Розуміння технології DAG: альтернатива криптовалюті Блокчейн

Світ криптовалют еволюціонував далеко за межі початкових інновацій блокчейну. Хоча технологія розподіленого реєстру трансформувала фінанси, виникла конкурентна архітектура, яка кинула виклик традиційним системам на основі блоків: орієнтований ациклічний граф, або DAG. На відміну від мереж на базі блокчейну, структури DAG організовують транзакції як взаємопов'язані вузли, а не послідовні блоки, пропонуючи чіткі переваги в швидкості, масштабованості та енергоефективності.

Що таке орієнтований ациклічний граф?

Орієнтований ациклічний граф представляє метод структурування даних, який деякі криптовалютні проекти використовують як альтернативу традиційній архітектурі блокчейну. Саме назва описує його основні характеристики: “орієнтований”, оскільки потоки транзакцій рухаються в одному напрямку, і “ациклічний”, оскільки жодна вершина не повертається на себе. Це створює систему, що складається з кіл (вершин), що представляють транзакції, і ліній (ребер), що вказують порядок валідації транзакцій.

На практиці транзакції не накопичуються в блоки, чекаючи, поки їх оброблять майнери. Натомість, кожна нова транзакція безпосередньо будується на попередніх, створюючи вертикально розширюючу мережу, а не лінійний ланцюг. Ця архітектурна різниця має значні наслідки для швидкості обробки транзакцій та ефективності мережі.

Як працює технологія DAG

Механіка систем, основаних на DAG, обертається навколо безперервного циклу підтвердження транзакцій. Коли користувач ініціює транзакцію, він спочатку повинен підтвердити дві попередні непідтверджені транзакції, відомі як “tips”. Як тільки ці tips підтверджені, нова транзакція користувача стає останнім tip, що вимагає від майбутніх учасників підтвердження її перед поданням своїх власних транзакцій.

Цей механізм консенсусу з участю принципово відрізняється від процесу створення блоків у блокчейні. Замість того, щоб чекати, поки майнери об'єднають транзакції в блоки та розв'яжуть криптографічні головоломки, мережа досягає консенсусу через розподілену участь. Кожен користувач вносить свій внесок у валідацію, усуваючи штучні періоди очікування та дозволяючи одночасну обробку транзакцій.

Система включає в себе вбудовану запобіжну функцію подвоєння витрат через перевірку зворотного шляху. Коли вузли підтверджують історичні транзакції, вони відстежують повний ланцюг транзакцій назад до генезису мережі, забезпечуючи достатні залишки та легітимні історії транзакцій. Неправильні траєкторії транзакцій відхиляються повністю, запобігаючи шахрайській діяльності, навіть якщо сама шахрайська транзакція виглядає легітимною на поверхні.

DAG проти блокчейну: ключові технічні відмінності

Хоча обидві технології слугують криптовалютній екосистемі, їхні операційні структури суттєво відрізняються. Блокчейни організовують транзакції у хронологічні блоки, що вимагають консенсусу перед створенням наступного блоку. DAG усувають цю вимогу до створення блоку, структуруючи транзакції як граф, де зв'язки визначають дійсність, а не тимчасову послідовність.

Візуальне зображення само по собі виявляє архітектурні відмінності: мережі блокчейн нагадують з'єднані ланцюги, тоді як системи DAG виглядають як взаємопов'язані графи. Ця відмінність викликає каскадні ефекти в показниках продуктивності мережі.

Комісії за транзакції є ще однією критичною відмінністю. Блокчейн-мережі зазвичай стягують комісії, щоб стимулювати майнерів. Більшість систем на основі DAG потребують мінімальних або нульових комісій за транзакції, лише зрідка стягуючи невеликі комісії за участь вузлів. Зверніть увагу, що навіть під час заторів у мережі ці комісії залишаються стабільними, а не зростають, як комісії за транзакції в блокчейні.

Шаблони споживання енергії також значно відрізняються. Хоча деякі криптовалюти на основі DAG все ще використовують консенсус proof-of-work, вони споживають лише частину енергії, необхідної для традиційних блокчейн-мереж. Інші використовують альтернативні механізми консенсусу, які повністю усувають енергоємний майнінг.

Застосування DAG у криптовалюті

Технологія DAG відзначається ефективною обробкою високих обсягів низьковартісних транзакцій. Усунення затримок у створенні блоків забезпечує швидке завершення транзакцій без проблем з витратами на мікроплатежі, які турбують блокчейн-мережі, де комісії за транзакції часто перевищують значення транзакцій.

