DAG (Biểu đồ Không Chuẩn hướng): Công nghệ thách thức khả năng mở rộng của Blockchain

Kể từ khi công nghệ blockchain xuất hiện, rõ ràng nó sẽ cách mạng hóa ngành tài chính. Tuy nhiên, sự phát triển không dừng lại ở đó. Trong hệ sinh thái tiền điện tử, các chuyên gia và nhà phát triển đã xác định các giải pháp công nghệ khác cũng đầy triển vọng. Một trong số đó là DAG hoặc đồ thị có hướng không chứa chu kỳ, mà nhiều người xem như một phương án thay thế cạnh tranh so với blockchain truyền thống. Khác với một số quan niệm, DAG không nhằm mục đích hoàn toàn thay thế công nghệ blockchain, mà cung cấp một con đường khác để giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng và hiệu quả năng lượng. Hướng dẫn này đi sâu vào DAG là gì, cách hoạt động và so sánh nó với giải pháp blockchain thông thường.

Hiểu về DAG: Cấu trúc và thành phần cơ bản

Đồ thị có hướng không chứa chu kỳ là một cấu trúc dữ liệu được sử dụng bởi một số loại tiền điện tử như một phương án thay thế cho blockchain. Từ “có hướng” đề cập đến việc các phần tử chảy theo một hướng duy nhất, còn “không chứa chu kỳ” nghĩa là không có vòng lặp hoặc chu trình đóng. Khác với blockchain truyền thống tổ chức các giao dịch thành các khối, DAG sắp xếp chúng thành các nút liên kết với nhau.

Cấu trúc này dựa trên các vòng tròn (đỉnh) đại diện cho các giao dịch hoặc hoạt động trong mạng, và các đường (cạnh) thể hiện thứ tự xác thực. Ưu điểm chính là các giao dịch không cần chờ được nhóm lại thành các khối, mà liên tục nối tiếp nhau. Đặc điểm này cho phép DAG đạt tốc độ xử lý cao hơn so với blockchain truyền thống.

Các nhà nghiên cứu sử dụng cấu trúc dữ liệu này để mô hình hóa các mối quan hệ phức tạp giữa các biến số. Trong bối cảnh tiền điện tử, DAG cho phép các nút trong mạng xác thực giao dịch mà không cần trung gian trung tâm, giúp dễ dàng đạt được sự đồng thuận trong các mạng phân tán.

DAG so với Blockchain: Những điểm khác biệt chính về kiến trúc và hiệu suất

Mặc dù DAG và blockchain đều thực hiện chức năng tương tự trong ngành công nghiệp crypto, cơ chế bên trong của chúng khác biệt rõ rệt. Blockchain nhóm các giao dịch thành các khối theo trình tự, còn DAG tổ chức chúng như một đồ thị nơi mỗi giao dịch xác nhận các giao dịch trước đó.

Về mặt hình ảnh, blockchain giống như một chuỗi các mắt xích, còn DAG giống như một đồ thị phân nhánh nơi nhiều con đường tồn tại cùng lúc. Sự khác biệt về kiến trúc này mang lại những tác động sâu sắc:

• Tạo khối: Blockchain yêu cầu các thợ mỏ giải quyết các bài toán mật mã để tạo ra khối mới. DAG không cần bước này; các giao dịch chỉ cần xác nhận lẫn nhau.
• Thời gian xác nhận: Trong blockchain, người dùng chờ đợi để giao dịch của họ được đưa vào khối. Trong DAG, việc xác thực diễn ra ngay lập tức khi xác nhận các giao dịch trước đó.
• Cấu thành: Trong khi blockchain gồm các khối liên kết theo trình tự, DAG sử dụng các vòng tròn và đường thể hiện mối quan hệ trực tiếp giữa các giao dịch.

Những khác biệt này khiến DAG trở thành một giải pháp tiềm năng linh hoạt hơn, mặc dù vẫn còn những hạn chế cần khắc phục.

Các dự án thực tế: Cách IOTA, Nano và BlockDAG triển khai DAG

Dù nhiều người nhận thức rõ tiềm năng của DAG, số lượng tiền điện tử hoàn toàn áp dụng công nghệ này còn ít. IOTA là ví dụ nổi bật nhất. Ra mắt năm 2016, IOTA (ký hiệu MIOTA) nổi tiếng với việc triển khai một phiên bản DAG gọi là “Tangle”. Cấu trúc này cho phép giao thức xử lý các giao dịch với tốc độ cao, duy trì tính phi tập trung hoàn toàn, vì tất cả các thành viên đều xác thực các giao dịch trước đó.

Nano (XNO) là một hướng tiếp cận khác thú vị. Mặc dù không phải là DAG thuần túy, Nano kết hợp công nghệ DAG với các yếu tố của blockchain. Mỗi người dùng có chuỗi giao dịch riêng dạng blockchain cá nhân, nhưng sự đồng thuận đạt được qua các cấu trúc tương tự DAG. Nano nổi bật với các giao dịch tức thì và phí giao dịch bằng 0.

BlockDAG là một dự án mới hơn, sử dụng DAG tương tự như IOTA. Nó cung cấp nền tảng tiết kiệm năng lượng và cho phép người dùng khai thác BDAG qua các ứng dụng di động. Một đặc điểm nổi bật là chu kỳ giảm một phần thưởng (halving) diễn ra mỗi 12 tháng, khác với Bitcoin halving cứ 4 năm một lần.

