут взаимодействовать друг с другом, отправляя сообщения. Существует специальный механизм маршрутизации, который перемещает сообщения из исходящих очередей в соответствующие входящие очереди и гарантирует:

  1. Что все сообщения будут доставлены
  2. Что они будут доставлены последовательно (сообщение, отправленное раньше, достигнет получателя раньше)
ПРИМЕЧАНИЕ

Чтобы разделение и слияние происходили детерминированным образом, объединение AccountChains по шардам основано на битовом представлении адресов аккаунтов. В один шард попадают аккаунты, чьи адреса начинаются одинаково (например, все адреса, которые начинаются с 0b00101). Таким образом, все аккаунты в шарде будут иметь точно такой же двоичный префикс (например, все адреса будут начинаться с 0b00101).

Блокчейн​

Объединение всех шардов, содержащее все аккаунты, работающие по одному набору правил, называется блокчейном.

В TON может действовать много разных наборов правил и, следовательно, могут работать одновременно много блокчейнов. Они могут взаимодействовать друг с другом, отправляя сообщения таким же образом, как аккаунты одного блокчейна могут взаимодействовать друг с другом.

WorkChain: блокчейн с вашими собственными правилами​

Если вы хотите настроить свои правила группы шардчейнов, вы можете создать Воркчейн. Хороший пример: создать воркчейн, который работает на базе EVM, чтобы запускать в TON смарт-контракты, написанные на языке Solidity.

Теоретически любой в сообществе может создать собственный воркчейн. На деле же это крайне трудоёмкая задача. Более того, для его создания необходимо заплатить ощутимую цену, а также получить 2/3 голосов от валидаторов, которые необходимы для одобрения создания вашего воркчейна.

TON позволяет создавать до 2^32 воркчейнов, каждый из которых может подразделяться на шарды числом до 2^60.

В настоящее время в TON есть только два воркчейна: мастерчейн (masterchain) и бейсчейн (basechain).

В бейсчейне транзакции дешевле, поэтому он используется для повседневных транзакций между участниками, а мастерчейн выполняет важную для TON функцию.

MasterChain: блокчейн блокчейнов​

Необходимо синхронизировать маршрутизацию сообщений и выполнение транзакций. Другими словами, узлам сети нужен способ зафиксировать некоторую «точку» в состоянии всех «чейнов», и достичь консенсуса относительно этого состояния. В TON для этой цели используется так называемый «Мастерчейн». Его блоки содержат дополнительную информацию, вроде хэшей свежих блоков, обо всех других цепочках в этой системе. Таким образом, любой наблюдатель однозначно может определить состояние всех систем мультичейна по одному блоку мастерчейна.

См. также​

Was this article useful?