Кілька криптовалютних проектів впровадили архітектури DAG з різним ступенем успіху. IOTA, запущена в 2016 році як Додаток Інтернету Речей, стала піонером в прийнятті DAG, використовуючи структуру, звану “Tangles” — взаємопов'язані мережі вузлів, які підтверджують транзакції. Протокол IOTA вимагає від користувачів підтвердження двох попередніх транзакцій перед завершенням їхньої власної подачі, розподіляючи відповідальність за консенсус серед усіх учасників і досягаючи повної децентралізації.

Nano представляє собою гібридний підхід, поєднуючи елементи DAG та блокчейну. Кожен користувач підтримує індивідуальний гаманць блокчейну, тоді як ширша мережа використовує структурування DAG для валідації транзакцій. Обидва учасники транзакції повинні підтвердити платежі, що призводить до миттєвого завершення та усунення зборів.

BlockDAG виник як ще один помітний проект, що пропонує майнінг за допомогою енергоефективного апаратного забезпечення та мобільних додатків. Його токеноміка відрізняється тим, що зменшення винагороди відбувається кожні 12 місяців, а не через чотири роки, як це зазвичай відбувається в традиційних системах з доказом роботи.

Переваги мереж на основі DAG

Швидкість транзакцій та масштабованість Мережі DAG обробляють транзакції, обмежені лише вимогами до участі в підтвердженні, а не штучними інтервалами блоків. Це усуває вузькі місця, які обмежують пропускну здатність транзакцій блокчейну, що дозволяє тисячам одночасних транзакцій без затримок через завантаженість мережі.

Ефективність витрат Відсутність винагород за майнінг усуває тиску на комісії. Багато систем DAG працюють з нульовими транзакційними витратами, що особливо вигідно для мікроплатежів та сценаріїв високочастотної торгівлі, де комісії за блокчейн роблять транзакції економічно недоцільними.

Екологічна стійкість Споживання енергії різко знижується в порівнянні з блокчейнами на основі proof-of-work. Деякі реалізації DAG повністю усувають вимоги до майнінгу, що різко зменшує вуглецевий слід, зберігаючи при цьому безпеку мережі.

Доступність та Участь DAG мережі розподіляють відповідальність за консенсус серед усіх учасників, а не зосереджують владу серед майнерів. Ця демократизація валідації зміцнює децентралізацію та запобігає проблемам централізації майнінгу.

Обмеження та виклики

Ризики централізації Кілька протоколів на основі DAG містять елементи централізації, які розробники виправдали як тимчасові механізми завантаження мережі. Однак ці протоколи ще не продемонстрували здатність процвітати без третіх осіб-координаторів, що потенційно піддає мережі маніпуляціям або атакам, якщо центральні сутності зникнуть.

Неперевірена масштабованість на виробничому рівні Хоча концепції DAG існують вже кілька років, реальна імплементація на рівні мереж блокчейн залишається обмеженою. Рішення другого рівня отримали ширшу популярність і довшу історію, що залишає запитання про стабільність DAG за екстремальних умов стресу.

Обмежений розвиток екосистеми Декілька великих проектів зобов'язалися до архітектури DAG, що зменшує мережеві ефекти та зрілість екосистеми в порівнянні з усталеними блокчейн-платформами.

Поточний стан та перспективи

Орієнтовані ациклічні графи представляють собою перспективний технологічний напрямок з легітимними перевагами над традиційними системами блокчейн. Ця технологія демонструє справжній потенціал для покращення швидкості транзакцій, зниження витрат і підвищення масштабованості. Однак, DAG не стали заміною блокчейну, а радше спеціалізованими альтернативами, придатними для певних випадків використання.

Технологія залишається відносно недорозвиненою в порівнянні з інфраструктурою блокчейн. Нерозв'язані проблеми навколо децентралізації, тестування масштабованості та довгострокової життєздатності свідчать про те, що мережі DAG будуть продовжувати еволюціонувати, а не відразу витісняти технологію блокчейн. У міру того, як криптовалютний ландшафт зріє та з'являються нові програми, системи на основі DAG можуть знайти все більш важливі ніші в більш широкій екосистемі, доповнюючи, а не замінюючи інновації в блокчейн.