Ngoài Blockchain: Hiểu về Công nghệ Đồ thị có định hướng không tuần hoàn và Tác động Thực tế của nó

Điều cốt yếu

• Hệ thống đồ thị không chu trình cung cấp tốc độ giao dịch và khả năng mở rộng vượt trội so với blockchain truyền thống bằng cách loại bỏ yêu cầu tạo khối.
• Mạng lưới DAG cấu trúc các giao dịch như các đỉnh kết nối thay vì các khối tuần tự, giảm mạnh mức tiêu thụ năng lượng.
• Giao dịch trên các hệ thống dựa trên DAG có phí tối thiểu hoặc bằng không, làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các giao dịch có giá trị nhỏ.
• Mặc dù hứa hẹn, công nghệ đồ thị không chu trình hướng vẫn chưa chứng minh được rằng nó có thể hoàn toàn thay thế blockchain; thay vào đó, nó phục vụ như một giải pháp bổ sung.
• Rủi ro tập trung và việc áp dụng trong thế giới thực còn hạn chế vẫn là những trở ngại lớn cho việc triển khai DAG chính thống.

Tại Sao Ngành Crypto Đang Theo Dõi Công Nghệ Đồ Thị Hướng Tự Do

Cách mạng blockchain đã biến đổi tài chính, nhưng nó không xuất hiện mà không có sự đánh đổi. Chi phí giao dịch cao, tiêu thụ năng lượng và hạn chế về khả năng mở rộng đã thúc đẩy các nhà phát triển khám phá các kiến trúc thay thế. Xuất hiện đồ thị có hướng không chu trình—một cấu trúc dữ liệu mà một số người coi là người kế nhiệm tiềm năng cho công nghệ blockchain.

Tuy nhiên, việc gọi DAG là “kẻ giết blockchain” có thể là quá sớm. Thực tế phức tạp hơn. Thay vì thay thế hoàn toàn blockchain, các hệ thống đồ thị acyclic có hướng cung cấp một cách tiếp cận khác để giải quyết những vấn đề tương tự, với những lợi thế riêng biệt và những thách thức cũng rất khác biệt.

Cách Công Nghệ Đồ Thị Hướng Không Chu Kỳ Thực Sự Hoạt Động

Hiểu DAG đòi hỏi phải nắm vững thiết kế cơ bản của nó. Khác với các blockchain gộp các giao dịch thành các khối, hệ thống đồ thị có hướng không chu trình tổ chức các giao dịch dưới dạng các nút riêng lẻ (đỉnh) được kết nối bởi các đường hướng (cạnh). Những kết nối này chỉ chảy theo một hướng—không bao giờ quay trở lại chính nó. Đây chính là “có hướng” và “không chu trình” trong tên gọi.

Đây là quy trình đang hoạt động:

Khi bạn khởi động một giao dịch, bạn phải xác minh một hoặc nhiều giao dịch chưa được xác nhận hiện có gọi là “tips”. Khi bạn xác nhận những giao dịch trước đó, giao dịch của bạn sẽ trở thành tip mới. Người dùng tiếp theo phải xác thực giao dịch của bạn trước khi gửi giao dịch của họ. Điều này tạo ra một mạng lưới giao dịch liên kết mở rộng—các lớp xây dựng trên nhau.

Hệ thống ngăn chặn việc chi tiêu gấp đôi thông qua xác thực đường đi. Khi các nút xác nhận các giao dịch cũ hơn, họ theo dõi toàn bộ đường đi trở lại nguồn gốc, xác minh rằng số dư là hợp lệ và chuỗi giao dịch là hợp lệ. Bất kỳ người dùng nào cố gắng xây dựng trên một giao dịch không hợp lệ đều có nguy cơ bị từ chối giao dịch của chính họ, ngay cả khi nó về mặt kỹ thuật là chính xác, do bị ô nhiễm từ các hoạt động không hợp lệ trước đó.

Lợi Thế Kỹ Thuật: Tại Sao Đồ Thị Acyclic Hướng Đến Vượt Trội Hơn Blockchain Truyền Thống

Tốc độ không thỏa hiệp: Do không có khối để khai thác hoặc thời gian chờ đợi liên quan đến xác nhận khối, các giao dịch có thể được xử lý liên tục. Người dùng có thể gửi giao dịch không giới hạn miễn là họ xác nhận các giao dịch trước đó trước.

Hiệu quả năng lượng thông qua thiết kế lại đồng thuận: Hầu hết các blockchain sử dụng Proof-of-Work tiêu tốn một lượng năng lượng khổng lồ. Các hệ thống đồ thị có hướng không vòng vẫn sử dụng PoW trong một số trường hợp, nhưng chỉ cần một phần nhỏ công suất vì không có sự cạnh tranh khai thác mạnh mẽ.

Kinh tế vi thanh toán: Các mạng blockchain gặp khó khăn với các giao dịch nhỏ hơn phí liên quan của chúng. Với DAG, chi phí giao dịch gần bằng không. Phí nhỏ cho nút có thể áp dụng, nhưng chúng không tăng lên trong thời gian tắc nghẽn mạng—một lợi thế quan trọng cho các khoản thanh toán IoT và hệ thống tự động.

