Zawartość
Wstęp
Co to jest DAG?
Jak działa DAG?
Zalety i wady skierowanych grafów acyklicznych
Zalety DAG
Wady DAG
Podsumowując
Wstęp
Kiedy myślisz o kryptowalutach, prawdopodobnie przychodzą Ci na myśl terminy „blockchain” lub „rozproszona księga”. Od czasu premiery Bitcoina powstały setki innych kryptowalut. Większość z nich opiera się na podobnej architekturze sieciowej. Ich struktury danych umożliwiają użytkownikom przenoszenie wartości lub interakcję ze zdecentralizowanymi aplikacjami.
W łańcuchu bloków nowy blok jest okresowo dodawany do rozszerzającego się łańcucha bloków. Każdy blok jest połączony z poprzednim jakimś łączem kryptograficznym (dokładniej hashem). W każdym z tych bloków znajdują się ostatnie transakcje, które zostały ogłoszone przez użytkowników.
Często jednak występuje okres oczekiwania pomiędzy opublikowaniem transakcji a włączeniem jej do bloku. Pomyśl o tym jak o czekaniu na pociąg na stacji. W zależności od wielkości wagonów (wielkość bloku) i liczby innych osób oczekujących (oczekujące transakcje) możesz nawet nie zdążyć na następny pociąg. Albo nawet następny. Na potwierdzenie transakcji możesz poczekać od kilku sekund do kilku godzin.
Dla wielu jest to mądry kompromis. W końcu oferuje bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa bez polegania na scentralizowanym koordynatorze. Dla innych technologia blockchain ma datę ważności. Krytycy uważają, że w dłuższej perspektywie problemy ze skalowalnością, przed którymi stoi technologia blockchain, uniemożliwią masową adopcję.
Niektórzy uważają, że przyszłość sieci płatności kryptowalutowych leży w zupełnie innej architekturze: skierowanych grafach acyklicznych (inaczej DAG).
Co to jest DAG?
DAG to inny typ struktury danych, podobny do bazy danych łączącej różne fragmenty informacji. „Skierowany graf acykliczny” to złożony termin, więc zacznijmy od jego rozbicia.
Skierowany graf acykliczny.
Koncepcyjnie DAG wyglądają tak, jak opisano powyżej. Składają się z wierzchołków (kul) i krawędzi (linii je łączących). Są skierowane, ponieważ idą tylko w jednym kierunku (widać strzałki). Są acykliczne (tj. Niecykliczne), ponieważ wierzchołki nie tworzą na sobie pętli. Jeśli zaczniesz od jednego punktu i będziesz podążał za wykresem, nie będziesz mógł wrócić do tego samego punktu. Wszystko to wkrótce się wyjaśni.
Te struktury danych są zwykle używane do modelowania danych. Możesz polegać na DAG w dziedzinach naukowych lub medycznych, aby obserwować zależności między zmiennymi i określić ich wzajemny wpływ. Można na przykład wziąć pod uwagę odżywianie, cykle snu i objawy fizyczne, aby móc powiązać je między sobą i określić, jak wpływają one na pacjenta.
Z naszej strony bardziej interesuje nas, w jaki sposób mogą przyczynić się do osiągnięcia konsensusu w rozproszonej sieci kryptowalut.
Jak działa DAG?
W kryptowalutach opartych na DAG każdy wierzchołek struktury reprezentuje transakcję. Nie ma tu koncepcji bloku ani nie ma potrzeby wydobywania w celu rozszerzenia bazy danych. Zamiast więc łączyć transakcje w bloki, każda transakcja jest budowana na podstawie drugiej. Jednak gdy węzeł przesyła transakcję, wykonywana jest niewielka operacja sprawdzająca działanie. Dzięki temu mamy pewność, że sieć nie jest zanieczyszczona i sprawdzamy poprzednie transakcje.
Aby nowa transakcja została dodana, musi ona opierać się na starszych transakcjach. Załóżmy, że Alicja tworzy nową transakcję. Aby transakcja została uwzględniona, musi odnosić się do poprzednich transakcji. To trochę tak, jak blok Bitcoina odwołuje się do bloku poprzedzającego, ale z odniesieniami do wielu transakcji.
W niektórych systemach algorytm wybiera transakcje (lub „wskazówki”), na podstawie których należy dokonać nowej transakcji. Napiwki częściej wybierane to te, które mają większą skumulowaną wagę: jest to miara liczby potwierdzeń na ścieżce do napiwku.
Transakcje, które doda Alicja, są niepotwierdzone. Ale kiedy Alicja się do nich odniesie, zostaną one potwierdzone. Transakcja Alice jest teraz niepotwierdzona. Aby została zaakceptowana, ktoś inny musi dodać nową transakcję.
Użytkownicy chętniej potwierdzają transakcje z „większą” wagą, dzięki czemu system nadal się rozwija. W przeciwnym razie nic nie powstrzymałoby użytkownika przed ciągłym dodawaniem nowych transakcji do starszych transakcji.
