DAG (Нереграфічний орієнтований ациклічний граф): Технологія, яка кидає виклик масштабованості блокчейну

З моменту появи технології блокчейн стало очевидно, що вона революціонізує фінансовий сектор. Однак розвиток не зупинився на цьому. У криптоекосистемі експерти та розробники визначили інші технологічні рішення, що мають не менш перспективний потенціал. Одним із них є DAG або орієнтований ациклічний граф, який багато хто вважає конкурентною альтернативою традиційному блокчейну. На відміну від деяких уявлень, DAG не прагне повністю замінити технологію блокчейн, а пропонує інший шлях для вирішення проблем масштабованості та енергетичної ефективності. Цей посібник докладніше розглядає, що таке DAG, як він працює і як порівнюється з традиційним блокчейном.

Розуміння DAG: структура та основні компоненти

Орієнтований ациклічний граф — це структура даних, яку використовують деякі криптовалюти як альтернативу блокчейну. Слово “орієнтований” означає, що елементи рухаються в одному напрямку, а “ациклічний” — що немає циклів або замкнутих колів. На відміну від традиційного блокчейну, який організовує транзакції у блоки, DAG структурує їх у вигляді взаємопов’язаних вузлів.

Ця структура базується на колах (вершинах), які представляють транзакції або активності у мережі, та лініях (ребрах), що вказують порядок підтвердження. Головна перевага полягає в тому, що транзакції не потрібно чекати, поки їх зберуть у блоки, а вони постійно зчеплюються одна з одною. Ця фундаментальна особливість дозволяє DAG досягати швидкості обробки, що перевищує показники традиційного блокчейну.

Дослідники використовують цю структуру даних для моделювання складних взаємозв’язків між змінними. У контексті криптовалют DAG дозволяє вузлам мережі підтверджувати транзакції без необхідності посередників, що сприяє досягненню консенсусу у розподілених мережах.

DAG проти блокчейну: ключові відмінності в архітектурі та продуктивності

Хоча DAG і блокчейн виконують подібні функції у криптоіндустрії, їх внутрішні механізми суттєво різняться. Блокчейн групує транзакції у послідовні блоки, тоді як DAG організовує їх у вигляді графа, де кожна транзакція підтверджує попередні.

З візуальної точки зору, блокчейн нагадує ланцюг ланок, а DAG — розгалужений граф, у якому існує кілька шляхів одночасно. Ця архітектурна різниця має глибокі наслідки:

• Створення блоків: Блокчейн вимагає, щоб майнери розв’язували криптографічні задачі для створення блоків. DAG цього не потребує; транзакції просто підтверджують одна одну.
• Час підтвердження: У блокчейні користувачі очікують, поки їхня транзакція буде включена до блоку. У DAG підтвердження відбувається миттєво, коли підтверджуються попередні транзакції.
• Складність: Блокчейн складається з ланцюга з’єднаних блоків, тоді як DAG використовує кола і лінії, що представляють прямі зв’язки між транзакціями.

Ці відмінності роблять DAG потенційно більш гнучким рішенням, хоча й із власними обмеженнями, які ще потрібно подолати.

Реальні проєкти: як IOTA, Nano і BlockDAG реалізують DAG

Хоча багато хто визнає потенціал DAG, небагато криптовалют повністю його впровадили. Найяскравішим прикладом є IOTA. Запущена у 2016 році, IOTA (з символом MIOTA) стала відомою завдяки реалізації версії DAG під назвою “Tangle”. Ця структура дозволяє протоколу обробляти транзакції швидко, зберігаючи повну децентралізацію, оскільки всі учасники підтверджують попередні транзакції.

Nano (XNO) представляє інший цікавий підхід. Хоча він не є чистим DAG, поєднує технологію DAG із елементами блокчейну. Кожен користувач має свою власну ланцюг транзакцій у вигляді персонального блокчейну, але досягнення консенсусу відбувається через структури, схожі на DAG. Nano відомий миттєвими транзакціями та відсутністю комісій.

BlockDAG — це більш новий проєкт, який використовує DAG подібно до IOTA. Він пропонує енергоефективні платформи і дозволяє користувачам майнити BDAG через мобільні додатки. Однією з особливостей є цикл халвінгу, що відбувається кожні 12 місяців, тоді як Bitcoin виконує халвінг кожні чотири роки.

