TON: टेलीग्राम ओपन नेटवर्क. भाग 1: परिचय, नेटवर्क स्तर, ADNL, DHT, आच्छादन नेटवर्क

आता दोन आठवड्यांपासून, रुनेट टेलिग्रामबद्दल आणि रोस्कोमनाडझोरद्वारे त्याच्या मूर्खपणाने आणि निर्दयीपणे अवरोधित करून परिस्थितीबद्दल आवाज काढत आहे. रिकोचेटने अनेकांना नाराज केले, परंतु हे सर्व Geektimes वरील पोस्टसाठी विषय आहेत. मला आणखी एका गोष्टीचे आश्चर्य वाटले - टेलीग्राम - टेलीग्राम ओपन नेटवर्कच्या आधारे रिलीज होण्याच्या नियोजित TON नेटवर्कचे एक विश्लेषण मी Habré वर पाहिलेले नाही. मला ही कमतरता भरून काढायची होती, कारण तिथे अभ्यास करण्यासारखे काहीतरी आहे - त्याबद्दल अधिकृत विधाने नसतानाही.

मी तुम्हाला आठवण करून देतो की टेलिग्रामने खूप मोठ्या प्रमाणात बंद केलेला आयसीओ लॉन्च केल्याची अफवा आहे, ज्यामध्ये आधीच अविश्वसनीय रक्कम जमा झाली आहे. असे गृहीत धरले जाते की या वर्षी ग्रामची स्वतःची क्रिप्टोकरन्सी लॉन्च केली जाईल आणि प्रत्येक टेलीग्राम वापरकर्त्याकडे आपोआप एक वॉलेट असेल, जे इतर क्रिप्टोकरन्सींच्या तुलनेत स्वतःच लक्षणीय फायदा निर्माण करते.

दुर्दैवाने, कोणतीही अधिकृत विधाने नसल्यामुळे, मी फक्त येथूनच पुढे जाऊ शकतो अज्ञात मूळ दस्तऐवजज्याबद्दल मी तुम्हाला ताबडतोब चेतावणी देतो. अर्थात, हे एक अतिशय कुशल बनावट असू शकते, परंतु हे देखील शक्य आहे की भविष्यातील प्रणालीचा हा खरा श्वेतपत्र आहे, जो निकोलाई दुरोव यांनी लिहिलेला आहे (आणि कदाचित एखाद्या गुंतवणूकदाराने लीक केला आहे). पण हे जरी खोटं असलं तरी त्यावर अभ्यास करायला आणि चर्चा करायला कुणी मनाई करणार नाही ना?

हा दस्तऐवज काय सांगतो? मी माझ्या स्वतःच्या शब्दात, मजकूराच्या अगदी जवळ, परंतु रशियन भाषेत आणि थोडे अधिक मानवी भाषेत पुन्हा सांगण्याचा प्रयत्न करेन (औपचारिक गणिताकडे जाण्याच्या त्याच्या प्रवृत्तीमुळे निकोले मला क्षमा करू शकेल). लक्षात ठेवा की जरी प्रामाणिक असले तरी, हे सिस्टमचे मसुदा वर्णन आहे आणि सार्वजनिक लॉन्चच्या वेळेपर्यंत ते बदलण्याची शक्यता आहे.

आम्ही शिकतो की क्रिप्टोकरन्सी व्यतिरिक्त, बरेच काही घडण्याची अपेक्षा आहे. चला क्रमाने घेऊ.

