Направленные ациклические графы (DAG) - новая горячая тема в крипто- и блокчейн-индустрии. Они стремятся решить проблему децентрализации иначе, предлагая бесплатные и быстрые транзакции.

Технология блокчейн теперь имеет десятилетнюю историю. Ее появление начало децентрализованную революцию, породив множество других замечательных технологий распределенного реестра (DLT). Эти DLT уникальны, поскольку они пытаются решить недостатки блокчейна.

Теперь вы можете найти множество захватывающих технологий распределенного реестра, таких как R3 Corda, Hashgraph и Iota Tangle. Из этих трех популярных DLT Iota и Hashgraph используют направленные ациклические графики (DAGs).

Что такое DAG в информатике?

В информатике DAG - это граф с вершинами и ребрами. Граф направленный, и каждый узел соединен с другим. Это удобная структура данных, которая позволяет компьютерным ученым и математикам моделировать связь, вероятность и причинность.

Еще одной важной особенностью является его ациклическая природа, что означает, что граф не является полным контуром/циклом. Это означает, что вы не сможете посетить один и тот же узел дважды. DAG также препятствует топологическому упорядочению, где значение начального узла меньше, чем значение конечного узла.

Что такое DAG в криптовалюте и блокчейне?

DAG также полезен в криптовалюте или при проектировании других технологий распределенных реестров (DLT). Это потому, что они работают быстрее по сравнению с традиционным подходом блокчейна.

В блокчейне создаются и соединяются блоки для хранения и извлечения информации. Однако DAG использует вершины и рёбра. Это означает, что вершины хранят крипто- или блокчейн-транзакции. Поскольку DAG является топологическим, записанные вершины лежат друг на друге.

Криптовалюты, работающие на основе DAG или DLT, могут функционировать с механизмом Proof-of-work (PoW) или без него. Возможность работы распределенных технологий реестра без майнинга обеспечивает более быстрый и энергоэффективный подход, особенно по сравнению с традиционными решениями блокчейна, такими как Ethereum.

Кроме того, DAG также обеспечивает эффективность хранения данных и уже рассматривается как замена блокчейну для онлайн-платежей и транзакций.

Наконец, создание узлов/вершин DAG делает процесс транзакции мгновенным. Другими словами, DAG обеспечивает лучшую стабильность и масштабируемость сети.

Как работает DAG?

DAG в криптовалюте работает за счет хранения информации в вершинах (узлах). Здесь структура узла представляет информацию о транзакции. Поскольку здесь не используется идея "блоков", майнинг не требуется для создания, проверки и расширения блокчейна. С помощью DAG транзакции мгновенно записываются в вершины, построенные друг на друге.

Криптовалюта, работающая на основе DAG, использует доказательство работы (POW) или другие алгоритмы консенсуса для проверки транзакций и обеспечения некоторой формы согласованности.

Давайте рассмотрим пример, чтобы лучше понять.

Джон, трейдер, совершил новую транзакцию, передавая криптовалюту, работающую на основе DAG, другому человеку, Слаю. Поскольку родилась новая транзакция, DAG должен ее проверить, сославшись на предыдущую. Ссылка делается для нескольких транзакций, чтобы обеспечить надежное подтверждение транзакции.

Алгоритмы консенсуса в криптовалюте, работающей на основе DAG, или в распределенном книге транзакций (DLT), опираются на подсказки для определения того, какой узел получает возможность проверить транзакцию. Таким образом, узел может иметь значительное влияние на проверку транзакции, и выбор осуществляется на основе его накопленного веса (количества подтверждений).

Транзакции Джона остаются неподтвержденными до тех пор, пока их не укажет сам Джон или кто-то другой, кто строит на основе транзакции Джона. Практически только узлы с более высоким весом вероятно будут продолжать проверять транзакции, чтобы обеспечить правильный рост сети.

Как DAG предотвращает двойные траты?

Наконец, узлы DAG способны обнаруживать двойные траты. Они проверяют более старые транзакции и ищут достаточный баланс отправителя, даже возвращаясь к первой транзакции DAG отправителя. Если у отправителя недостаточно средств, транзакция отклоняется. DAG должен проверить только один путь, даже если существует несколько путей. В отличие от блокчейна, защита от двойных трат достаточна, но может обойтись гораздо дороже (в терминах энергии и времени), чем DAG.

Чтобы визуально увидеть, как выглядит DAG, посмотрите на картинку ниже.

Алгоритм DAG всегда предпочитает узел с большим накопленным весом, чтобы преодолеть проблему того, что несколько ветвей не знают друг о друге. Таким образом, новые транзакции в основном соединены через кончик и всегда будут ссылаться на более старые транзакции для целей верификации. Селективный подход также отбрасывает более слабые пути и отбрасывает их по мере роста сети.

