Particularités principales de la blockchain TON
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Particularités principales de la blockchain TON

Blockchain TON comme une collection de 2-blockchains

La blockchain TON constitue une collection de blockchains (voire une collection de blockchains de blockchains) car une blockchain est incapable d’atteindre la vitesse de traitement de millions de transactions par seconde, tandis que la vitesse normale actuelle est de quelques dizaines de transactions par seconde.

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pumpkin

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Comments: 0Publics: 32Registration: 01-12-2020

Les types de blockchains

Cette collection se compose des blockchains suivantes:

  •       Un maître blockchain unique, ou masterchain, comprenant des informations générales sur le protocole et des valeurs des paramètres actuelles, un ensemble de validateurs et leurs enjeux, de nombreuses workchains actuellement actives et leurs «fragments», et surtout, un ensemble de hachage des derniers blocs de toutes les workchains et shardchains.
  •       Plusieurs (jusqu’à 2^32) blockchains de travail, ou workchains, qui sont des outils de travail et comprennent des transferts et des transactions de contrats intelligents. Chaque workchain peut avoir ses propres «règles», c’est-à-dire différents formats d’adresse du compte, différents formats de transaction, différentes machines virtuelles de contrats intelligents, différentes cryptomonnaies principales, etc. Cependant, ils doivent être conformes à certaines exigences de compatibilité pour que les interactions entre les différentes workchains soient possibles et relativement faciles. La blockchain TON est donc hétérogène.
  •       Chaque workchain est à son tour divisée en 2^60 shardchains au maximum, qui ont les mêmes règles et le même format de bloc que la workchain, mais ne sont responsables que d’un sous-ensemble de comptes, selon des premiers bits (les plus importants) de l’adresse du compte. Autrement dit, une forme du sharding est intégrée au système. Comme toutes les shardchains partagent un format commun de bloc et des règles communes, la blockchain TON est homogène de ce point de vue. 
  •       En effet, chaque bloc de la shardchain (et masterchain) n’est pas un bloc, mais une petite blockchain. Normalement, ce « bloc blockchain » ou « blockchain verticale » se compose exactement d’un bloc, et on peut donc le considérer comme un bloc correspondant de la shardchain (qui est appelé “une blockchain horizontale » dans ce contexte). Cependant, en cas de nécessité de corriger des blocs incorrects de la shardchain, on ajoute à cette « blockchain verticale » un nouveau bloc qui contient soit un remplacement d’un bloc invalide de la « blockchain horizontale », soit des « différences de blocs », ce qui représente seulement une description de telles parties de la version précédente du bloc qu’il faut remplacer. Il s’agit d’un mécanisme caractéristique de la blockchain TON qui permet de remplacer les blocs invalides détectés sans créer un fork de toutes les shardchains impliquées. Chaque shardchain (et masterchain) n’est pas une blockchain ordinaire, c’est une blockchain de blockchain, ce qui est appelé une blockchain 2D, ou bien une 2-blockchain.

Infinite Sharding Paradigm

Presque tous les types existants de sharding des blockchains sont descendantes: d’abord, on présente une blockchain, puis on discute de la manière pour la diviser en plusieurs shardchains interactives pour augmenter la productivité et atteindre l’évolutivité.

L’approche de TON en matière de sharding est ascendante, ce qui fonctionne de la façon suivante.

Imaginez que le sharding soit absolu, c’est-à-dire qu’il reste un seul compte ou bien un seul contrat intelligent dans chaque shardchain. On obtient donc un grand nombre de « account-chains », dont chacune décrit l’état et les changements d’état d’un seul compte, et qui s’envoient des messages afin de transférer de la valeur et des informations.

Certes, il n’est pas raisonnable d’avoir des centaines de millions de blockchains avec des renouvellements (nouveaux blocs) peu fréquents dans chacune d’entre elles. Pour une implémentation plus efficace, on regroupe ces «account-chains» en «shardchains» pour que chaque bloc des account-chain soit en fait une collection de blocs des account-chains qui ont été attribués à ce fragment. Ainsi, les « account-chain » ont une existence exclusivement virtuelle ou purement logique au sein des « shardchains ».

 Cette approche est appelée Infinite Sharding Paradigm. Il explique exactement la conception de la blockchain TON.

