撰文：layerpixel
编译：白话区块链
在过去的几个月里，我们见证了 TON 生态系统的爆发式增长，包括 Notcoin、Dogs、Hamster Kombat 和 Catizen 在币安的上线。据传，这为各大交易平台带来了数百万新的 KYC 用户。不管我们是否承认，这实际上是近年来区块链最大规模的应用。但问题在于，接下来该怎么走？
尽管用户数量庞大，但 TON 的锁仓总价值（TVL）仍然相对较低，而且我们并没有看到许多 DeFi 协议的涌现。这也引发了人们对 TON 链上用户价值低及其基础设施尚不完善的担忧和争论。
然而，在本文中，我们想简要讨论 DeFi 背后的一个重要概念——「原子交换」以及 LayerPixel（PixelSwap）正在解决的问题。一方面，DeFi 的最初成功可以追溯到以太坊，它成为了 DeFi 应用和智能合约的基石。另一方面，异步区块链的兴起，如 TON，也为 DeFi 应用带来了新的机遇和挑战，尤其是在可组合性方面。
1、DeFi 的简要历史
DeFi 生态系统在「DeFi Summer」期间蓬勃发展，主要集中在以太坊上。开发人员利用了以太坊生态系统，智能合约作为基础构建块，可以像乐高积木一样组合在一起。这种组合性为去中心化金融应用和服务的迅速蔓延提供了必要的网络效应。
以太坊的组合性范式使各种 DeFi 协议以创新方式相互交互。原子交换、闪电贷款、再抵押和借代平台等关键金融基元展示了不同应用如何可以相互叠加在一起，创造复杂、多功能的金融产品。
随着 DeFi 的成熟，以太坊同步模型的局限性 — 主要是关于可扩展性和高交易费用 — 变得越来越明显。这激发了对探索新区块链架构的兴趣，比如异步区块链，它承诺解决一些这些固有限制。
2、异步区块链：一个新的范式
以太坊传统模型是同步的，维护一个单体状态，在这里每个交易都按顺序处理。另一方面，像 TON 这样的异步区块链采用了一种 actor 模型方法。这种转变导致了几个基本结构上的差异：
以太坊 — 同步区块链（单体状态）：
- 原子操作：直接的原子交易是可能的，因为每个交易（即使修改了多个智能合约的状态）都可以被视为单一单元操作。以太坊虚拟机（EVM）例如，安全地对交易中的所有步骤进行隔离，确保要么全部执行，要么完全不执行。
- 顺序处理：每个交易必须等待前一个完成，这自然限制了吞吐量和可扩展性。
- 全局状态：所有交易都在一个共享的全局状态上操作，简化了状态管理，但加剧了争用。
TON — 异步区块链（Actor 模型）：
- 并行处理：交易可以跨多个 actor 或智能合约并发处理，增强了整体可扩展性和吞吐量。例如，TON 上的智能合约是可以独立运行的单元或 actor，可以使用单向消息在 actor 之间更新状态。
- 分布状态：不同的 actor 持有隔离的状态，它们可以与其他 actor 交互，但不共享单一全局状态。
- 协调复杂性：在这种模型中实现原子操作是复杂的，因为它的分布式性质。
尽管异步区块链在可扩展性方面具有相当重要的意义（从理论上讲），但缺乏原子交换使得 TON 在 DeFi 发展上变得相当困难，无论 FunC/Tact 语言使用的难度如何。想想看，没有原子操作和顺序处理，借代协议的流动性就会变得非常困难，无论 DeFi 乐高有多具挑战性。
在 LayerPixel 和 PixelSwap（PixelSwap 正在使用 LayerPixel 的基础设施，并作为 LayerPixel 的一部分），我们提出了一种解决这个问题的新方法，使原子交换成为可能，并努力为交换和 DeFi 提供更安全、更好的解决方案。
3、异步区块链上 DeFi 组合性的挑战
对于 DeFi 应用程序来说，在异步区块链上保持组合性引入了复杂的挑战，主要是由于分布式状态和并行性的特性：
交易协调：
- 同步化：协调多个 actor 在特定时间点达成一致状态是复杂的。与简化原子操作的同步全局状态不同，确保多个独立 actor 能够同步操作存在巨大障碍。
- 一致性模型：异步系统通常依赖于较弱的一致性模型，比如最终一致性。确保所有相关的 actor 在不分歧的情况下达到共同状态变成一项后勤工作。
状态一致性：
- 并发控制：在分布式环境中，如果多个交易尝试更新重叠状态，则可能出现竞争条件。这需要复杂的机制来确保交易被正确串行化，而不会成为系统的瓶颈。
- 状态调和：需要调和 actor 之间的不同状态，并且回滚机制（如果交易的某部分失败）必须足够强大，以便在不产生不一致性的情况下优雅地撤销更改。
失败处理：
- 原子性：在状态分布且操作默认为非原子的环境中，保证交易的所有部分要么成功，要么全部失败是具有挑战性的。
- 回滚机制：高效地回滚部分交易状态更改，而不留下残留的不一致性，需要高级技术。
4、Pixelswap: 架起组合性鸿沟
Pixelswap 的创新设计通过引入一个专为 TON 区块链设计的分布式事务框架来解决这些挑战。该架构遵循 BASE 原则（BASE: 一种 ACID 替代方案），包括两个主要组件：事务管理器和多个事务执行器。
Saga 事务管理器
Saga 事务管理器编排复杂的多步事务，通过应用 Saga 模式克服了 2PC 的限制，适用于长时间运行的分布式事务：
- 生命周期管理：管理整个事务生命周期，将其分解为一系列较小、可独立执行的步骤，每个步骤在失败时都有自己的补偿操作。
- 任务分配：将主要事务分解为离散的、隔离的任务，并委派给适当的事务执行器。
- 补偿操作：确保每个 saga 都有相应的补偿事务，可以触发以撤消部分更改，保持一致性。
事务执行器
事务执行器负责在事务生命周期内执行分配的任务：
- 并行处理：执行器同时操作，最大化吞吐量并平衡系统负载。
- 功能扩展的模块化设计：每个事务执行器都设计为模块化，允许实现各种功能。这些功能可以包括不同的交换曲线、闪电贷款、借代协议等各种金融操作。这种模块化确保这些功能可以与 Saga 事务管理器无缝协调，保持 DeFi 组合性的核心原则。
- 最终一致性：确保执行器的本地状态与事务的整体分布状态保持同步和调和。
通过这些特性，Pixelswap 的事务执行器确保了强大、可扩展和异步的事务执行，从而使得可以在 TON 上创建复杂且可组合的 DeFi 应用成为可能。
5、结论
总之，DeFi 的未来需要适应从同步到异步区块链的转变范式，同时保持和增强像组合性这样的关键原则。Pixelswap 出现在 TON 区块链上，将稳健性、可扩展性和组合性优雅地结合在一起，成为开创性的解决方案。通过确保无缝的交互能力和强大的事务管理，Pixelswap 为更具动态性、可扩展性和创新性的 DeFi 生态系统铺平道路。