Если мы посмотрим в блокчейн, транзакции считаются "потраченными" после шести подтверждений, чтобы обеспечить доверие к системе.

Для краткости, DAG делает следующее:

• Выберите узлы с большим накопленным весом.
• Следуйте пути предыдущей транзакции, чтобы убедиться, что подсказки не дважды тратятся и имеют достаточный баланс для расходов.
• Добавьте транзакцию в сеть после удовлетворения.

DAG DLT Use-Cases

Iota Tangle

Iota реализует Tangle, алгоритм консенсуса DAG. Он следует простому правилу валидации, соединяясь с двумя предыдущими транзакциями. Такой подход полезен, поскольку с каждой добавленной транзакцией сеть становится сильнее. Кроме того, для достижения консенсуса не требуется никакого майнинга.

Для предотвращения двойных расходов в нем содержатся транзакции, которые не составляют 1/3 от общей суммы транзакции. Таким образом, никто не может захватить всю цепочку и совершить двойные расходы.

Однако IOTA Tangle не является по-настоящему децентрализованным, так как использует централизованный узел - «Координатор». Тем не менее, он помогает всей сети, контролируя транзакции и обеспечивая отсутствие конфликтов.

Хедера Хэшграф

Хедера Хэшграф - это общественная технология распределенного учета, использующая другой подход с использованием DAG вместо блокчейна. Как и Iota Tangle, она также не является подлинно децентрализованной. Вместо этого ей управляет совет мировых бизнес-лидеров, включая Google, Boeing и Deutsche Telekom.

Под капотом Hashgraph использует протокол Gossip. В этом протоколе узлы обмениваются информацией и достигают согласия для утверждения транзакций. Журнал проверки прикрепляется к распределенному реестру с каждой добавленной транзакцией.

Применение криптовалюты DAG

Obyte

Obyte - популярная криптовалюта, использующая леджер на основе DAG. Она работает без посредников, чтобы создать процесс транзакции без посредников. Однако она использует систему валидаторов для защиты сети от двойных расходов.

Нано

Nano - это децентрализованная платформа без комиссий, использующая Направленный ациклический граф, известный как блочная решетка. Сеть быстрая и не имеет связанных с ней сборов. Ее архитектура - это смесь блокчейна и DAG, что обеспечивает децентрализацию изначально.

DAG против Блокчейна

DAG и блокчейн - это фундаментально разные подходы. Тем не менее, оба относятся к технологиям распределенных реестров. Чтобы лучше понять, давайте обсудим их различия ниже.

Структура

Структура сети подхода к блокчейн состоит из узлов, соединяющихся через блокчейн. Этот хронологический порядок неизменен. Более того, транзакции упаковываются в блоки с сохраненной в них проверкой. Когда происходят новые транзакции, они добавляются в блок и прикрепляются к предыдущему блоку в целях проверки.

С другой стороны, DAG следует топологическому подходу, где каждый узел представляет собой транзакцию. Цепь узлов действует как способ ссылки на более старые транзакции и предотвращения двойных трат. Древовидная структура может иметь несколько путей. Однако для проверки новых транзакций требуется лишь один путь.

Консенсус

DLT на основе блокчейна тесно связан с Proof-of-Work. Для этого требуется участие узлов в майнинге, который является процессом, требующим больших вычислительных мощностей и ресурсов. Майнеры, участвующие в этом процессе, получают награды за проверку транзакций.

Подход DAG заключается в проверке каждой транзакции по отдельности. Он использует предыдущие транзакции в качестве базы знаний для проверки. Валидаторы и майнеры участвуют. Кроме того, транзакции в основном бесплатны.

Преимущества и недостатки DAG

В этом разделе мы рассмотрим достоинства и недостатки DAG.

Преимущества DAG

• DAG быстр, учитывая, что не требуется участие майнеров для добавления вершин. Более того, топологический подход DAG позволяет быстро проверить старые пути транзакций, чтобы предотвратить двойные расходы.
• DAGs не используют майнинг, что делает их экологически чистыми.
• Из-за отсутствия майнеров, DAG имеет минимальные или нулевые комиссии за проверку транзакций.
• DAGs обладают высокой масштабируемостью и могут обрабатывать намного больше транзакций в секунду, чем традиционные блокчейн-сети.

DAG Конс

• Идея заключается в том, чтобы сделать DAG полусентрализованным, а не подлинно децентрализованным. Большинство протоколов DAG имеют централизованную природу.

Финальные мысли

Направленный ациклический график (DAG) - отличная альтернатива блокчейну. Он решает основные проблемы, связанные с блокчейном, предлагая быстрый и эффективный способ предоставления технологии распределенного реестра. Однако он не является полностью децентрализованным. Он зависит от совета или централизованного узла, чтобы контролировать транзакции и конфликты, и поддерживать все в рамках правил.