Instant Hypercube Routing

 Grâce à Infinite Sharding Paradigm on traite chaque compte (ou contrat intelligent) comme s’il était la partie de sa propre shardchain. Dans ce cas, la seule façon pour un compte d’influencer l’état d’un autre est de lui envoyer un message. Par conséquent, le système de communication entre les comptes (et les shardchains, puisque les comptes d’envoi et de réception se situent habituellement sur des shardchains différents) est d’une importance primordiale pour un système évolutif comme la blockchain TON. En fait, une caractéristique innovante de la blockchain TON appelée Instant Hypercube Routing permet de livrer et traiter un message créé dans un bloc d’une shardchain directement vers le bloc de la shardchain de réception, quel que soit le montant total de shardchains dans ce système.

Division dynamique et fusion de shardchains

Une particularité importante de la blockchain TON consiste en l’implémentation dynamique du sharding, c’est-à-dire que le nombre de fragments n’est pas fixe. Au lieu de cela, un fragment peut être automatiquement divisé en deux fragments, si les conditions formelles requises sont remplies (notamment, si la charge transactionnelle dans le fragment original est assez élevée pendant une longue période). Au contraire, si la charge reste trop faible pendant un certain temps, les deux fragments peuvent automatiquement fusionner en un fragment.

Au départ, on crée un seul fragment pour la workchain. Il est ensuite divisé en plusieurs fragments si nécessaire.

Créer une connexion étroite entre les workchains et les shardchains grâce à la masterchain

 Aussitôt que le hash d’un bloc de shardchain est inclus dans le bloc masterchain, on considère ce bloc de shardchain et tous ses prédécesseurs comme « canoniques », c’est-à-dire qu’ils peuvent être référencés à partir des blocs suivants de tous les shardchains comme quelque chose de stable et d’intangible. De plus, chaque nouveau bloc de la shardchain contient le hash du dernier bloc de la masterchain, et tous les blocs de shardchain référencés par ce bloc de la masterchain sont considérés comme de nouveaux blocs constants.

ça veut dire qu’il n’est pas dangereux d’utiliser une transaction ou un message d’un bloc de la shardchain dans les blocs suivants d’autres shardchains, sans avoir à attendre, par exemple, vingt confirmations (c’est-à-dire vingt blocs générés après le bloc d’origine sur la même blockchain) avant envoyer un message, ou prendre d’autres mesures basées sur la transaction précédente, ce qui est répandu dans la plupart des systèmes « faiblement couplés » tels que EOS.

 

Approche Proof-of-Stake pour générer de nouveaux blocs

La blockchain TON utilise une approche Proof-of-Stake (PoS) pour générer de nouveaux blocs dans les shardchains et les masterchains. Cela signifie qu’il y a plusieurs validateurs des centaines de ceux-ci – des nœuds spéciaux qui ont contribué des enjeux (grandes quantités de monnaies TON) via une transaction masterchain spéciale afin de pouvoir générer et valider de nouveaux blocs.

Un sous-ensemble plus petit de validateurs est ensuite attribué à chaque fragment de façon pseudo-aléatoire déterminée qui change approximativement tous les 1024 blocs. Ce sous-ensemble de validateurs propose et parvient à un consensus sur ce que sera le prochain bloc de la shardechain en collectant les transactions éligibles des clients dans des candidats de bloc valides. Pour chaque bloc, il existe un ordre des validateurs choisi de manière pseudo-aléatoire dans lequel ils déterminent quel bloc candidat a la priorité la plus élevée à inclure à chaque tour.

Les validateurs et autres nœuds vérifient la validité des candidats de bloc proposés; si un validateur signe un candidat invalide à un bloc, il peut être automatiquement puni en perdant une partie ou la totalité de son enjeu, ou en étant exclu de l’ensemble des validateurs pendant un certain temps. Les validateurs parviennent alors à un consensus sur le bloc suivant en utilisant une version efficace du protocole de consensus Byzantine Fault Tolerant (BFT), similaire à PBFT ou Honey Badger BFT. Si un consensus est atteint, on crée un nouveau bloc et les validateurs partagent les commissions de la transaction incluse dans le bloc, plus un certain nombre de monnaies récemment créées («frappées»).

