Готова ли технология DAG бросить вызов доминированию Блокчейна?

Наратив вокруг технологии распределенного реестра значительно изменился с момента появления Биткойна. Хотя блокчейн остается стандартом отрасли, растущее число разработчиков и проектов исследуют альтернативную структуру: ориентированные ациклические графы, или DAG. Эта структура данных представляет собой принципиально иной подход к достижению консенсуса и обработке транзакций в криптовалютных сетях.

Понимание архитектуры DAG: другой путь вперед

Ориентированный ациклический граф работает на основе принципа, отличного от традиционных систем блокчейна. Вместо объединения транзакций в отдельные блоки, которые формируют последовательную цепь, структуры DAG представляют транзакции в виде отдельных узлов в графовой топологии. Каждый узел (, представляющий транзакцию), соединяется с предыдущими узлами через направленные связи, создавая то, что напоминает сеть транзакций, а не линейную цепь.

Термин “ориентированный” относится к одностороннему потоку этих соединений, в то время как “ациклический” подчеркивает, что пути никогда не возвращаются к себе. Это структурное отличие приносит значительные преимущества в валидации транзакций. Когда пользователи отправляют новую транзакцию, они сначала должны подтвердить две или более предшествующих транзакций — называемых “советами” — прежде чем их собственная транзакция получит статус валидации. После подтверждения их транзакция становится новым советом, ожидающим подтверждения от последующих транзакций.

Этот механизм валидации создает непрерывный эффект наложения. Вместо того, чтобы ждать, пока блок заполнится и будет замайнен, сеть растет за счет накопленных подтверждений транзакций. Система одновременно защищает от двойного расходования, требуя от узлов проверять всю историю транзакций до генезис-транзакции, обеспечивая достаточность баланса на протяжении всего пути.

DAG против Блокчейна: Больше, чем семантика

Архитектурные различия между DAG и блокчейном приводят к ощутимым различиям в производительности. Блокчейн-сети сталкиваются с присущими им ограничениями: они зависят от времени создания блоков, корректировок сложности майнинга и необходимости достижения консенсуса по всей сети перед добавлением новых блоков. Эти механизмы обеспечивают безопасность, но вводят узкие места в пропускной способности.

Системы на основе DAG устраняют эти узкие места, полностью исключая блок. Нет необходимости ждать, пока майнеры решат сложные задачи, нет предварительно определенных времен блоков и нет теоретического лимита на транзакции, превышающего пропускную способность сети. Пользователи теоретически могут одновременно отправлять неограниченное количество транзакций, при условии, что они следуют протоколу подтверждения.

Еще одно важное различие заключается в потреблении энергии. Хотя некоторые реализации DAG по-прежнему используют консенсус на основе доказательства работы, они требуют значительно меньше вычислительной мощности, чем блокчейн-сети, такие как Биткойн. Другие полностью переходят на более легкие механизмы консенсуса, что значительно снижает их экологический след.

Почему проекты принимают технологию DAG

Несколько криптовалютных проектов выбрали DAG вместо традиционной архитектуры блокчейна, признавая определенные преимущества в конкретных случаях использования.

IOTA (MIOTA) представляет собой наиболее выдающуюся реализацию DAG. Запущенная в 2016 году как “Приложение Интернета вещей”, IOTA выделилась своим танглом — специализированным вариантом DAG, где каждая транзакция одновременно выполняет роль как транзакции, так и узла проверки. Этот подход достиг распределенного консенсуса без традиционных майнеров. Каждый участник проверяет транзакции, чтобы иметь свои собственные подтвержденные, создавая подлинную децентрализацию. IOTA получила признание за быстрые скорости расчетов, высокий потенциал масштабируемости, функции безопасности и, что особенно важно, отсутствие сборов за транзакции.

Nano (XNO) использует гибридный подход, сочетая принципы DAG с элементами блокчейна. Каждый держатель счета поддерживает свою собственную шард блокчейна, что позволяет параллельно обрабатывать транзакции. Отправитель и получатель должны оба криптографически подтвердить каждый платеж, создавая механизм подтверждения, отличающийся от традиционного майнинга. Nano также подчеркивает быструю окончательность транзакций, масштабируемость, отсутствие комиссий за транзакции и безопасность.

BlockDAG (BDAG) представляет собой нового участника, объединяющего элементы proof-of-work с топологией DAG. Проект выделяется уникальным графиком халвинга — BDAG уменьшается вдвое каждые 12 месяцев, а не следует четырехлетнему циклу Биткойна — наряду с возможностями мобильного майнинга и энергосберегающими майнинг-ригами.

