TON: 텔레그램 오픈 네트워크. 1부: 소개, 네트워크 계층, ADNL, DHT, 오버레이 네트워크

현재 XNUMX주 동안 Runet은 Telegram과 Roskomnadzor의 무의미하고 무자비한 차단으로 상황에 대해 소란을 피우고 있습니다. 도탄은 많은 사람들을 화나게 했지만, 이 모든 것은 Geektimes의 게시물에 대한 주제입니다. 나는 다른 것에 놀랐습니다. Telegram-Telegram Open Network를 기반으로 출시 될 예정인 TON 네트워크에 대한 단일 분석을 Habré에서 아직 보지 못했습니다. 공식적인 진술이 없더라도 공부할 것이 있기 때문에이 단점을 보완하고 싶었습니다.

Telegram이 이미 엄청난 금액을 모은 대규모 비공개 ICO를 시작했다는 소문이 있음을 상기시켜 드리겠습니다. 올해 그램 자체 암호화폐가 출시될 예정이며, 텔레그램 사용자는 자동으로 지갑을 가지게 될 것이며, 그 자체로 다른 암호화폐에 비해 상당한 이점을 제공할 것입니다.

아쉽게도 공식적인 입장이 없기 때문에 다음에서만 진행할 수 있습니다. 출처를 알 수 없는 문서내가 즉시 경고합니다. 물론 매우 교묘한 가짜로 판명될 수도 있지만, 이것이 Nikolai Durov가 작성한 미래 시스템의 실제 백서일 가능성도 있습니다(투자자 중 한 명이 유출했을 수도 있음). 하지만 이게 가짜라고 해도 공부하고 토론하는 걸 막는 사람은 없겠죠?

이 문서는 무엇을 말합니까? 나는 그것을 텍스트에 가깝지만 러시아어와 조금 더 인간적인 내 말로 다시 말하려고 노력할 것입니다 (Nikolay가 형식적인 수학에 들어가는 경향으로 나를 용서할 수 있습니다). 정품이더라도 이것은 시스템에 대한 초안 설명이며 공개 출시 시점까지 변경될 가능성이 매우 높다는 점을 명심하십시오.

우리는 암호화폐 외에도 더 많은 일이 일어나야 한다는 것을 배웁니다. 순서대로 합시다.

• 톤 블록 체인. 이것은 전체 시스템의 기초입니다. 당신이 정말로 무엇인지 모른다면 блокчейн - 여기에 많은 블록체인이 있을 것이기 때문에 알아보는 것이 좋습니다. 다른 블록체인의 블록 내에 중첩되고 가상으로 조각난 심지어 "수직" 블록체인. 다음과 같은 멋진 용어도 있을 것입니다. 인스턴트 하이퍼큐브 라우팅 и 무한 샤딩 패러다임, 그러나 나중에 더 자세히 설명합니다. 물론 지분증명과 스마트 계약도 있습니다.
• 톤 P2P 네트워크. 시스템 구축의 기반이 되는 PXNUMXP 네트워크. 이야기의이 부분에서 먼저 논의 될 것입니다.
• 톤 스토리지. 블록체인과 관계없이 앞서 언급한 PXNUMXP 네트워크에 구축될 파일 저장소입니다. 급류와 비교할 수 있습니다.
• TON 프록시. 네트워크 참여자의 익명성을 높이는 것을 목적으로 하는 서비스입니다. 모든 패킷은 직접 전송되지 않고 I2P 또는 TOR와 같은 추가 암호화가 있는 중간 터널을 통해 전송될 수 있습니다.
• 톤 DHT. 임의의 값을 저장하기 위한 분산 해시 테이블. 위에도 시공합니다 톤 네트워크 (그러나 동시에 그에게 사용됨) 도움이됩니다. 톤 스토리지 "배포" 노드 찾기 및 TON 프록시 - 중간 릴레이. 그러나 블록체인과 달리 이 해시 테이블은 안전한 저장소가 아니며 중요한 정보를 저장할 수 없습니다.
• 톤 서비스. 임의 서비스를 위한 플랫폼. 사실 이것은 위에서 설명한 모든 것 위에 있는 새로운 인터넷입니다. 데이터 교환 - 경유 톤 네트워크/TON 프록시, 논리는 스마트 계약에 있습니다. 톤 블록 체인. 그리고 꽤 친숙한 URL을 가진 인터페이스.
• 톤 DNS. 일반적인 URL에 대해 이야기하고 있기 때문에 계정, 계약, 서비스 및 노드와 같은 URL에서 256비트 주소로의 변환기도 필요합니다.
• TON 결제. 그리고 여기서 돈 문제가 발생합니다. 뿐만 아니라 그램 - 에테르와 마찬가지로 모든 "토큰"이 가능합니다. 여기서 그램은 "기본" 통화일 뿐입니다.