Chaque validateur peut être élu pour participer à plusieurs sous-ensembles de validateurs; dans ce cas, un fonctionnement parallèle de tous les algorithmes de validation et de consensus est attendu.

Après avoir créé tous les nouveaux blocs de la shardchain ou après l’expiration du délai d’attente, un nouveau bloc de la masterchain est généré, y compris les hachages des derniers blocs de toutes les shardchains ce qui se fait à travers le consensus BFT de tous les validateurs (en fait, les deux tiers de l’enjeu suffisent pour parvenir à un consensus, mais on fait des efforts pour recueillir autant de signatures que possible).

Correction des blocs des shardchains non valides

En règle générale, seuls les blocs des shardchains valides sont inclus, car les validateurs affectés à cette shardchain doivent atteindre un consensus Byzantine des deux tiers avant d’activer un nouveau bloc. Cependant, le système doit être capable de détecter les blocs invalides précédemment inclus et les corriger.

Certes, dès qu’un bloc de shardchain invalide est trouvé – soit par un validateur (qui peut être pas affecté à ce shardchain) soit par un «pêcheur» (tout nœud du système qui a effectué un certain dépôt dans le but de pouvoir remettre en question la validité des blocs) – la demande d’invalidation et sa preuve sont incluses dans la masterchain, et les validateurs qui ont signés un bloc invalide sont sanctionnés par la perte partielle de leur enjeu et / ou par l’exclusion temporaire de l’ensemble des validateurs (cette dernière mesure est importante dans le cas où un malfaiteur volerait les clés de signature privées à un validateur de bonne foi).

Cependant, cela ne suffit pas, car l’état général du système (de la blockchain TON) devient invalide en raison d’un bloc de shardchain invalide qui a été activé. Ce bloc invalide doit être remplacé par une version valide plus récente.

De nombreux systèmes y réussissent en « retournant » au dernier bloc avant le bloc invalide dans cette shardchain et aux derniers blocs non affectés par le message répandu à partir du bloc invalide dans toutes les shardchains, et en créant un nouveau fork à partir de ces blocs. Cette approche a un inconvénient puisqu’elle annule un nombre important de transactions valides et incluses qui ne pourraient pas être incluses ultérieurement.

La blockchain TON résout ce problème par transformation de chaque « bloc » de chaque shardchain et masterchain (« blockchains horizontales ») en une petite blockchain (« blockchain verticale ») comprenant différentes versions de ce « bloc » ou de leurs « différences ». Habituellement, une blockchain verticale se compose exactement d’un bloc, et une shardchain ressemble à une blockchain classique. Néanmoins, aussitôt que le bloc invalide est confirmé et inclus dans le bloc de la masterchain, “le bloc vertical » du bloc invalide peut croître d’un nouveau bloc dans le sens vertical, remplaçant ou éditant le bloc invalide. Le sous-ensemble actuel de validateurs génère ce nouveau bloc pour la shardchain en question.

Les règles qui permettent à un nouveau bloc vertical d’être valide sont assez strictes. En particulier, si un « bloc du account-chain » virtuel contenu dans un bloc invalide est valide lui-même, il n’est pas nécessaire de le modifier par un nouveau bloc vertical.

Dès qu’un nouveau bloc « vertical » est inclus au-dessus d’un bloc invalide, son hash est publié dans un nouveau bloc de la masterchain (ou plutôt dans un nouveau bloc « vertical » situé au-dessus du bloc d’origine de la masterchain, où le hash du bloc de shardchain invalide a initialement été publié), et les changements se propagent à tout bloc de shardchain référant une version précédente de ce bloc (à savoir ceux qui ont reçu des messages d’un bloc non valide). Ceci est corrigé en incluant un nouveau bloc « vertical » dans les blockchains verticales pour tous les blocs précédemment référençant un bloc « invalide »; de nouveaux blocs verticaux se réfèrent à la version la plus récente (révisée). Des règles strictes interdisent de modifier les account-chains qui n’ont pas été affectées (c’est-à-dire qui reçoivent les mêmes messages que dans les versions précédentes). Donc, la correction d’un bloc invalide crée “des vagues » qui se propagent finalement aux blocs les plus récents de tous les shardchains affectées; ces changements apparaissent également dans les nouveaux “blocs verticaux” de la masterchain.