Các Dự Án Thực Sự Sử Dụng Kiến Trúc Đồ Thị Hướng Vô Chu trình

IOTA (MIOTA): Ra mắt vào năm 2016, IOTA đại diện cho triển khai đồ thị không vòng hướng nổi bật nhất. Dự án sử dụng “Tangle,” một mạng lưới các nút kết nối với nhau, nơi mỗi người dùng tham gia vào giao dịch đều góp phần vào việc xác thực mạng. Mỗi người dùng phải xác minh hai giao dịch khác để có giao dịch của mình được phê duyệt. Điều này tạo ra một cơ chế đồng thuận thực sự phi tập trung, trong đó việc tham gia là bắt buộc, không phải tùy chọn.

Nano (XNO): Thay vì thiết kế đồ thị không vòng thuần túy, Nano kết hợp DAG với các yếu tố blockchain. Mỗi người dùng duy trì ví dựa trên blockchain của riêng họ, và các giao dịch cần có sự xác minh từ cả người gửi và người nhận. Kết quả là sự thanh toán gần như ngay lập tức với phí giao dịch bằng không—tốc độ tương đương với IOTA với kiến trúc lai.

BlockDAG (BDAG): Dự án này nhấn mạnh hiệu quả năng lượng với các thiết bị khai thác tùy chỉnh và ứng dụng di động. BlockDAG phân biệt bản thân thông qua các chu kỳ giảm một nửa được tăng tốc—mỗi 12 tháng thay vì khoảng thời gian bốn năm của Bitcoin.

Lợi ích khiến Đồ thị không vòng hướng (DAG) đáng để theo dõi

Thông lượng không giới hạn: Không có giới hạn kích thước khối, các mạng DAG tự nhiên mở rộng khi có thêm người dùng tham gia.

Tính cuối cùng ngay lập tức: Giao dịch không chờ đợi khối tiếp theo; chúng được xác nhận liên tục.

Loại bỏ chi phí: Phí bằng không hoặc gần bằng không giúp loại bỏ rào cản cho các giao dịch nhỏ và thanh toán tự động.

Bền vững môi trường: Nhu cầu năng lượng giảm đáng kể thu hút các dự án và cơ quan quản lý có ý thức về môi trường.

Những Thách Thức Bền Bỉ Kìm Hãm Đồ Thị Hướng Đi Acyclic

Sự gia tăng tập trung: Nhiều giao thức DAG yêu cầu các nút điều phối hoặc các thành phần tập trung khác trong các giai đoạn khởi động. Mặc dù các nhà phát triển lập luận rằng điều này chỉ là tạm thời, công nghệ vẫn chưa chứng minh được khả năng duy trì an ninh và tốc độ mà không có những biện pháp bảo vệ này.

Chưa được chứng minh ở quy mô: Khác với blockchain, nơi xử lý hàng ngàn tỷ giá trị chuyển giao hàng năm, các hệ thống đồ thị không chu trình vẫn còn tương đối ngách. Các hiệu ứng mạng chưa phát triển, và các lỗ hổng tiềm ẩn ở quy mô lớn vẫn chưa được biết đến.

Động lực chấp nhận: Các nhà phát triển và dự án đã đầu tư mạnh mẽ vào hạ tầng blockchain. Việc chuyển sang đồ thị không chu trình có hướng yêu cầu xây dựng lại hệ sinh thái, đào tạo lại các nhà phát triển và vượt qua sự chần chừ của các tổ chức.

Blockchain vs. Directed Acyclic Graph: Không phải là câu chuyện thay thế

Sự khác biệt cơ bản không phải về sự vượt trội—mà là về triết lý thiết kế. Các blockchain ưu tiên tính không thể thay đổi và phân quyền thông qua sự đồng thuận, chấp nhận các đánh đổi về khả năng mở rộng. Các hệ thống đồ thị có hướng không chu trình tối ưu hóa cho tốc độ và hiệu quả, đôi khi hy sinh tính phân quyền hoàn toàn trong quá trình này.

Các blockchain tạo ra các bản ghi vĩnh viễn thông qua các khối tuần tự. Các hệ thống đồ thị có hướng không chu trình tạo ra các mạng lưới mở rộng của các giao dịch đã được xác thực. Mỗi phương pháp phù hợp với các trường hợp sử dụng khác nhau.

Nhìn về phía trước: Tương lai của Đồ thị vô hướng có định hướng

Công nghệ vẫn đang ở giai đoạn đầu. Mặc dù đồ thị không chu trình hướng (directed acyclic graph) mang lại những lợi thế hấp dẫn—đặc biệt cho IoT, thanh toán vi mô và thanh toán thời gian thực—nhưng nó vẫn chưa giải quyết được vấn đề cơ bản về việc duy trì an ninh và phân quyền thực sự trên quy mô toàn cầu.

Thay vì thay thế blockchain, đồ thị có hướng không chu kỳ có khả năng tạo ra các ngách chuyên biệt: mạng thanh toán IoT, các lớp thanh toán thời gian thực, và các ứng dụng mà phí giao dịch và tiêu thụ năng lượng là những ràng buộc quan trọng. Cả hai công nghệ có khả năng đồng tồn tại, mỗi công nghệ sẽ chiếm ưu thế trong các lĩnh vực mà sức mạnh tương ứng của chúng quan trọng nhất.

Tương lai của ngành công nghiệp crypto có lẽ sẽ bao gồm sự đa dạng công nghệ, không có một người chiến thắng duy nhất.