Ці проєкти демонструють, що DAG — це не лише теорія; це функціональна і розвиваючася технологія, яка вже змінює спосіб обробки транзакцій у певних криптосистемах.

Як справді працює DAG? Технічний розбір

Функціонування DAG базується на простому, але елегантному принципі: кожна нова транзакція має підтверджувати попередні. Коли користувач бажає здійснити платіж, він спершу обирає дві попередні транзакції, які ще не підтверджені (так звані “tips”). Підтверджуючи ці транзакції, користувач валідовує всю ланцюг історії, що їх передує.

Цей процес створює каскадний ефект. Після підтвердження транзакції користувача вона стає новою “tip”, яку інші користувачі мають підтвердити. Таким чином, мережа органічно зростає, накладаючи один на одного шари взаємопідтверджених транзакцій.

Щоб запобігти дублюванню витрат, вузли оцінюють повний шлях від будь-якої транзакції до кореня мережі. Це гарантує відсутність недостатніх коштів у будь-якій точці ланцюга. Якщо користувач намагається побудувати історію шахрайства, його транзакції автоматично відхиляються.

Цей механізм взаємної валідності дозволяє DAG працювати без майнерів і без значних транзакційних комісій. Безпека забезпечується колективною участю всієї мережі, а не групою спеціалізованих валідаторів.

Переваги та обмеження DAG: чи справжня заміна блокчейну?

Переваги DAG

Найбільш очевидною перевагою є швидкість. Відсутність обмежень за часом блоку дозволяє обробляти транзакції у будь-який момент. Обсяг транзакцій не обмежений, єдине — потрібно підтверджувати попередні.

Мінімальні або відсутні комісії — ще один важливий плюс. Оскільки DAG не залежить від майнінгу, він не потребує винагород для валідаторів. Деякі DAG-проєкти стягують мінімальні комісії для вузлів, але вони є незначними порівняно з блокчейном. Це робить DAG ідеальним для мікроплатежів.

Енергетична ефективність особливо актуальна у контексті сталого розвитку. У той час як PoW-блокчейни споживають величезну кількість енергії, DAG використовує альтернативні механізми консенсусу, що значно зменшують споживання. Вуглецевий слід DAG мінімальний у порівнянні.

Масштабованість без тривалих періодів очікування дозволяє DAG обробляти обсяги транзакцій, які ще не під силу блокчейну.

Поточні обмеження

Головна проблема — децентралізація. Деякі протоколи DAG на початкових етапах включали елементи централізованого керування, жертвуючи децентралізацією заради швидкості. Хоча багато розробників вважають це тимчасовим рішенням, DAG ще не довів здатність працювати без зовнішнього втручання. Без нього мережа може бути вразливою до атак.

Технічна зрілість — ще одна проблема. Незважаючи на кілька років існування, DAG ще не досяг масового впровадження, яке мають рішення другого рівня блокчейну. Це означає, що DAG відносно мало випробуваний у масштабі та в екстремальних умовах.

Відсутність єдиних стандартів і фрагментація між різними реалізаціями DAG створюють додаткові виклики для взає interoperability.

Майбутнє DAG: шлях до технологічної зрілості

Орієнтований ациклічний граф — це захоплююча технологічна інновація із значним потенціалом. Він пропонує очевидні переваги, такі як менші комісії, покращена масштабованість і висока енергетична ефективність у порівнянні з традиційним блокчейном.

Однак DAG ще перебуває на ранніх стадіях розвитку. Його обмеження, особливо у сфері децентралізації та масштабованості, перешкоджають повному заміненню блокчейну наразі. Технологія все ще вважається перспективною, з багатьма можливостями для подальшого дослідження.

Безсумнівно, DAG продовжить еволюціонувати. З появою нових сценаріїв використання та подальшими дослідженнями з’явиться можливість подолати існуючі виклики. Багато у криптоспільноті стежать за розвитком DAG у найближчі роки, бачачи у ньому потенційний інструмент для вирішення проблем масштабованості, з якими стикається блокчейн.