Aussitôt que les vagues de « réécriture de l’historique » atteignent les blocs les plus récents, de nouveaux blocs de shardchain sont générés dans une seule version, étant les successeurs des dernières versions de blocs. ça veut dire qu’ils comprendront des références aux blocs verticaux corrects depuis le début.

L’état de la masterchain délimite indirectement la carte de transformation du hash du premier bloc de chaque blockchain «verticale» en hash de sa dernière version. Cela permet aux clients d’identifier et de localiser toute blockchain verticale selon le hachage de son premier bloc (qui est généralement le seul).

Monnaies TON et workchains multidevises

La blockchain TON maintient 232 «crypto-monnaies», «pièces» ou «jetons» différentes au maximum. Il est possible d’ajouter de nouvelles crypto-monnaies par une transaction spéciale à la masterchain. Chaque workchain a une crypto-monnaie fondamentale et peut avoir plusieurs crypto-monnaies supplémentaires.

Il existe une crypto-monnaie particulière avec currency_id = 0, à savoir la monnaie TON, également connue sous le nom de Crystal. C’est la crypto-monnaie de base de Workchain Zéro. On l’utilise aussi pour les commissions de transaction et les enjeux du validateur.

En principe, d’autres workchains peuvent percevoir des commissions de transaction en autres jetons. Alors, il faut fournir un contrat intelligent pour convertir automatiquement ces commissions en cristaux.

 

TON Virtual Machine

TON Virtual Machine, abrégée en TON VM ou TVM, est une machine virtuelle utilisée pour exécuter le code de contrat intelligent dans la masterchain et dans la workchain de base. D’autres workchains peuvent utiliser d’autres machines virtuelles en plus ou à la place de TVM.

Les particularités de TVM:

 

  •       Pour TVM toutes les informations constituent une collection de cellules (TVM). Chaque cellule contient jusqu’à 128 octets d’informations et jusqu’à 4 références à d’autres cellules. Par conséquent, cela permet à TVM de travailler avec toutes les informations liées à la blockchain TON, y compris les blocs et l’état global de la blockchain si nécessaire.
  •       TVM est capable de travailler avec des valeurs de types algébriques arbitraires de données représentées sous la forme d’arbres ou de graphes orientés acycliques des cellules TVM. Cependant, TVM «ignore» les types algébriques de données; elle travaille simplement avec les cellules.
  •       TVM a un support intégré pour les hashmaps.
  •       TVM est un processeur basé sur la pile. Sa pile stocke soit des entiers de 64 bits, soit des références à des cellules
  •       Prend en charge l’arithmétique 64 bits, 128 bits et 256 bits. Toutes les opérations arithmétiques à n-bits se déroulent sous trois formes: pour les entiers non signés, pour les entiers signés et pour les entiers divisés par modulo de 2n (sans contrôle automatique de dépassement dans ce dernier cas).
  •       TVM a des conversions d’entiers signés et non signés de n-bits en m-bits, pour tous les 0≤m, n≤256, avec des contrôles de dépassement.
  •       Toutes les opérations arithmétiques effectuent une vérification de dépassement par défaut, ce qui simplifie largement le développement de contrats intelligents.
  •       TVM a des opérations arithmétiques « multiply-then-shift » et « shift-then-divide » avec des valeurs intermédiaires comptées dans le type d’entier le plus grand ce qui simplifie la mise en œuvre de l’arithmétique à virgule fixe.
  •       TVM soutient les chaînes de bits et d’octets.
  •       Support de la cryptographie elliptique (ECC) 256-bits pour certaines courbes elliptiques prédéfinies, y compris Curve25519.
  •       Support des appariements de Weyl sur certaines courbes elliptiques, utile pour une implémentation rapide des zk-SNARKS.
  •       Support des fonctions de hachage populaires, y compris sha256.
  •       TVM est capable de travailler avec les vérifications de Merkle.
  •       TVM soutient les contrats intelligents «grands» ou «mondiaux». Ces contrats intelligents doivent «connaître» le sharding. Les contrats intelligents réguliers (locaux) ne doivent pas le faire.
  •       TVM supporte les fermetures.
  •       « Spineless tagless G-machine » peut être facilement implémentée dans TVM.