• TON ब्लॉकचेन. हा संपूर्ण व्यवस्थेचा आधार आहे. आपल्याला खरोखर काय आहे हे माहित नसल्यास ब्लॉकचेन - मी शोधण्याची शिफारस करतो, कारण येथे बरेच ब्लॉकचेन असतील. नेस्टेड, अक्षरशः खंडित आणि अगदी "उभ्या" ब्लॉकचेन इतर ब्लॉकचेनच्या ब्लॉक्समध्ये. सारख्या काही थंड-आवाज देणारे शब्द देखील असतील झटपट हायपरक्यूब रूटिंग и अनंत शार्डिंग पॅराडाइम, पण त्याबद्दल नंतर अधिक. आणि, अर्थातच, प्रूफ-ऑफ-स्टेक आणि स्मार्ट करार.
• TON P2P नेटवर्क. एक पीअर-टू-पीअर नेटवर्क ज्याच्या आधारावर सिस्टम तयार केली जाईल. कथेच्या या भागात सर्व प्रथम चर्चा केली जाईल.
• TON स्टोरेज. ब्लॉकचेनची पर्वा न करता वर नमूद केलेल्या पीअर-टू-पीअर नेटवर्कवर तयार केले जाणारे फाइल स्टोरेज. टॉरेन्टशी तुलना करता येते.
• TON प्रॉक्सी. ही एक सेवा आहे ज्याचा उद्देश नेटवर्क सहभागींची अनामिकता वाढवणे आहे. कोणतेही पॅकेट थेट पाठवले जाऊ शकत नाही, परंतु अतिरिक्त एन्क्रिप्शनसह मध्यस्थ बोगद्याद्वारे - जसे की I2P किंवा TOR.
• TON DHT. अनियंत्रित मूल्ये संचयित करण्यासाठी वितरित हॅश सारणी. ते देखील वर बांधले आहे TON नेटवर्क (परंतु त्याच वेळी ते त्याच्याद्वारे वापरले जाते) आणि मदत करते TON स्टोरेज "वितरित" नोड शोधा, आणि TON प्रॉक्सी - इंटरमीडिएट रिले. परंतु हे लक्षात घेतले पाहिजे की, ब्लॉकचेनच्या विपरीत, हे हॅश टेबल सुरक्षित स्टोरेज नाही - तुम्ही त्यात महत्त्वाची माहिती साठवू शकत नाही.
• TON सेवा. अनियंत्रित सेवांसाठी प्लॅटफॉर्म. खरं तर, वर वर्णन केलेल्या प्रत्येक गोष्टीच्या वर हे एक नवीन इंटरनेट आहे. डेटा एक्सचेंज - द्वारे TON नेटवर्क/TON प्रॉक्सी, आणि तर्कशास्त्र च्या स्मार्ट करारांमध्ये आहे TON ब्लॉकचेन. आणि अतिशय परिचित URL सह इंटरफेस.
• TON DNS. आम्ही नेहमीच्या URL बद्दल बोलत असल्याने, आम्हाला त्यांच्याकडून 256-बिट पत्ते - खाती, करार, सेवा आणि नोड्ससाठी एक कनवर्टर देखील आवश्यक आहे.
• TON देयके. आणि तिथेच पैशाचा मुद्दा पुढे येतो. आणि ते फक्त होणार नाही हरभरा - इथर प्रमाणे, कोणतेही "टोकन्स" शक्य होतील; येथे ग्राम हे फक्त "डिफॉल्ट" चलन असेल.

हा TON च्या "ग्राउंड" पातळीचे वर्णन करणारा पहिला भाग आहे - त्याचा नेटवर्क भाग, पारंपारिक प्रोटोकॉलच्या शीर्षस्थानी तयार केलेला. पुढील भागात, आम्ही "लगदा" बद्दल बोलू - ब्लॉकचेन, जे खाली वर्णन केलेल्या प्रणालीद्वारे समर्थित असेल. अशाप्रकारे, माझा रीटेलिंगचा क्रम वरील दस्तऐवजात वापरलेल्यापेक्षा काहीसा वेगळा आहे (जे अमूर्त स्तरावर लगेच सुरू होते).

मूलभूत संकल्पना

TL (भाषा टाइप करा). हे अनियंत्रित डेटा संरचनांसाठी एक अमूर्त बायनरी स्वरूप आहे. हे टेलीग्राम प्रोटोकॉलमध्ये वापरले जाते आणि TON मध्ये सक्रियपणे वापरले जाईल. तुम्हाला याबद्दल अधिक जाणून घ्यायचे असल्यास - येथे त्याचे वर्णन आहे.

हॅश (हॅश). एक फंक्शन जे एका अनियंत्रित डेटा संरचनेचे एका निश्चित लांबीच्या एका संख्येमध्ये अपरिवर्तनीय परिवर्तन करते. संपूर्ण दस्तऐवजीकरणात, फंक्शनबद्दल बरीच चर्चा आहे SHA-256.

