فهم تقنية DAG: بديل للعملات الرقمية للبلوكتشين

لقد تطور عالم العملات المشفرة بعيدًا عن الابتكارات الأولية في مجال blockchain. في حين أن تقنية السجل الموزع غيرت التمويل، ظهرت بنية متنافسة تتحدى الأنظمة التقليدية المعتمدة على الكتل: الرسم البياني الحلقي الموجه، أو DAG. على عكس الشبكات المعتمدة على blockchain، تقوم بنى DAG بترتيب المعاملات كعقد مترابطة بدلاً من كتل متتابعة، مما يوفر مزايا واضحة في السرعة، والقابلية للتوسع، وكفاءة الطاقة.

ما هو الرسم البياني الحلقي الموجه؟

الرسم البياني الحلقي الموجه يمثل طريقة هيكلة البيانات التي تستخدمها بعض مشاريع العملات المشفرة كبديل لهندسة البلوكتشين التقليدية. الاسم نفسه يصف خصائصه الأساسية: “موجه” لأن تدفقات المعاملات تتحرك في اتجاه واحد، و"غير دوري" لأنه لا يوجد رأس يعود إلى نفسه. هذا يخلق نظامًا يتكون من دوائر (رؤوس ) تمثل المعاملات وخطوط (حواف ) تشير إلى ترتيب تحقق المعاملات.

في الممارسة العملية، لا تتجمع المعاملات في كتل تنتظر من المعدنين معالجتها. بدلاً من ذلك، يبني كل معاملة جديدة مباشرةً على المعاملات السابقة، مما ينشئ شبكة تتوسع عموديًا بدلاً من سلسلة خطية. هذا الاختلاف المعماري ينتج عنه آثار كبيرة على سرعة معالجة المعاملات وكفاءة الشبكة.

كيفية عمل تقنية DAG

تدور آلية أنظمة DAG حول دورة تأكيد المعاملات المستمرة. عندما يبدأ المستخدم معاملة، يجب عليه أولاً التحقق من معاملتين غير مؤكدتين سابقتين، والمعروفة باسم “النصائح”. بمجرد تأكيد هذه النصائح، تصبح معاملة المستخدم الجديدة النصيحة الأحدث، مما يتطلب من المشاركين المستقبليين التحقق منها قبل تقديم معاملاتهم الخاصة.

تختلف هذه الآلية التوافقية التشاركية اختلافًا جوهريًا عن عملية إنشاء الكتل في البلوكشين. بدلاً من الانتظار لقيام المنقبين بتجميع المعاملات في كتل وحل الألغاز التشفيرية، تحقق الشبكة التوافق من خلال المشاركة الموزعة. يساهم كل مستخدم في التحقق، مما يلغي فترات الانتظار الاصطناعية ويمكّن من معالجة المعاملات بشكل متزامن.

يحتوي النظام على منع مدمج من الإنفاق المزدوج من خلال التحقق من المسار الخلفي. عندما تؤكد العقد المعاملات التاريخية، فإنها تتعقب سلسلة المعاملات الكاملة عائدة إلى نشأة الشبكة، مما يضمن توازنات كافية وسجلات معاملات شرعية. يتم رفض مسارات المعاملات غير الصالحة تمامًا، مما يمنع الأنشطة الاحتيالية حتى لو بدت المعاملة الاحتيالية نفسها شرعية على السطح.

DAG مقابل البلوكشين: الاختلافات التقنية الرئيسية

بينما تخدم كلتا التقنيتين نظام تشفير العملات، تختلف أطر عملهما بشكل كبير. تنظم سلاسل الكتل المعاملات في كتل زمنية تتطلب توافق الآراء قبل إنشاء الكتلة التالية. تلغي DAGs هذا الشرط لإنشاء الكتل، حيث تُهيكل المعاملات كرسوم بيانية حيث تحدد العلاقات الصلاحية بدلاً من التسلسل الزمني.

التصور البصري وحده يكشف عن الاختلافات المعمارية: شبكات البلوكشين تشبه السلاسل المتصلة، بينما تظهر أنظمة DAG كرسوم بيانية متصلة. هذا التمييز ينتج عنه تأثيرات متتالية عبر مقاييس أداء الشبكة.

تمثل رسوم المعاملات تباينًا حرجًا آخر. عادةً ما تفرض شبكات البلوكتشين رسومًا لتحفيز المعدنين. تتطلب معظم الأنظمة المعتمدة على الرسم البياني الحلقي الموجه رسوم معاملات ضئيلة أو معدومة، حيث يتم فرض رسوم صغيرة على المشاركة من العقد في بعض الأحيان فقط. ومن الجدير بالذكر أنه حتى أثناء ازدحام الشبكة، تظل هذه الرسوم مستقرة بدلاً من الارتفاع مثل تكاليف معاملات البلوكتشين.

أنماط استهلاك الطاقة تختلف أيضًا بشكل ملحوظ. بينما لا تزال بعض العملات المشفرة القائمة على DAG تستخدم آلية توافق الآراء القائمة على إثبات العمل، فإنها تستهلك جزءًا من الطاقة المطلوبة من قبل الشبكات التقليدية للبلوك تشين. بينما تستخدم أخرى آليات توافق بديلة تقضي على التعدين الذي يتطلب طاقة كبيرة تمامًا.