Plusieurs langages de haut niveau peuvent être créés pour TVM, en plus de « TVM assembly ». Tous ces langages seront typés statiquement et soutiendront les types de données algébriques. On prévoit les possibilités suivantes:

  •       Langage impératif de type Java, dans lequel chaque contrat intelligent ressemble à une classe distincte.
  •       Un langage fonctionnel “Lazy” (comme Haskell).
  •       Un langage fonctionne “Eager”l (comme ML).

 

Paramètres configurables

Une particularité significative de la blockchain TON consiste en la possibilité de configurer de nombreux paramètres, c’est-à-dire qu’ils font partie de l’état de la masterchain et on peut les modifier par des transactions spéciales de proposal/vote/result sur la masterchain sans avoir besoin de forks. Pour modifier ces paramètres il faudra la majorité des deux tiers des voix des validateurs et plus de la moitié des voix en faveur de la proposition de tous les autres participants, de ceux qui votent.

Création et validation de nouveau blocs

La blockchain TON se compose finalement de blocs des shardchains et de la masterchain. Ces blocs doivent être créés, validés et distribués à travers le réseau à toutes les parties concernées pour que le système fonctionne correctement et harmoniquement.

Validateurs

De nouveaux blocs sont créés et validés par des nœuds spécialement nommés qui sont appelés validateurs. En fait, tout nœud qui le souhaite peut devenir un validateur, à condition qu’un enjeu suffisamment important (en monnaies TON, c’est-à-dire en cristaux) soit entré dans la masterchain. Les validateurs reçoivent des « rénumérations » pour leur bon travail, à savoir les frais de transaction, le stockage et le gaz de toutes les transactions (messages) inclus dans les blocs récemment créés, et un certain nombre de monnaies récemment frappées, ce qui montre la « reconnaissance » de toute la communauté aux validateurs pour le maintien du fonctionnement de la blockchain TON. Tous les validateurs participants partagent ces revenus au prorata de leurs enjeux.

Néanmoins, les validateurs ont une grande responsabilité. Si un validateur signe un bloc invalide, il peut être puni et perdre tout ou partie de son enjeu, et être temporairement ou définitivement exclu de l’ensemble des validateurs. Si le validateur ne prend pas part à la création d’un bloc, il ne reçoit pas sa part de récompense pour ce bloc. Si un validateur s’abstient de créer de nouveaux blocs pendant une longue période, il peut perdre une partie de l’enjeu et être temporairement ou définitivement exclu de l’ensemble des validateurs.

Tout cela signifie que le validateur ne reçoit pas d’argent « pour rien ». En effet, le validateur doit surveiller les états de tout ou partie des shardchains (chaque validateur est responsable de la validation et de la création de nouveaux blocs dans un ensemble particulier de shardchains), produire tous les calculs de contrats intelligents dans ces shardchains, recevoir des renouvellements sur d’autres shardchains, etc. Ces activités nécessitent un espace disque, une puissance de traitement et une bande passante Internet importants.

 

Validateurs au lieu de mineurs

Il est à noter que la blockchain TON utilise une approche Proof-of-Stake, au lieu de l’approche Proof-of-Work utilisée par Bitcoin, par la version actuelle d’Ethereum, et par la plupart des autres crypto-monnaies. ça veut dire qu’il ne faut pas «miner» de nouveaux blocs en fournissant une sorte de preuve du travail effectué (calcul d’un grand nombre de hachages autrement inutiles) et en obtenant ensuite de nouvelles monnaies. Dans ce cas, il faut devenir un validateur et dépenser de la puissance de calcul pour stocker et traiter les demandes et les données de la blockchain TON. Brièvement, il est indispensable d’être un validateur pour «miner» de nouvelles monnaies. Ainsi, les validateurs sont de nouveaux mineurs.

Cependant, il est possible de gagner des monnaies sans devenir validateur.

Nominateurs et «pools miniers»

Pour devenir validateur, il faut généralement acheter et installer plusieurs serveurs de hautes performances et leur fournir une bonne connexion Internet. Ce n’est pas aussi cher que le matériel ASIC actuellement requis pour le minage de Bitcoin. Néanmoins, le minage de nouvelles monnaies TON ne fonctionnera pas sur un ordinateur personnel, sans parler d’un smartphone.