이것은 전통적인 프로토콜 위에 구축된 네트워크 부분인 TON의 "그라운드" 수준을 설명하는 첫 번째 부분입니다. 다음 부분에서는 아래 설명된 시스템에서 지원할 블록체인인 "펄프"에 대해 설명합니다. 따라서 내가 다시 말하는 순서는 위의 문서(추상 수준에서 즉시 시작)에서 사용된 것과 다소 다릅니다.

기본 개념

TL (유형 언어). 임의의 데이터 구조에 대한 추상 이진 형식입니다. Telegram 프로토콜에서 사용되며 TON에서 활발히 사용될 예정입니다. 그것에 대해 더 알고 싶다면- 여기에 설명이 있습니다.

해시시 (해시). 임의의 데이터 구조를 고정 길이의 단일 숫자로 되돌릴 수 없는 변환을 수행하는 함수입니다. 문서 전반에 걸쳐 기능에 대한 많은 이야기가 있습니다. SHA-256.

네트워크 노드 (노드). 노드는 시스템 작동을 보장하는 소프트웨어입니다. 특히 각 Telegram 클라이언트 애플리케이션에는 TON 노드가 포함된다고 가정합니다. 낮은 수준에서 노드는 IPv4/IPv6 주소를 가지며 UDP 프로토콜을 사용하여 통신합니다. 추상 주소 ADNL 프로토콜을 구현합니다(추상 주소 및 ADNL은 아래 참조). 시스템의 일부가 무언가를 하거나 일부 데이터를 저장한다는 사실에 관해서는 네트워크 노드가 그 일을 한다는 것을 이해합니다.

추상 주소 (또는 간단히 주소, 주소). 노드의 주소는 공개 키에 의해 결정됩니다. 더 엄격하게 말하면 이것은 공개 키를 포함하는 데이터 구조의 256비트 해시(SHA256)입니다(이 경우 특정 암호화 알고리즘이 지정되지 않음 - 타원 곡선 및 RSA-2048이 예로 제공됨). 한 노드가 다른 노드와 통신하려면 해당 노드의 주소뿐만 아니라 이 데이터 구조도 알아야 합니다. 이론적으로 하나의 물리적 노드는 여러 개의 주소(서로 다른 키에 해당)를 생성할 수 있습니다.

또한 TL 구조(거의 모든 데이터 포함) 형태의 "사전 이미지"와 주소 지정에 사용되는 256비트 해시와 같은 번들이 자주 사용됩니다.

블록 체인 (blockchain). 블록체인은 데이터 구조, 요소(블록) "체인"으로 주문되고 체인의 각 다음 블록에는 이전 블록의 해시가 포함됩니다. 이러한 방식으로 무결성이 달성됩니다. 새 블록을 추가해야만 변경이 가능합니다.

서비스 (서비스). TON 내의 서비스는 블록체인 사용 여부에 따라 다양한 유형이 될 수 있습니다. 예를 들어 네트워크 노드 중 하나(또는 여러 개)는 기존 웹 서버와 같이 블록체인에 레코드를 생성하지 않고 아래에 설명된 ADNL 프로토콜을 사용하여 일부 RPC 요청을 처리할 수 있습니다. 특히 메신저 자체를 이 프로토콜로 전환하는 것뿐만 아니라 ADNL을 통해 HTTP를 구현할 가능성이 고려되고 있습니다. TOR 또는 I2P와 유추하여 다양한 차단에 대한 저항력을 높입니다.

동시에 많은 서비스가 블록체인과의 상호 작용과 외부 요청 처리를 모두 의미합니다. 예를 들어 TON 스토리지(파일 스토리지)의 경우 파일 자체를 블록체인에 저장하는 것은 그다지 합리적이지 않습니다. 여기에는 파일 해시(일부 메타 정보와 함께)만 포함되며 특수 네트워크 노드는 ADNL을 통해 다른 노드에 제공할 준비가 된 "파일 서버" 역할을 합니다.