नेटवर्क नोड (नोड). नोड हे सॉफ्टवेअर आहे जे सिस्टमचे ऑपरेशन सुनिश्चित करेल. विशेषतः, असे गृहीत धरले जाते की प्रत्येक टेलीग्राम क्लायंट अनुप्रयोगात एक TON नोड समाविष्ट असेल. निम्न स्तरावर, नोड्समध्ये IPv4/IPv6 पत्ते असतात आणि UDP प्रोटोकॉल वापरून संप्रेषण करतात, उच्च स्तरावर अमूर्त पत्ते आणि ADNL प्रोटोकॉल लागू करा (अमूर्त पत्ते आणि ADNL साठी खाली पहा). जेव्हा हे तथ्य येते की सिस्टमचे काही भाग काहीतरी करतात किंवा काही डेटा संग्रहित करतात, तेव्हा असे समजले जाते की नेटवर्क नोड्स ते करतात.

गोषवारा पत्ता (किंवा फक्त पत्ता, पत्ता). नोडचा पत्ता त्याच्या सार्वजनिक की द्वारे निर्धारित केला जातो. अधिक काटेकोरपणे, हे सार्वजनिक की असलेल्या डेटा स्ट्रक्चरमधील 256-बिट हॅश (SHA256) आहे (या प्रकरणात विशिष्ट क्रिप्टोग्राफिक अल्गोरिदम निर्दिष्ट केलेले नाही - लंबवर्तुळ वक्र आणि RSA-2048 उदाहरण म्हणून दिले आहेत). एका नोडला दुस-या नोडशी संवाद साधण्यासाठी, त्याला केवळ त्या नोडचा पत्ताच नाही तर ही डेटा रचना देखील माहित असणे आवश्यक आहे. सैद्धांतिकदृष्ट्या, एक भौतिक नोड कितीही पत्ते (वेगवेगळ्या कळांशी संबंधित) तयार करू शकतो.

पुढे, फक्त असा बंडल सहसा वापरला जातो: टीएल स्ट्रक्चरच्या स्वरूपात एक "प्रीइमेज" (जवळजवळ कोणताही डेटा असतो) आणि 256-बिट हॅश अॅड्रेसिंगसाठी वापरला जातो.

ब्लॉकचेन (blockchain). ब्लॉकचेन एक डेटा संरचना आहे, घटक (अवरोध) ज्याला "साखळी" मध्ये ऑर्डर केले जाते आणि साखळीच्या प्रत्येक पुढील ब्लॉकमध्ये मागील एकाचा हॅश असतो. अशा प्रकारे, अखंडता प्राप्त होते - बदल केवळ नवीन ब्लॉक्स जोडून केले जाऊ शकतात.

सेवा (सेवा). TON मधील सेवा विविध प्रकारच्या असू शकतात, त्या ब्लॉकचेन वापरतात की नाही यावर अवलंबून. उदाहरणार्थ, नेटवर्क नोड्सपैकी एक (किंवा अनेक) खालील वर्णन केलेल्या ADNL प्रोटोकॉलचा वापर करून काही RPC विनंत्यांवर प्रक्रिया करू शकतात, ब्लॉकचेनमध्ये कोणतेही रेकॉर्ड तयार न करता - जसे पारंपारिक वेब सर्व्हर. विशेषतः, ADNL वर HTTP लागू करण्याच्या शक्यतेचा विचार केला जात आहे, तसेच या प्रोटोकॉलमध्ये मेसेंजरचे स्वतःचे संक्रमण. TOR किंवा I2P च्या सादृश्याने, हे विविध अवरोधांना अधिक प्रतिरोधक बनवेल.

त्याच वेळी, अनेक सेवा ब्लॉकचेनशी परस्परसंवाद आणि त्याबाहेरील विनंत्या प्रक्रिया दोन्ही सूचित करतात. उदाहरणार्थ, TON स्टोरेजसाठी - फाइल स्टोरेज - फायली स्वतः ब्लॉकचेनवर संग्रहित करणे फारसे वाजवी नाही. यात फक्त फाइल हॅश असतील (त्यांच्याबद्दल काही मेटा-माहितीसह), आणि विशेष नेटवर्क नोड्स "फाइल सर्व्हर" म्हणून काम करतील, ते ADNL द्वारे इतर नोड्सना देण्यासाठी तयार असतील.