Сильные стороны систем на основе DAG

Технология DAG предоставляет убедительные преимущества для конкретных приложений:

Скорость транзакций: Без задержек на создание блока транзакции завершаются немедленно после подтверждения. Пользователи не ограничены предопределенными временными интервалами блоков или узкими местами из-за перегрузки сети.

Эффективность затрат: Отсутствие вознаграждений за майнинг означает незначительные комиссии за транзакции. Для большинства реализаций DAG затраты на транзакции приближаются к нулю, что решает критическое ограничение блокчейн-сетей для микроплатежей и частых мелких переводов.

Энергоэффективность: Системы DAG потребляют лишь часть энергии, необходимой для блокчейнов с доказательством работы, что делает их подходящими для ограниченных по ресурсам сред, таких как устройства IoT и мобильные приложения.

Масштабируемость: Поскольку объем транзакций не ограничивается размером блока или временем его создания, сети DAG теоретически могут обрабатывать значительно большую пропускную способность, чем их блокчейн-аналоги.

Признанные ограничения и проблемы

Несмотря на многообещающие характеристики, технологии DAG сталкиваются с существенными препятствиями, не позволяющими немедленной замене блокчейна.

Давление централизации: Некоторые реализации DAG в настоящее время полагаются на координаторские узлы в период загрузки — компоненты, которые противоречат истинной децентрализации. Хотя многие проекты признают это временным, это остается текущей уязвимостью. Сети, полностью убирающие этих координаторов, пока не продемонстрировали, что могут поддерживать безопасность без централизованного контроля.

Необоснованные утверждения о масштабируемости: Хотя DAG теоретически поддерживает неограниченное количество транзакций, большинство реализаций не достигли необходимого масштаба, чтобы подтвердить эти утверждения при экстремальной нагрузке на сеть. Решения второго уровня, наоборот, уже продемонстрировали масштабируемость при значительных объемах транзакций на Ethereum и других цепочках.

Ограниченная зрелость экосистемы: Проекты DAG остаются нишевыми по сравнению с устоявшимися протоколами блокчейна. Институциональное принятие, инструменты для разработчиков, стандарты аудита безопасности и использование в реальном мире остаются недоразвитыми по сравнению с ландшафтом блокчейна.

Сложность в механизмах консенсуса: Валидация DAG становится все более сложной в периоды перегрузки сети или попыток атак, с неясными оптимальными ответами в крайних случаях.

Принятие на рынке: медленное, но устойчивое

Метрики принятия показывают, что, несмотря на теоретические преимущества DAG, технология блокчейна остается укорененной на рынке. Большинство криптовалютных проектов по-прежнему выбирают архитектуру блокчейна. Тем не менее, проекты, которые выбрали DAG, построили устойчивые сообщества, поддерживали постоянную активность в разработке и продолжают исследовать стратегии оптимизации.

Отсутствие широкого принятия DAG, вероятно, отражает несколько факторов: знакомство разработчиков с парадигмами блокчейна, устоявшаяся инфраструктура и инструменты для разработки блокчейна, рамки аудита безопасности, адаптированные к механизмам валидации блокчейна, и комфорт учреждений с проверенными системами.

Что ждет нас в будущем

Ориентированные ациклические графы представляют собой законную технологическую инновацию с убедительными примерами использования, особенно для экосистем IoT, сетей микроплатежей и сценариев, требующих высокочастотных транзакций. Энергоэффективность технологии и структура сборов решают реальные ограничения современных блокчейн-систем.

Тем не менее, текущие доказательства предполагают, что DAG не заменит блокчейн в качестве доминирующей парадигмы распределенного реестра. Вместо этого обе технологии, вероятно, будут сосуществовать, при этом DAG займет определенные ниши, где его преимущества соответствуют требованиям приложений. Зрелость блокчейна, проверка безопасности, экосистема разработчиков и институциональное доверие создают значительную инерцию.

Для достижения более широкого принятия технологии DAG проекты должны продемонстрировать устойчивую безопасность в большом масштабе, решить проблемы централизации, не жертвуя производительностью, создать комплексные экосистемы для разработчиков и накопить послужной список, соответствующий более чем десятилетнему рыночному тестированию блокчейна. Достигнет ли DAG этого, остается открытым вопросом, на который помогут ответить ближайшие годы.