TVM 导论：概述及其在区块链技术中的重要性

区块链与加密货币是一个快速发展的独特行业，它使得相对较新的技术迅速过时，并要求改变事物运作的方式。其中之一是以太坊虚拟机（EVM）。尽管 EVM 非常高效，但其固有的问题需要解决。这催生了一次紧急干预，即从以太坊的 EVM 等虚拟机转向更新的 TVM 标准。

线程虚拟机（TVM）：起源与产生缘由

在深入探讨线程虚拟机（TVM）之前，有必要先强调一下什么是虚拟机（VM）。在区块链领域，虚拟机是执行智能合约的环境。它们提供了一个沙盒空间来运行合约代码，这带来了诸多优势，其中一些包括：

安全性
互操作性
交易准确性

最流行的虚拟机之一是以太坊虚拟机（EVM），这主要归功于以太坊的长期流行度。需要注意的是，它是第一个创建智能合约的区块链，尽管这种流行度恰恰是需要 TVM 的根本原因，因为 EVM 无法承受其网络上发生的交易量。

我们都很清楚第一代产品通常存在哪些疏漏。尽管加密行业的许多进展应归功于 EVM，但它们存在一个明显的缺陷：可扩展性。

线程虚拟机（TVM）是 TON 虚拟机的继承者，其设计初衷就是考虑到 EVM 的不足，因为它处于一个能够借鉴以太坊成功经验并同时减少其问题的有利位置。这主要关乎可扩展性问题以及交易费用无休止地上涨，导致许多交易的成本超过了转账本身的价值，使得用户的资金无法使用。

TVM 区块链如何运作？

线程虚拟机（Threaded Virtual Machines，简称 TVM）支持构建具有原生账户抽象模型的模块化区块链，使账户能够拥有更灵活的业务逻辑。此外，线程虚拟机支持编写异步智能合约，使其能够根据参与者模型独立于其他参与者的状态来执行操作。这带来了近乎无限的可扩展性，理论上每秒可以处理数百万笔交易。

鉴于内容较为技术化，我们接下来将用更简单的术语来解释 TVM 的工作原理。

想象您有一堆可以用来搭建任何东西的乐高积木。现在，将每块乐高积木想象成一个可以执行不同任务的微型计算机。这些被称为“线程虚拟机”的乐高积木，使您能够创建许多不同的“建筑”（类似于迷你区块链），并且可以为您定制每个建筑的规则。

现在，当您想要建造这些建筑时，通常必须遵循某些固定的步骤或规则。但是，使用这些特殊的积木，您可以制定自己更灵活的规则。

这些积木还允许您以一种方式进行构建，即建筑的不同部分可以独立运行，而无需等待其他部分完成。

因此，您可以构建极其庞大的区块链，一次性处理海量的交易，就像数百万个机器人可以同时、无缝地协同工作一样。

TVM 架构的另一个独特之处在于其支持各种去中心化应用（dApps）的灵活性。由于每个分片（shard）都可以根据特定用例进行定制，开发人员可以针对不同类型的应用优化分片，无论应用需要高交易吞吐量、复杂的智能合约，还是极低的延迟。这种模块化使得 TVM 区块链对希望在统一生态系统中部署广泛区块链解决方案的企业尤其具有吸引力。

下一篇文章我们将更详细地讨论区块链的用例。本文将重点关注 TVM 的内在机制及其与 EVM 的比较。

TVM 架构详解

TVM 区块链拥有一个不同于传统区块链设计的、非同步式的独特架构。该架构采用了一种动态分片形式，使区块链能够自我拆分成更小、更自治的单元，即“分片”（shards）。这些分片独立运行，从而使网络能够在不同负载下更高效地管理资源并保持高性能。

TVM 区块链还引入了一种先进的分片链间通信协议。该协议确保了尽管数据和交易是并行处理的，但仍能在整个网络中同步。这种分片间通信至关重要，因为它维持了区块链内部的一致性和连贯性，防止了分片之间出现双重支付或数据不一致等问题。

此设计显著提升了区块链的可扩展性。当网络面临活动激增时，例如在处理大量智能合约时，验证者会自动拆分到更小的分片链中。这些分片链促进了交易的并行处理，使网络能够同时处理大量交易而不会出现性能瓶颈。

该架构最引人注目的方面是其弹性。随着区块链负载的降低，分片链会重新合并回主链（masterchain）。这种重新合并精简了网络并提高了交易处理速度。最妙的是，这种动态调整的发生，既不会提高交易费用，也不会增加节点额外的计算要求，这使得该系统兼具成本效益和高效率。

线程虚拟机（TVM）的共识机制

TVM 的共识机制以权益证明（Proof of Stake, PoS）为基础，这在很大程度上决定了其运行效率和安全性。在该系统中，验证者通过在区块链网络中质押代币来确认区块。

与需要大量计算能力和能源的工作量证明（Proof of Work, PoW）共识机制不同，PoS 允许验证者参与共识过程，而无需进行持续且高强度的处理。这带来了一个能源效率更高的网络，能够以最少的资源确认大量的区块。

安全性是 TVM 架构的另一个优势。TVM 采用拜占庭容错（Byzantine Fault Tolerance, BFT）算法，这提升了区块链的完整性。BFT 算法旨在即使存在恶意节点或故障节点的情况下也能正常运行，从而提供与比特币网络相媲美的安全级别。

TVM 与 EVM：简要对比

只有将 TVM 与 EVM 直接进行比较时，TVM 的优势才会更加清晰。我们将通过一系列文章进行更详细的讨论，因此今天我们仅简要介绍它们之间的一些差异。

链上存储

在基于以太坊虚拟机（EVM）的网络中，数据存储的费用是在数据部署时一次性收取的网络费用，无论数据在区块链上保留多久，都不会产生持续的存储费用。这可能导致初始成本较高，尤其是在网络费用高企的时期，并存在因缺乏持续的财务支持而导致数据丢失或损坏的风险。

相比之下，基于线程虚拟机（TVM）的网络提供了一种更具可持续性的方法，允许智能合约随时间推移扣除存储费用。这确保了为存储数据的基础设施提供持续的财务支持，降低了数据丢失的风险，并为长期存储（例如非同质化代币/NFT）提供了更可靠的解决方案。TVM 还允许将任何类型的数据进行链上存储，费用根据数据大小进行公平计算，并且在不再需要时甚至可以自我销毁。

吞吐量

虚拟机（EVM）与线程虚拟机（TVM）之间的吞吐量差异源于其底层架构。在基于 EVM 的区块链中，每笔交易都会更新整个网络的状态（State），这会造成瓶颈并限制可扩展性。相比之下，TVM 利用执行者模型（Actor Model），其中智能合约在其各自的状态内独立运作。这使得 TVM 能够将合约分组到分片（Shards）中，这些分片可以并行处理交易而互不影响。这种异步设计极大地提高了吞吐量，与基于 EVM 的网络相比，实现了更高的交易处理速度和可扩展性。

后续展望？

从 EVM 向 TVM 的过渡是区块链技术的一次重大飞跃，它解决了可扩展性、交易费用和数据存储等核心问题。尽管 EVM 在去中心化应用（DApp）的发展中发挥了基础作用，但其在处理高交易量和高费用方面的局限性，催生了 TVM 的构建需求。TVM 提供了增强的可扩展性、更优化的存储解决方案以及更高效的共识机制，使其成为现代区块链应用所需的强大替代方案。

在我们的下一篇文章中，我们将深入探讨 TVM 的具体特性和应用场景。我们将了解它们如何塑造区块链技术的未来，敬请期待后续内容。