धुके सेवा (धुके सेवा). आम्ही काही सेवांबद्दल बोलत आहोत ज्यात विकेंद्रीकरण आणि त्यात खुल्या सहभागाचा समावेश आहे. उदाहरणार्थ, TON प्रॉक्सी ही एक सेवा आहे जी इतर नोड्स दरम्यान पॅकेट फॉरवर्ड करणारी मध्यस्थ (प्रॉक्सी) म्हणून नोड प्रदान करू इच्छिणाऱ्या कोणत्याही सहभागीद्वारे समर्थित असू शकते. इच्छित असल्यास, तो यासाठी त्याच्याद्वारे सेट केलेले शुल्क आकारू शकतो - मायक्रोपेमेंटसाठी TON पेमेंट सिस्टम वापरून (जी, यामधून, एक धुक्याची सेवा देखील आहे).

ADNL: अमूर्त डेटाग्राम नेटवर्क स्तर

सर्वात खालच्या स्तरावर, नोड्समधील संप्रेषण UDP द्वारे होईल (जरी इतर पर्याय स्वीकार्य आहेत).

वर नमूद केल्याप्रमाणे, एका नोडला दुसर्‍याला पॅकेट पाठवायचे असेल तर, त्याला त्याची एक सार्वजनिक की माहित असणे आवश्यक आहे (आणि म्हणून तो निर्धारित केलेला पत्ता). हे या कीसह पॅकेट एन्क्रिप्ट करते आणि पॅकेटच्या सुरूवातीस 256-बिट गंतव्य पत्ता जोडते - कारण एका नोडमध्ये असे अनेक पत्ते असू शकतात, हे डिक्रिप्शनसाठी कोणती की वापरायची हे निर्धारित करण्यास अनुमती देईल.

याव्यतिरिक्त, डेटा पॅकेटच्या सुरुवातीला प्राप्तकर्त्याच्या पत्त्याऐवजी, तथाकथित असू शकते. ओळखकर्ता चॅनल. या प्रकरणात, पॅकेटची प्रक्रिया आधीच नोड्समधील विशिष्ट करारांवर अवलंबून असते - उदाहरणार्थ, एखाद्या विशिष्ट चॅनेलवर पाठविलेला डेटा दुसर्या नोडसाठी निर्धारित केला जाऊ शकतो आणि त्यावर पुनर्निर्देशित करणे आवश्यक आहे (ही सेवा आहे TON प्रॉक्सी). आणखी एक विशेष केस थेट नोड्समधील परस्परसंवाद असू शकते, परंतु या चॅनेलसाठी स्वतंत्र की जोडी वापरून एन्क्रिप्शनसह (पूर्वी डिफी-हेलमन प्रोटोकॉल वापरून तयार केले गेले होते).

शेवटी, एक विशेष केस म्हणजे "नल" चॅनेल - जर नोडला अद्याप त्याच्या "शेजारी" च्या सार्वजनिक कळा माहित नसतील, तर ते त्यांना अजिबात एन्क्रिप्शनशिवाय पॅकेट पाठवू शकतात. हे फक्त इनिशिएलायझेशनसाठी आहे - नोड्स त्यांच्या की बद्दल माहिती पाठवताच, ते पुढील परस्परसंवादासाठी वापरले जावे.

वर वर्णन केलेल्या प्रोटोकॉलला (चॅनेल आयडी + पॅकेट सामग्रीचे 256 बिट) ADNL म्हणतात. दस्तऐवजात टीसीपीचे एनालॉग त्याच्या वर किंवा स्वतःचे अॅड-ऑन - RLDP (रिलायबल लार्ज डेटाग्राम प्रोटोकॉल) लागू करण्याच्या शक्यतेचा उल्लेख आहे, परंतु त्यांच्या अंमलबजावणीच्या तपशीलांमध्ये जात नाही.

TON DHT: वितरित हॅश टेबल

इतर वितरित प्रणालींच्या बाबतीत, TON मध्ये DHT च्या अंमलबजावणीचा समावेश होतो - वितरित हॅश टेबल. अधिक विशेषतः, टेबल आहे काडेमलिया सारखी. आपण या प्रकारच्या हॅश टेबलशी परिचित नसल्यास, काळजी करू नका, नंतर मी ते कसे व्यवस्थित केले जातात याचे अंदाजे वर्णन करेन.