안개 서비스 (안개 서비스). 우리는 분권화 및 공개 참여와 관련된 일부 서비스에 대해 이야기하고 있습니다. 예를 들어 TON 프록시는 자신의 노드를 다른 노드 간에 패킷을 전달하는 중개자(프록시)로 제공하려는 모든 참가자가 지원할 수 있는 서비스입니다. 원하는 경우 소액 결제를 위해 TON 지불 시스템을 사용하여 자신이 설정한 수수료를 청구할 수 있습니다(이는 안개 서비스이기도 함).

ADNL: 추상 데이터그램 네트워크 계층

가장 낮은 수준에서 노드 간의 통신은 UDP를 통해 이루어집니다(다른 옵션도 허용됨).

위에서 언급했듯이 한 노드가 다른 노드로 패킷을 보내려면 공개 키 중 하나(따라서 결정하는 주소)를 알아야 합니다. 이 키로 패킷을 암호화하고 패킷의 시작 부분에 256비트 대상 주소를 추가합니다. 하나의 노드가 이러한 주소를 여러 개 가질 수 있으므로 암호 해독에 사용할 키를 결정할 수 있습니다.

또한 데이터 패킷 시작 부분의 수신자 주소 대신 소위가있을 수 있습니다. 식별자 채널. 이 경우 패킷 처리는 이미 노드 간의 특정 계약에 따라 달라집니다. TON 프록시). 또 다른 특수한 경우는 노드 사이에서 직접 상호 작용할 수 있지만 이 채널에 대한 개별 키 쌍을 사용하여 암호화합니다(이전에 Diffie-Hellman 프로토콜을 사용하여 형성됨).

마지막으로 특수한 경우는 "null" 채널입니다. 노드가 아직 "이웃"의 공개 키를 알지 못하는 경우 전혀 암호화하지 않고 패킷을 보낼 수 있습니다. 이것은 초기화만을 위한 것입니다. 노드가 키에 대한 정보를 보내자마자 추가 상호 작용에 사용해야 합니다.

위에서 설명한 프로토콜(256비트의 채널 ID + 패킷 콘텐츠)을 ADNL이라고 합니다. 설명서에는 TCP 아날로그 또는 자체 추가 기능인 RLDP(Reliable Large Datagram Protocol)를 구현할 가능성이 언급되어 있지만 구현에 대한 자세한 내용은 다루지 않습니다.

TON DHT: 분산 해시 테이블

다른 분산 시스템의 경우와 마찬가지로 TON은 DHT 구현을 포함합니다. 분산 해시 테이블. 더 구체적으로, 테이블은 Kademlia와 같은. 이런 종류의 해시 테이블에 익숙하지 않더라도 걱정하지 마십시오. 어떻게 배열되어 있는지 대략적으로 설명하겠습니다.

추상적인 의미에서 DHT는 256비트 키를 임의 길이의 이진 값으로 매핑합니다. 동시에 테이블의 키는 특정 TL 구조의 해시입니다(구조 자체도 DHT와 함께 저장됨). 이것은 노드 주소의 형성과 매우 유사하며 실제로 DHT에 존재할 수 있습니다(예: 이러한 키에는 주어진 노드에 해당하는 노드의 IP 주소가 포함될 수 있음) 추상 주소숨기지 않는 경우). 그러나 일반적인 경우 "키의 사전 이미지"(그들의 설명, 주요 설명)는 해시 테이블 항목의 "소유자"(즉, 일부 노드의 공개 키), 저장된 값의 유형 및 이 항목이 이후에 변경될 수 있는 규칙을 나타내는 메타데이터입니다. 예를 들어, 규칙은 소유자만 값을 변경하도록 허용하거나 값을 낮추는 것을 금지할 수 있습니다(재생 공격으로부터 보호하기 위해).

256비트 키 외에도 DHT 주소 개념이 도입되었습니다. 일반 호스트 주소와의 차이점은 DHT 주소가 IP 주소에 바인딩되어 있다는 것입니다. 노드가 IP를 숨기지 않으면 DHT에 일반 주소를 사용할 수 있습니다. 그러나 더 자주 DHT의 요구에 따라 별도의 "반영구적" 주소가 생성됩니다.