Dans les communautés minières de Bitcoin, Ethereum et d’autres crypto-monnaies Proof-of-Work, on peut trouver une définition de «mining pools», dans lesquels de nombreux nœuds, qui n’ont pas assez de puissance pour miner de nouveaux blocs, unissent leurs forces et partagent ensuite la récompense.

La définition correspondante dans le monde de Proof-of-Stake est le nominateur. Fondamentalement, c’est un nœud qui prête de l’argent pour que l’enjeu du validateur augmente; le validateur rend ensuite la part correspondante de sa rémunération (ou une part préalablement convenue, par exemple 50%) au nominateur.

Dans cette optique, le nominateur peut également participer au «minage» et recevoir une partie de la récompense au prorata du montant d’argent qu’il souhaite prêter à cet effet. Il ne reçoit qu’une fraction de la part de la récompense du validateur, puisqu’il ne fournit que du «capital», mais n’a pas besoin d’acquérir du puissance de calcul, d’espace disque et de connexion Internet.

Cependant, si un validateur perd son enjeu en raison d’un comportement invalide, un nominateur perd aussi sa part d’enjeu. De ce point de vue, le nominateur partage le risque. Il doit choisir judicieusement le validateur désigné, sinon il pourrait perdre de l’argent. En ce sens, les nominateurs prennent une décision éclairée et «votent» pour des validateurs particuliers avec leur argent.

D’autre part, ce système de nomination ou de prêt permet de devenir un validateur sans investir beaucoup d’argent dans des cristaux (monnaies TON) en premier lieu. Autrement dit, cela ne permet pas aux propriétaires d’un grand nombre de Cristaux de devenir un monopole dans l’environnement des validateurs.

 

Pêcheur: recevoir de l’argent en remarquant les erreurs des autres

Une autre façon d’obtenir une récompense sans avoir à devenir validateur est de devenir un pêcheur. En fait, tout nœud peut devenir un pêcheur en effectuant un petit dépôt dans la masterchain. Puis, il peut, via des transactions spéciales dans la masterchain, publier des preuves (de Merkle) de l’invalidité de tous les blocs (généralement dans des shardchains) précédemment signés et publiés par des validateurs. Si d’autres validateurs acceptent la preuve d’invalidité, les validateurs accusés sont punis (en perdant une partie de leur enjeu) et le pêcheur reçoit une récompense (une partie des monnaies confisquées aux validateurs accusés). Ensuite, le bloc invalide (de la shardchain) doit être corrigé. La correction des blocs de la masterchain invalides peut impliquer la création de blocs «verticaux» au-dessus des blocs de la masterchain précédemment activés; il n’est pas nécessaire de créer un fork de la masterchain.

En général, un pêcheur peut avoir besoin de devenir un nœud complet pour certaines shardchains et de dépenser des ressources informatiques pour exécuter le code de certains contrats intelligents. Quoiqu’un pêcheur n’ait pas besoin d’avoir autant de puissance de calcul qu’un validateur, ceux qui auraient pu être un validateur mais qui n’ont pas été choisis comme celui-ci (par exemple, parce qu’ils ne peuvent pas verser un enjeu assez important) peuvent présenter leurs candidatures comme les pêcheurs.

Collateur: obtenir de l’argent pour proposer de nouveaux blocs aux validateurs

Il est possible de recevoir une récompense en devenant un collateur ce qui n’exige pas d’être un validateur. Il s’agit donc d’un nœud qui prépare et propose aux validateurs des candidats pour les blocs de la shardchain, ajoutés par des données tirées de l’état de cette shardchain et d’autres shardchains (qui sont généralement voisines), avec des preuves de Merkle acceptables. (Cela peut être nécessaire, par exemple, quand il faut transférer certains messages à partir de shardchains voisines.) Ensuite, le validateur peut facilement vérifier la validité du candidat proposé sans avoir à télécharger l’état complet de cette shardchains ou d’autres.

Puisque le validateur doit soumettre de nouveaux candidats de bloc pour recevoir une récompense, il est raisonnable de payer une partie de la rémunération à un collateur qui souhaite fournir des candidats de bloc appropriés. Ainsi, le validateur se débarrasse de la nécessité de surveiller l’état des shardchains voisines en l’externalisant au collateur.

Cependant, on prévoit qu’au cours de la phase de déploiement initiale du système, il n’y aura pas de collateurs désignés, puisque tous les validateurs pourront agir en tant que collateurs pour eux-mêmes.