تطبيقات الرسم البياني الحلقي الموجه في العملات الرقمية

تتميز تقنية DAG بقدرتها على معالجة المعاملات ذات الحجم الكبير والقيمة المنخفضة بكفاءة. إن القضاء على تأخيرات إنشاء الكتل يمكّن من إنهاء المعاملات بسرعة دون مشاكل تكلفة المدفوعات الصغيرة التي تؤثر على شبكات البلوكشين، حيث غالبًا ما تتجاوز رسوم المعاملات قيم المعاملات.

قامت العديد من مشاريع العملات المشفرة بتنفيذ هياكل DAG مع درجات متفاوتة من النجاح. تم إطلاق IOTA في عام 2016 كتطبيق لإنترنت الأشياء، وكانت رائدة في اعتماد DAG باستخدام هيكل يسمى “Tangles”—شبكات العقد المترابطة التي تتحقق من صحة المعاملات. يتطلب بروتوكول IOTA من المستخدمين التحقق من معاملتين سابقتين قبل الانتهاء من تقديم معاملتهم الخاصة، مما يوزع مسؤوليات الإجماع عبر جميع المشاركين ويحقق اللامركزية الكاملة.

يمثل Nano نهجًا هجينًا، يجمع بين عناصر DAG و blockchain. يحتفظ كل مستخدم بمحفظة blockchain فردية بينما يستخدم الشبكة الأوسع هيكل DAG للتحقق من المعاملات. يجب على كلا المشاركين في المعاملة التحقق من المدفوعات، مما يؤدي إلى إنهاء فوري وإلغاء الرسوم.

برز BlockDAG كمشروع بارز آخر يقدم التعدين من خلال أجهزة فعالة من حيث الطاقة وتطبيقات الهواتف المحمولة. تميزت اقتصادات رموزه من خلال النصف كل 12 شهرًا بدلاً من الدورات التي تستغرق أربع سنوات والتي تتميز بها أنظمة إثبات العمل التقليدية.

مزايا الشبكات القائمة على الرسم البياني الحلقي الموجه

سرعة المعاملات وقابلية التوسع تقوم شبكات DAG بمعالجة المعاملات المحدودة فقط بمتطلبات المشاركة في التأكيد، وليس بفواصل الكتل الصناعية. وهذا يزيل الاختناقات التي تقيد سعة معاملات blockchain، مما يمكّن الآلاف من المعاملات المتزامنة دون تأخيرات بسبب ازدحام الشبكة.

كفاءة التكلفة غياب مكافآت التعدين يلغي ضغط الرسوم. تعمل العديد من أنظمة DAG بدون تكاليف معاملات، وهو ما يعد ميزة خاصة للمدفوعات الصغيرة وسيناريوهات التداول عالي التردد حيث تجعل رسوم blockchain المعاملات غير اقتصادية.

الاستدامة البيئية استهلاك الطاقة ينخفض بشكل حاد مقارنة بسلاسل الكتل التي تعتمد على إثبات العمل. بعض تطبيقات DAG تلغي متطلبات التعدين تمامًا، مما يقلل بشكل كبير من البصمة الكربونية مع الحفاظ على أمان الشبكة.

الوصول والمشاركة توزع شبكات DAG مسؤوليات الإجماع بين جميع المشاركين بدلاً من تركيز السلطة بين المعدنين. تعزز هذه الديمقراطية في التحقق من صحة المعاملات اللامركزية وتمنع مشكلات مركزية التعدين.

القيود والتحديات

مخاطر المركزية تحتوي العديد من البروتوكولات المعتمدة على الرسم البياني الحلقي الموجه على عناصر مركزية بررها المطورون كآليات تمهيد مؤقتة للشبكة. ومع ذلك، لم تظهر هذه البروتوكولات بعد القدرة على الازدهار بدون منسقين من طرف ثالث، مما قد يعرض الشبكات للتلاعب أو الهجمات إذا اختفت الكيانات المركزية.

عدم إثبات قابلية التوسع على نطاق الإنتاج بينما كانت مفاهيم الرسم البياني الحلقي الموجه موجودة لعدة سنوات، لا تزال التطبيقات الواقعية على مستوى شبكات البلوكتشين محدودة. لقد حصلت حلول الطبقة الثانية على اعتماد أوسع وسجلات زمنية أطول، مما يترك أسئلة حول استقرار الرسم البياني الحلقي الموجه تحت ظروف الضغط الشديدة.

تطوير النظام البيئي المحدود قليل من المشاريع الكبرى قد التزمت بهياكل DAG، مما يقلل من تأثير الشبكة ونضوج النظام البيئي مقارنةً بالمنصات blockchain الراسخة.

الحالة الحالية وآفاق المستقبل

تمثل الرسوم البيانية الحلقي الموجه اتجاهًا تكنولوجيًا واعدًا مع مزايا شرعية على أنظمة البلوكشين التقليدية. تُظهر هذه التكنولوجيا إمكانات حقيقية لتحسين سرعات المعاملات، وتقليل التكاليف، وزيادة القابلية للتوسع. ومع ذلك، لم تظهر DAGs كبدائل للبلوكشين بل كخيارات متخصصة تتناسب مع حالات استخدام معينة.

تظل التكنولوجيا متخلفة نسبيًا مقارنة ببنية blockchain التحتية. تشير التحديات غير المحلولة حول اللامركزية، واختبار قابلية التوسع، والجدوى على المدى الطويل إلى أن شبكات DAG ستستمر في التطور بدلاً من استبدال تكنولوجيا blockchain على الفور. مع نضوج مشهد العملات المشفرة وظهور تطبيقات جديدة، قد تجد الأنظمة القائمة على DAG niches مهمة بشكل متزايد ضمن النظام البيئي الأوسع، مما يكمل الابتكار في blockchain بدلاً من استبداله.