키와 DHT 주소 위에 거리 개념이 도입되었습니다. 모든 것이 이 표와 일치합니다. 카뎀 리아 - 키 사이의 거리는 키에서 XOR(비트 배타적 OR)과 같습니다. Kademlia 테이블과 마찬가지로 일부 키에 해당하는 값을 s 이 키에 대한 거리가 가장 작은 노드(s 여기서는 상대적으로 적은 수입니다).

DHT 노드가 그러한 다른 노드와 통신하기 위해 메모리에 보관합니다. DHT 라우팅 테이블 - 이전에 상호 작용한 노드의 DHT 및 IP 주소는 거리별로 그룹화됩니다. 256개의 이러한 그룹이 있습니다(그들은 거리 값에 설정된 최상위 비트에 해당합니다. 즉, 0에서 255까지의 거리에 있는 노드는 한 그룹에 속하고, 256에서 65535까지는 다음 그룹에 속합니다.) 각 그룹 내에서 제한된 수의 "최고" 노드가 저장됩니다(핑 측면에서).

각 노드는 여러 작업을 지원해야 합니다. 키 값 저장, 노드 검색 и 값 검색. 노드 검색은 라우팅 테이블에서 가장 가까운 노드의 주어진 키에 의한 발행을 의미합니다. 값을 찾는 것은 노드가 키 값을 알고 있는 경우를 제외하고는 동일합니다(이 경우 단순히 값을 반환함). 따라서 노드가 키로 DHT에서 값을 찾으려면 라우팅 테이블에서 이 키에 가장 가까운 소수의 노드로 요청을 보냅니다. 답변 중에 원하는 값이 없지만 노드의 다른 주소가 있으면 요청이 반복됩니다.

TON DHT는 예를 들어 토렌트와 같은 파일 저장소를 구현하는 등 다양한 용도로 사용할 수 있습니다(참조. 톤 스토리지); 특정 서비스를 구현하는 노드의 주소를 결정하기 위해 계정 소유자에 대한 정보를 블록체인에 저장합니다. 그러나 가장 중요한 응용 프로그램은 추상 주소로 노드를 검색하는 것입니다. 이를 위해 주소는 키로 사용되며 그 값은 찾을 수 있습니다. 쿼리는 호스트 자체를 찾거나(조회 중인 주소가 반영구적 DHT 주소인 경우) 값은 연결할 IP 주소 및 포트 또는 중간 터널로 사용할 다른 주소가 됩니다.

TON의 오버레이 네트워크

위에서 설명한 ADNL 프로토콜은 모든 노드가 서로 정보를 교환할 수 있는 능력을 의미합니다. 하지만 반드시 최적의 방법은 아닙니다. ADNL 덕분에 모든 노드가 글로벌 TON 그래프(이상적으로는 연결됨)를 형성한다고 말할 수 있습니다. 그러나 추가로 오버레이 네트워크(이 그래프 내부에 하위 그래프)를 생성하는 것이 가능합니다.

이러한 네트워크 내에서 상호 작용은 네트워크 구성원 노드 사이의 사전 형성된 링크를 통해(위에서 설명한 ADNL 채널을 통해) 직접적으로만 수행됩니다. 이웃 간의 이러한 연결 형성, 이웃 자체 검색은 오버레이 네트워크의 연결을 유지하고 데이터 교환 지연을 최소화하려는 자동 프로세스입니다.

또한 네트워크 내에서 대규모 브로드캐스트 업데이트를 신속하게 배포할 수 있는 방법이 있습니다. 이러한 업데이트는 여러 부분으로 나뉘고 오류 수정 코드가 추가되며 이러한 모든 부분은 한 참가자에서 다른 참가자로 전송됩니다. 따라서 참가자는 네트워크에서 추가로 전달하기 전에 모든 부품을 완전히 받을 필요가 없습니다.

오버레이 네트워크는 공개 또는 비공개일 수 있습니다. 공용 네트워크의 구성원이 되는 것은 어렵지 않습니다. 이를 설명하는 TL 구조를 찾아야 합니다(공용이거나 DHT의 특정 키로 액세스 가능). 사설망의 경우 이 구조를 미리 노드에게 알려야 한다.

계속하기

TON 리뷰를 여러 기사로 나누기로 결정했습니다. 여기에서 이 섹션이 종료됩니다. 다음 TON이 구성될 블록체인(더 정확하게는 블록체인)의 구조에 대한 고려로 넘어갑니다.

출처 : habr.com