अमूर्त अर्थाने, DHT अनियंत्रित लांबीच्या बायनरी मूल्यांसाठी 256-बिट की मॅप करते. त्याच वेळी, टेबलमधील की विशिष्ट TL स्ट्रक्चरच्या हॅश आहेत (स्ट्रक्चर्स स्वतः देखील DHT सोबत संग्रहित केल्या जातात). हे नोड पत्त्याच्या निर्मितीसारखेच आहे - आणि ते खरोखरच DHT मध्ये उपस्थित असू शकतात (उदाहरणार्थ, अशा कीमध्ये दिलेल्या नोडचा IP पत्ता असू शकतो. अमूर्त पत्ताजर ते लपवत नसेल तर). परंतु सामान्य बाबतीत, "कीच्या पूर्व-प्रतिमा" (त्यांच्या वर्णन, मुख्य वर्णने) हा मेटाडेटा आहे जो हॅश टेबलमधील एंट्रीचा “मालक” सूचित करतो (म्हणजे काही नोडची सार्वजनिक की), संग्रहित मूल्याचा प्रकार आणि त्यानंतर ही एंट्री ज्या नियमांद्वारे बदलली जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, एखादा नियम फक्त मालकाला मूल्य बदलण्याची परवानगी देऊ शकतो - किंवा मूल्य खाली बदलण्यास प्रतिबंध करू शकतो (रीप्ले हल्ल्यांपासून संरक्षण करण्यासाठी).

256-बिट की व्यतिरिक्त, DHT पत्त्यांची संकल्पना सादर केली आहे. नियमित होस्ट पत्त्यांसह फरक असा आहे की DHT पत्ता IP पत्त्याशी बांधील आहे. जर नोड त्याचा IP लपवत नसेल, तर तो DHT साठी नियमित पत्ता वापरू शकतो. परंतु अधिक वेळा, DHT च्या गरजांसाठी एक वेगळा, "अर्ध-स्थायी" पत्ता तयार केला जाईल.

वरील की आणि डीएचटी पत्त्यांवर, अंतराची संकल्पना सादर केली गेली आहे - सर्व काही यामधील सारण्यांशी जुळते kademlia - किजमधील अंतर त्यांच्यापासून XOR (बिटवाइज एक्सक्लुझिव्ह OR) इतके आहे. Kademlia सारण्यांप्रमाणे, काही कीशी संबंधित मूल्य संग्रहित केले जाणे आवश्यक आहे s नोड्स ज्यात या कीचे सर्वात लहान अंतर आहे (s येथे तुलनेने लहान संख्या आहे).

DHT नोडला इतर अशा नोड्सशी संवाद साधण्यासाठी, ते मेमरीमध्ये ठेवते DHT राउटिंग टेबल - नोड्सचे DHT आणि IP पत्ते ज्यांच्याशी आधी संवाद साधला होता, त्यांना अंतरानुसार गटबद्ध केले आहे. असे 256 गट आहेत (ते अंतर मूल्यामध्ये सेट केलेल्या सर्वात महत्त्वपूर्ण बिटशी संबंधित आहेत - म्हणजे, 0 ते 255 च्या अंतरावरील नोड्स एका गटात, 256 ते 65535 पर्यंत - पुढील गटात पडतील इ.). प्रत्येक गटामध्ये, मर्यादित संख्येने "सर्वोत्तम" नोड संग्रहित केले जातात (त्यांना पिंग करण्याच्या दृष्टीने).

प्रत्येक नोडने अनेक ऑपरेशन्सचे समर्थन केले पाहिजे: किल्लीसाठी मूल्य संचयित करणे, नोड शोध и मूल्ये शोधा. नोड्सचा शोध राउटिंग टेबलवरून त्याच्या जवळच्या नोड्सच्या दिलेल्या कीद्वारे जारी करणे सूचित करते; मूल्ये पाहणे समान आहे, जेव्हा नोडला कीचे मूल्य माहित असते (अशा परिस्थितीत ते फक्त ते परत करते). त्यानुसार, जर एखाद्या नोडला किल्लीद्वारे DHT मध्ये मूल्य शोधायचे असेल, तर ते त्याच्या राउटिंग टेबलवरून या कीच्या सर्वात जवळ असलेल्या थोड्या नोड्सना विनंती पाठवते. जर त्यांच्या उत्तरांमध्ये कोणतेही इच्छित मूल्य नसेल, परंतु नोड्सचे इतर पत्ते असतील तर त्यांना विनंती पुन्हा केली जाईल.