 

Nombre total de validateurs

La limite supérieure T pour le nombre total de validateurs pouvant être choisie ne peut pas dépasser quelques centaines ou milliers dans le système en question, car tous les validateurs doivent prendre part au protocole de consensus BFT pour créer chaque nouveau bloc de la masterchain, et  il n’est pas certain que ces protocoles puissent s’étendre à des milliers de participants. Il est encore plus important que les blocs de la masterchain doivent obtenir des signatures d’au moins deux tiers des validateurs (par enjeu), et ces signatures doivent être incluses dans le nouveau bloc (sinon, tous les autres nœuds du système n’auront aucune raison de faire confiance au nouveau bloc avant de le valider eux-mêmes). Si plus de mille signatures des validateurs sont incluses dans chaque bloc de la masterchain, cela impliquera plus d’informations dans chaque bloc de la masterchain qui doit être stocké par tous les nœuds complets et distribués à travers le réseau, et plus de puissance de calcul sera dépensée pour vérifier ces signatures (pour le système PoS, les nœuds complets ne doivent pas valider les blocs eux-mêmes, mais doivent plutôt vérifier les signatures des validateurs).

Bien que limitation T à un millier de validateurs semble plus efficace pour la première phase du déploiement de la blockchain TON, il doit y avoir de la place pour une croissance future lorsque le nombre total de shardchains deviendra si grand que quelques centaines de validateurs ne suffiront pas à les gérer tous. A cet effet, on présente un paramètre configurable supplémentaire T′≤T (initialement égal à T), et seul le haut T ‘des validateurs sélectionnés (par enjeu) créera et signera de nouveaux blocs de la masterchain.

 

Décentralisation du système

Certains pourraient soupçonner qu’un système Proof-of-Stake tel que la blockchain TON, s’appuyant sur les validateurs de T≈1000 pour créer tous les blocs des shardchains et de la masterchain, deviendrait nécessairement « trop centralisé », par opposition aux blockchains classiques de Proof-of-Work, comme Bitcoin ou Ethereum, où presque tout le monde peut miner de nouveaux blocs, sans limite supérieure exacte du nombre de mineurs.

Cependant, les blockchains de Proof-of-Work très répandues telles que Bitcoin et Ethereum nécessitent actuellement d’énormes puissances de calcul (hashrates élevés) pour miner de nouveaux blocs avec une probabilité de succès acceptable. Ainsi, le mining de nouveaux blocs tend à être concentrée entre les mains de quelques grands acteurs: certains investissent beaucoup d’argent dans les centres de données et les logiciels, tandis que d’autres concentrent et coordonnent les efforts de grands groupes de personnes qui sont incapables de fournir de manière indépendante un «hashrate» suffisant, formant ainsi de grands pool de mineurs.

Par conséquent, moins de dix mineurs ont créé pour 2017, plus de 75% des nouveaux blocs d’Ethereum et de Bitcoin. En réalité, les deux plus grands pools miniers d’Ethereum produisent ensemble plus de la moitié de tous les nouveaux blocs! Un tel système est évidemment beaucoup plus centralisé que celui qui s’appuie sur des nœuds T≈1000 pour créer de nouveaux blocs.

Il faut également noter que l’investissement nécessaire pour devenir un validateur de la blockchain TON – c’est-à-dire pour acheter un équipement (par exemple, plusieurs serveurs de haute performance) et un enjeu (qui, si nécessaire, peut être facilement collectée via un pool de nominateurs) – est beaucoup moins que celui pour le mining à succès de Bitcoin ou d’Ethereum. En fait, le paramètre L obligera les nominateurs à ne pas rejoindre le plus grand «pool minier» (c’est-à-dire le validateur qui a recueilli la plus grande enjeu), mais plutôt à rechercher des validateurs plus petits collectant actuellement des fonds auprès des nominateurs, voire à créer de nouveaux validateurs, car cela fournira un rapport s′i / si plus élevé de l’enjeu du validateur et, ensuite, du nominateur, d’où s’ensuit une rémunération minière plus élevée. Ainsi, le système TON Proof-of-Stake favorise en fait la décentralisation (création et utilisation de grand nombre des validateurs) et pénalise la centralisation.

 

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pumpkin

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