Спрямовані ациклічні графи (DAGs) - нова гаряча тема в криптовалютній та блокчейн індустрії. Вони мають на меті вирішити децентралізацію по-іншому, пропонуючи безкоштовні та швидкі транзакції.

Технологія блокчейну має за собою десятиріччя. Її народження розпочало децентралізовану революцію, породивши багато інших відмінних технологій розподіленого реєстру (DLT). Ці DLT унікальні тим, що намагаються вирішити недоліки блокчейну.

Тепер ви можете знайти багато захоплюючих технологій розподіленого реєстру, таких як R3 Corda, Hashgraph та Iota Tangle. З цих трьох популярних DLT Iota та Hashgraph використовують Спрямовані ациклічні графи (DAGs).

Що таке DAG в комп'ютерних науках?

У комп'ютерних науках DAG - це граф з вершинами та ребрами. Граф орієнтований, і кожен вузол з'єднаний з іншим. Це зручна структура даних, яка дозволяє комп'ютерним вченим та математикам моделювати зв'язок, ймовірність та причинність.

Ще одним важливим аспектом є його ациклічна властивість, що означає, що граф не є повним ланцюжком/циклом. Це означає, що ви не зможете відвідати той самий вузол двічі. DAG також заважає топологічному упорядкуванню, де значення початкового вузла менше, ніж значення кінцевого вузла.

Що таке DAG в криптовалюті та блокчейні?

DAG також корисний у криптовалюті або при проектуванні інших технологій розподіленого реєстру (DLTs). Це тому, що вони швидші порівняно з традиційним підходом блокчейну.

У блокчейні блоки створюються та з'єднуються для зберігання та отримання інформації. Однак DAG використовує вершини та ребра. Це означає, що вершини зберігають криптовалютні або блокчейн-транзакції. Оскільки DAG є топологічним, записані вершини лежать одна на одній.

Крипто або DLT, які працюють на DAG, можуть працювати з Proof-of-work (PoW) або без нього. Можливість працювати з технологією розподіленого реєстру без видобутку означає швидший та більш енергоефективний підхід, особливо порівняно з традиційними рішеннями блокчейну, такими як Ethereum.

Крім того, DAG також забезпечує ефективність зберігання даних і вже розглядається як заміна блокчейну для онлайн-платежів та транзакцій.

Нарешті, створення вузлів/вершин DAG робить процес транзакцій миттєвим. Щоб коротко, DAG забезпечує кращу стабільність та масштабованість мережі.

Як працює орієнтований ациклічний граф?

DAG у криптовалюті працює шляхом зберігання інформації у вершинах (вузлах). Тут структура вузла представляє інформацію про транзакції. Оскільки відсутня концепція "блоків", видобуток не є необхідним для створення, перевірки та розширення блокчейну. З DAG транзакції миттєво записуються в вершини, побудовані одна на одній.

Криптовалюта на основі DAG використовує proof-of-work (POW) або інші алгоритми консенсусу для перевірки транзакцій для забезпечення певної форми консенсусу.

Давайте розглянемо приклад, щоб краще зрозуміти.

Джон, трейдер, здійснив нову транзакцію, переклавши криптовалюту, яка працює на DAG, іншій особі, Слай. Оскільки нова транзакція народжується, DAG повинен її перевірити, звернувшись до попередньої. Посилання виконується для кількох транзакцій, щоб забезпечити надійне підтвердження транзакції.

Алгоритми консенсусу в криптовалютах або розподіленій книзі рахунків на основі DAG ґрафіку ґрають на визначенні того, який вузол отримує можливість перевірити транзакцію. Таким чином, вузол може мати значний вплив на перевірку транзакції, і вибір здійснюється на основі накопиченої ваги (кількість підтверджень).

Транзакції Джона залишаються непідтвердженими, поки на них не посилається сам Джон або хтось інший, хто будує на основі транзакції Джона. Практично, лише вузли з вищою вагою ймовірно продовжують підтверджувати транзакції, щоб забезпечити належний ріст мережі.

Як DAG зупиняє подвійне витрачання?

Наостанок, вузли DAG можуть виявляти подвійні витрати. Вони перевіряють старі транзакції та шукають достатній залишок відправника, навіть до першої транзакції DAG відправника. Якщо у відправника недостатньо коштів, транзакція відхиляється. DAG потрібно перевірити лише один шлях, навіть якщо існують кілька шляхів. У порівнянні, захист від подвійних витрат у блокчейні є задовільним, але може коштувати набагато більше (у термінах енергії та часу) ніж DAG.

Щоб візуально побачити, як виглядає DAG, подивіться на зображення нижче.

Алгоритм DAG завжди віддає перевагу вузлу з важким накопиченим вагою, щоб подолати проблему того, що кілька гілок не знають про існування одна одної. Цим способом новіші транзакції в основному пов'язані через верх та завжди посилаються на старі транзакції для перевірки. Селективний підхід також відкидає слабкі шляхи та відкидає їх по мірі зростання мережі.

