Діаграма з напрямленими ациклічними графами проти технології блокчейн

Вступ

У 2008 році Bitcoin ознаменував революційні зміни у світі фінансів з появою технології блокчейн. Децентралізація, анонімність і прозорість допомогли Bitcoin та наступним блокчейнам здобути популярність серед інвесторів. Як структура даних, блокчейн ґрунтується на зв’язках між блоками, що містять важливу інформацію про транзакції. Кожен блок містив інформацію про попередній блок у вигляді криптографічного хешу. Протягом років ця технологія не мала конкурентів, але впровадження орієнтованого ациклічного графа змінило ситуацію.

Що таке Орієнтований Ациклічний Граф (DAG)?

Орієнтований Ациклічний Граф (DAG) — це структура даних, схожа на блокчейн, але замість роботи з однією послідовною ланцюгом, він являє собою мережу багатьох зв’язаних транзакцій. Він вперше з’явився у 2016 році, коли проект IOTA застосував цю концепцію для своїх транзакцій. Проект назвав свою структуру транзакцій «заплутаністю» (tangle) замість блокчейн-реєстру. Назва виникла через те, що це схоже на павутину, що складається з вузлів, які містять транзакції.

Якщо спробувати зобразити блокчейн у вигляді діаграми, вона має багато блоків, розташованих у ряд, кожен з яких з’єднаний лише з попереднім. У свою чергу, зображення структури DAG показує точки, багато з яких з’єднані з більш ніж однією точкою так, що цикл рухається лише вперед, ніколи не повертаючись до початкової точки. Кожна точка (або сфера) — це вершина, а кожна лінія — ребро. З наступного зображення ви можете зрозуміти номенклатуру моделі. Ребра спрямовані, оскільки вони вказують у одному напрямку, і вони ациклічні, оскільки ніколи не повертаються до вершини, з якої почали.

Як працює структура

Щоб зрозуміти DAG, потрібно також мати уявлення про технологію блокчейн, оскільки саме її DAG прагне покращити або замінити. Блокчейн працює на основі блоків, що містять дані однієї або кількох транзакцій. Він групує багато транзакцій разом для економії місця. Кожен блок додається та підтверджується майнерами або валідаторами.

На відміну від цього, кожна транзакція у структурі DAG стоїть сама по собі, без групування у блоки. Ця структура не потребує майнерів або валідаторів, і вона не є послідовною, як блокчейн. Перед додаванням транзакції пристрій користувача виконує дуже невелику роботу для підтвердження її справжності. Ця невелика праця допомагає запобігти спаму та підтверджує попередні транзакції, забезпечуючи безпеку та порядок у мережі.

Кожна нова транзакція у структурі DAG повинна з’єднатися з попередньою непідтвердженою транзакцією або, якщо всі попередні транзакції вже підтверджені, нова транзакція просто має посилатися на останню. Ця структура називає попередню непідтверджену транзакцію «підказкою» (tip). Коли ви пропонуєте транзакцію до мережі, вона з’єднується з кількома попередніми підказками, які автоматично підтверджуються після вашого посилання. Ваша транзакція буде підтверджена лише тоді, коли інша сторона побудує на ній.

Переваги структури DAG

Без затримок

У блокчейнах ваша транзакція має чекати створення блоку. Якщо одночасно надсилається багато транзакцій, вони формують чергу і чекати довго або платити вищу комісію. Але у мережах DAG ви можете отримати обробку транзакції одразу, якщо підтверджуєте попередні непідтверджені транзакції. Ваш гаманець автоматично перевіряє транзакцію, яку збирається підтвердити, простежуючи її до першої транзакції у мережі. Тому малоймовірно, що ви випадково підтвердите недійсну транзакцію.

Відсутність проблем масштабованості

Уявіть блокчейн як швидкісну автомагістраль, яка іноді може бути переповнена, тому потрібно додати кілька додаткових смуг. Ці додаткові смуги — це рішення для масштабованості. Оскільки у DAG немає проблем із часом очікування для блоків, він може обробляти набагато більше транзакцій самостійно, без необхідності у рішеннях для масштабування.

Немає майнерів, валідаторів і комісій

Структура DAG не базується на механізмі консенсусу, тому майнерів або валідаторів немає. Тому транзакції обробляються безкоштовно. Однак існують кілька спеціальних вузлів, які стягують дуже невелику плату для забезпечення безпеки мережі.

Недоліки DAG

Централізація становить серйозну загрозу для розвитку DAG. Деякі спеціальні вузли та координаторські вузли, керовані корпораціями, мають перевагу. Це створює потенційний ризик шахрайств і атак у майбутньому. Крім того, DAG молодший за технологію блокчейн на 8 років і ще не пройшов достатньо випробувань часом.

Висновок

Обидві технології — блокчейн і Орієнтований Ациклічний Граф — прагнуть забезпечити децентралізовані та безпечні транзакції, але підходять до проблеми дуже по-різному. У той час як блокчейн залишається більш зрілим і широко застосовуваним рішенням, DAG вводить значні покращення у швидкості, масштабованості та вартості транзакцій. Однак питання централізації та короткий досвід роботи все ще обмежують ширше впровадження. У міру прискорення інновацій у 2026 році DAG, ймовірно, доповнить, а не повністю замінить блокчейн, причому кожна технологія буде служити випадкам використання, де її сильні сторони найбільш ефективні.