Các dự án này chứng minh rằng DAG không chỉ là lý thuyết; nó là công nghệ thực tế, đang phát triển và đã bắt đầu thay đổi cách xử lý giao dịch trong một số mạng lưới crypto.

DAG hoạt động thực sự như thế nào? Phân tích kỹ thuật

Cơ chế hoạt động của DAG dựa trên một nguyên tắc đơn giản nhưng tinh tế: mỗi giao dịch mới đều phải xác nhận các giao dịch trước đó. Khi người dùng muốn thực hiện thanh toán, họ phải chọn hai giao dịch trước đó chưa được xác nhận (gọi là “tips”). Bằng cách xác nhận các giao dịch này, người dùng xác thực toàn bộ chuỗi lịch sử dẫn đến chúng.

Quá trình này tạo ra hiệu ứng theo dạng thác đổ. Khi giao dịch của người dùng được xác nhận, nó trở thành một “tip” mới mà các người dùng khác phải xác thực. Như vậy, mạng phát triển theo cách tự nhiên, lớp này chồng lên lớp khác của các giao dịch đã được xác thực lẫn nhau.

Để ngăn chặn việc chi tiêu gấp đôi, các nút đánh giá toàn bộ lộ trình từ bất kỳ giao dịch nào đến gốc của mạng. Điều này đảm bảo không có số dư không đủ trong bất kỳ phần nào của chuỗi. Nếu người dùng cố xây dựng dựa trên lịch sử gian lận, các giao dịch của họ sẽ bị từ chối tự động.

Cơ chế xác thực lẫn nhau này chính là yếu tố giúp DAG hoạt động mà không cần thợ mỏ và không có phí giao dịch đáng kể. An ninh của mạng đến từ sự tham gia tập thể của toàn bộ hệ thống, chứ không dựa vào nhóm các validator chuyên dụng.

Ưu điểm và hạn chế của DAG: Thay thế thực sự cho blockchain?

Ưu điểm của DAG

Tốc độ là lợi thế rõ ràng nhất. Không bị giới hạn bởi thời gian khối, các giao dịch có thể xử lý bất cứ lúc nào. Không có giới hạn về khối lượng giao dịch, chỉ cần xác nhận các giao dịch trước đó.

Phí thấp hoặc không có là lợi ích quan trọng khác. Vì DAG không dựa vào khai thác, không cần phần thưởng cho validator. Một số dự án DAG thu phí tối thiểu cho các nút đặc biệt, nhưng rất nhỏ so với phí của blockchain. Điều này khiến DAG lý tưởng cho các micropayments.

Hiệu quả năng lượng đặc biệt phù hợp trong bối cảnh bền vững. Trong khi blockchain dựa trên PoW tiêu tốn năng lượng lớn, DAG sử dụng các cơ chế đồng thuận thay thế giảm tiêu thụ đáng kể. Phân lượng carbon của DAG rất thấp so với blockchain.

Khả năng mở rộng mà không cần thời gian chờ đợi kéo dài giúp DAG xử lý khối lượng giao dịch mà blockchain vẫn chưa thể làm tốt.

Hạn chế hiện tại

Thách thức lớn nhất là tính phân quyền. Một số giao thức DAG đã tích hợp các yếu tố điều phối trung tâm trong giai đoạn đầu, hy sinh tính phân quyền để đạt tốc độ. Mặc dù nhiều nhà phát triển xem đây là giải pháp tạm thời, DAG vẫn chưa chứng minh được khả năng hoạt động mà không cần sự can thiệp của bên ngoài. Nếu không, mạng có thể dễ bị tấn công.

Mức độ trưởng thành kỹ thuật cũng là vấn đề. Dù đã tồn tại nhiều năm, DAG chưa đạt được mức độ phổ biến như các giải pháp Layer 2 của blockchain. Điều này có nghĩa là DAG còn khá ít thử nghiệm quy mô lớn và trong điều kiện khắc nghiệt.

Thiếu tiêu chuẩn thống nhất và sự phân mảnh giữa các triển khai DAG khác nhau cũng gây ra thách thức về khả năng tương tác.

Tương lai của DAG: Hướng tới sự trưởng thành về công nghệ

Đồ thị có hướng không chứa chu kỳ là một đổi mới công nghệ đầy hứa hẹn với tiềm năng lớn. Nó mang lại các lợi ích rõ ràng như phí thấp hơn, khả năng mở rộng tốt hơn và hiệu quả năng lượng vượt trội so với blockchain truyền thống.

Tuy nhiên, DAG vẫn đang trong giai đoạn sơ khai của phát triển. Những hạn chế hiện tại, đặc biệt về phân quyền và thử nghiệm quy mô lớn, khiến nó chưa thể thay thế hoàn toàn blockchain vào thời điểm này. Công nghệ này còn rất mới, còn nhiều khả năng cần khám phá.

Điều chắc chắn là DAG sẽ tiếp tục tiến bộ. Khi các trường hợp sử dụng mới xuất hiện và nghiên cứu tiếp tục, các thách thức hiện tại sẽ dần được giải quyết. Nhiều người trong lĩnh vực crypto đang theo dõi chặt chẽ sự phát triển của DAG trong những năm tới, xem nó như một công cụ tiềm năng để giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng mà blockchain vẫn đang đối mặt.