Якщо ми заглибимося в блокчейн, транзакції вважаються "витраченими" після шести підтверджень, щоб забезпечити довіру до системи.

Підсумовуючи, DAG робить наступне:

• Виберіть вузли з важкою накопиченою вагою.
• Слідуйте шляхом попередньої транзакції, щоб переконатися, що підказки не подвійні витрати та мають достатній баланс витрат.
• Додайте транзакцію до мережі, якщо задоволені.

DAG DLT Використання випадки

Iota Tangle

Iota впроваджує Tangle, алгоритм згоди DAG. Він слідує простому правилу перевірки, підключаючись до двох попередніх транзакцій. Цей підхід корисний, оскільки з кожною доданою транзакцією мережа стає сильнішою. Крім того, для досягнення згоди не потрібна жодна видобуток.

Щоб зупинити подвійне витрачання, він містить транзакції, які не становлять 1/3 від загальної суми. Таким чином, ніхто не може контролювати всю ланцюг і здійснювати подвійне витрачання.

Проте, IoTa Tangle не є по-справжньому децентралізованим, оскільки використовує централізований вузол «Координатор». Тим не менш, він допомагає всій мережі, контролюючи транзакції та забезпечуючи відсутність конфліктів.

Hedera Hashgraph

Hedera Hashgraph - це громадська підприємницька технологія розподіленого реєстру. Вона використовує інший підхід, використовуючи DAG замість блокчейну. Як і Iota Tangle, вона також не є дійсно децентралізованою. Замість цього її контролює глобальна рада бізнес-лідерів, до якої входять Google, Boeing та Deutsche Telekom.

Під капотом Hashgraph використовує протокол Gossip. У цьому протоколі вузли обмінюються інформацією і доходять до згоди для схвалення транзакцій. Журнал перевірки додається до розподіленого реєстру з кожною доданою транзакцією.

Використання криптовалюти DAG

Obyte

Obyte - це популярна криптовалюта, яка використовує журнал на основі DAG. Вона працює без посередників, щоб створити процес транзакцій без посередників. Однак вона використовує систему валідаторів для захисту мережі від подвійного витрачання.

Нано

Nano - це безкоштовна децентралізована платформа, яка використовує Спрямований Ациклічний Граф, відомий як блок-решітка. Мережа швидка і не має пов'язаних з нею комісій. Її архітектура поєднує в собі блокчейн та DAG, і тому забезпечує децентралізацію на виході.

DAG проти Блокчейну

DAG та Blockchain - це фундаментально різні підходи. Однак обидва входять до технологій розподіленого реєстру. Щоб краще зрозуміти, давайте обговоримо їх відмінності нижче.

Структура

Мережева структура підходу блокчейн складається з вузлів, які з'єднуються через блокчейн. Цей хронологічний порядок є незмінним. Крім того, транзакції упаковуються в блоки з перевіркою, збереженою в них. Коли виникають нові транзакції, вони додаються до блоку й приєднуються до попереднього блоку з метою валідації.

З іншого боку, DAG слідує топологічному підходу, де кожен вузол представляє транзакцію. Ланцюжок вузлів виступає як спосіб посилання на старі транзакції та запобігання подвійному витрачанню. Структура дерева може мати кілька шляхів. Однак для підтвердження нових транзакцій потрібно лише один шлях трасування.

Консенсус

DLT на основі блокчейну сильно покладається на доказ роботи. Це потребує участі вузлів у виробництві, яке є комп'ютерно-інтенсивним та ресурсомістким процесом. Майнери, які беруть участь, отримують винагороди за підтвердження транзакцій.

Підхід DAG полягає в перевірці кожної операції окремо. Він використовує попередні операції як знання для перевірки. Учасники, які перевіряють та добувають, беруть участь. Крім того, операції в основному безкоштовні.

DAG Переваги та недоліки

У цьому розділі ми розглянемо переваги та недоліки DAG.

Переваги DAG

• DAG швидкий, враховуючи, що не потрібно майнерам додавати вершини. Крім того, топологічний підхід DAG дозволяє швидкий спосіб перевірки старіших шляхів транзакцій для зупинки подвійного витрачання коштів.
• DAGs не використовують видобуток, що робить їх екологічно чистими.
• Через відсутність шахтарів, DAG має мінімальні або нульові пов'язані збори за підтвердження транзакції.
• DAGs є високомасштабованими і можуть обробляти набагато більше транзакцій на секунду, ніж традиційні мережі блокчейну.

DAG Конс

• Ідея за DAG полягає в тому, щоб зробити його напівдецентралізованим, а не дійсно децентралізованим. Більшість протоколів DAG мають централізований характер.

Заключні думки

Спрямований ациклічний граф (DAG) - це відмінна альтернатива блокчейну. Він вирішує ключові проблеми, пов'язані з блокчейном, пропонуючи швидкий, але ефективний спосіб надання технології розподіленого реєстру. Однак він не є повністю децентралізованим. Він покладається на раду або централізований вузол для нагляду за транзакціями і конфліктами та збереження всього згідно з правилами.