TON DHT विविध कारणांसाठी वापरले जाऊ शकते, उदाहरणार्थ, टॉरेंट सारखी फाइल स्टोरेज लागू करण्यासाठी (पहा. TON स्टोरेज); विशिष्ट सेवा लागू करणाऱ्या नोड्सचे पत्ते निश्चित करण्यासाठी; ब्लॉकचेनमध्ये खातेदारांची माहिती साठवण्यासाठी. परंतु सर्वात महत्वाचा अनुप्रयोग म्हणजे त्यांच्या अमूर्त पत्त्यांद्वारे नोड्सचा शोध. हे करण्यासाठी, पत्ता एक की म्हणून वापरला जातो, ज्याचे मूल्य शोधायचे आहे. क्वेरी एकतर स्वतः होस्ट शोधेल (जर पत्ता शोधला जात असेल तर त्याचा अर्ध-स्थायी DHT पत्ता असेल), किंवा मूल्य कनेक्ट करण्यासाठी IP पत्ता आणि पोर्ट असेल किंवा मध्यस्थ बोगदा म्हणून वापरण्यासाठी दुसरा पत्ता असेल.

TON मध्ये नेटवर्क आच्छादित करा

वर वर्णन केलेला ADNL प्रोटोकॉल कोणत्याही नोड्ससाठी एकमेकांशी माहितीची देवाणघेवाण करण्याची क्षमता सूचित करतो - जरी इष्टतम मार्गांनी आवश्यक नाही. आम्ही असे म्हणू शकतो की ADNL ला धन्यवाद, सर्व नोड्स एक जागतिक TON आलेख तयार करतात (आदर्शपणे, कनेक्ट केलेले). परंतु याव्यतिरिक्त, आच्छादन नेटवर्क तयार करणे शक्य आहे - या आलेखाच्या आत सबग्राफ.

अशा नेटवर्कमध्ये, परस्परसंवाद फक्त थेट केला जातो - नेटवर्क सदस्य नोड्समधील पूर्व-निर्मित दुव्यांद्वारे (वर वर्णन केलेल्या ADNL चॅनेलद्वारे). शेजार्‍यांमध्ये अशा कनेक्शनची निर्मिती, शेजार्‍यांचा शोध ही एक स्वयंचलित प्रक्रिया आहे जी आच्छादन नेटवर्कची कनेक्टिव्हिटी राखण्यासाठी आणि त्यातील डेटाच्या देवाणघेवाणीमध्ये होणारा विलंब कमी करण्याचा प्रयत्न करते.

याव्यतिरिक्त, नेटवर्कमध्ये मोठ्या प्रसारण अद्यतने द्रुतपणे वितरित करण्याचा एक मार्ग आहे - ते भागांमध्ये विभागले गेले आहेत, त्रुटी सुधार कोडसह पूरक आहेत आणि हे सर्व भाग एका सहभागीकडून दुसर्‍याला पाठवले जातात. अशा प्रकारे, नेटवर्कवर पुढे फॉरवर्ड करण्यापूर्वी सहभागीला सर्व भाग पूर्णपणे प्राप्त करण्याची गरज नाही.

आच्छादन नेटवर्क सार्वजनिक किंवा खाजगी असू शकतात. सार्वजनिक नेटवर्कचे सदस्य बनणे अवघड नाही - तुम्हाला त्याचे वर्णन करणारी TL रचना शोधणे आवश्यक आहे (ते सार्वजनिक असू शकते - किंवा DHT मधील विशिष्ट कीद्वारे प्रवेशयोग्य असू शकते). खाजगी नेटवर्कच्या बाबतीत, ही रचना नोडला आधीच माहित असणे आवश्यक आहे.

पुढे चालू

मी TON पुनरावलोकन अनेक लेखांमध्ये विभाजित करण्याचा निर्णय घेतला. इथेच हा विभाग संपतो, पुढे मी ब्लॉकचेन (अधिक तंतोतंत, ब्लॉकचेन) च्या संरचनेच्या विचाराकडे वळतो ज्यामध्ये TON समाविष्ट असेल.

स्त्रोत: www.habr.com