Dzięki blockchainom dość łatwo jest zabezpieczyć się przed podwójnymi wydatkami. Te same środki nie mogą zostać wydane dwukrotnie w jednym bloku: węzły mogą z łatwością wykryć wszelkie próby i odrzucić wszelkie bloki zawierające sprzeczne transakcje. Ponieważ produkcja bloków jest dla górników tak droga, mają oni motywację do uczciwości.
DAG posiadają również mechanizm pozwalający uniknąć podwójnych wydatków. Trochę to samo, ale bez nieletnich. Kiedy węzeł potwierdza starsze transakcje, ocenia całą ścieżkę do pierwszej transakcji w DAG, aby upewnić się, że nadawca ma wystarczające saldo. Ścieżek może być wiele, ale należy zweryfikować tylko jedną.
Jeśli użytkownicy użyją nieprawidłowej ścieżki, ryzykują, że ich własna transakcja zostanie zignorowana. Ich mogłoby być uzasadnione, ale ponieważ poprzednie nie było, nikt nie będzie chciał kontynuować tej ścieżki.
Na początku nie jest to intuicyjne: czy nie mógłbyś znaleźć się w sytuacji, w której istnieje wiele nieświadomych siebie gałęzi? Czy nie byłoby zatem możliwości wydatkowania tych samych środków w różnych branżach?
Rzeczywiście istnieje taka możliwość, ale jest ona rozwiązywana przez algorytm selekcji, który faworyzuje transakcje o większej skumulowanej wadze. Oznacza to, że z czasem otrzymasz jedną gałąź, która jest znacznie silniejsza od pozostałych. Najsłabsi zostaną porzuceni, a sieć będzie nadal rozwijać się na najcięższych.
Podobnie jak w przypadku blockchainów, nie ma absolutnej ostateczności: nigdy nie możesz być w 100% pewien, że transakcja nie zostanie anulowana. Jest to niezwykle mało prawdopodobne, ale teoretycznie można wycofać blok Bitcoin lub Ethereum, co odwraca wszystkie zawarte w nim transakcje. Im więcej bloków dodasz po transakcji, tym większe będziesz mieć zaufanie do swojej transakcji. Dlatego przed wydaniem środków zaleca się poczekać na sześć potwierdzeń.
W DAG, takim jak Tangle IOTA, istnieje koncepcja zaufania potwierdzającego. Algorytm selekcji jest uruchamiany 100 razy i liczysz, ile razy Twoja transakcja została zatwierdzona bezpośrednio lub pośrednio na wybranych tablicach. Im wyższy procent, tym większą masz pewność, że transakcja zostanie rozliczona.
Może się to wydawać przyczyną złego doświadczenia użytkownika. Ale tak nie jest. Jeśli Alicja wyśle Bobowi 10 MagicDAGTokenów, nie musi się martwić o wybranie odpowiednich transakcji z wykresu. W tle portfel może wykonywać następujące operacje:
Wybierz najcięższe transakcje (pamiętaj, to te z największą liczbą potwierdzeń).
Postępuj zgodnie z procedurą zwrotu poprzednich transakcji, aby upewnić się, że transakcje mają wystarczające saldo na wydatki.
Po wykonaniu tej czynności dodaje swoją transakcję do DAG potwierdzając transakcje, na których została przeprowadzona.
Dla Alice będzie to po prostu wyglądać jak zwykła procedura dotycząca kryptowaluty. Wpisuje adres Boba i kwotę, którą chce wydać, a następnie naciska Wyślij. Powyższa lista jest dowodem pracy, jaką każdy uczestnik wykonuje podczas tworzenia transakcji.
➟ Chcesz zacząć przygodę z kryptowalutami? Kup Bitcoiny na Binance!
Zalety i wady skierowanych grafów acyklicznych
Zalety DAG
Prędkość
Nie będąc ograniczonym czasem blokowania, każdy może transmitować i przetwarzać swoje transakcje w dowolnym momencie. Nie ma ograniczeń co do liczby transakcji, które użytkownicy mogą przesłać, pod warunkiem, że potwierdzą poprzednie transakcje.
Żadnego wydobycia
DAG nie używają algorytmów konsensusu PoW, jak to zwykle ma miejsce. Ich ślad węglowy stanowi zatem ułamek śladu kryptowalut, które opierają się na wydobyciu w celu zabezpieczenia swojej sieci blockchain.
Brak opłat transakcyjnych
Ponieważ nie ma górników, użytkownicy nie muszą płacić żadnych opłat za transmisję swoich transakcji. To powiedziawszy, niektóre wymagają uiszczenia niewielkiej opłaty za określone typy węzłów. Niskie opłaty (lub lepiej brak opłat) są atrakcyjne dla mikropłatności, ponieważ nie są możliwe w sieciach z wysokimi opłatami.
Żadnych problemów ze skalowalnością
Bez ograniczeń czasowych bloków DAG mogą przetwarzać znacznie więcej transakcji na sekundę niż tradycyjne sieci blockchain. Wielu zwolenników uważa, że dzięki temu będą one cenne w przypadkach użycia Internetu rzeczy (IoT), gdzie wszystkie typy obiektów i maszyn będą ze sobą współdziałać.
Wady DAG
Nie w pełni zdecentralizowany
Protokoły oparte na DAG mają różne elementy centralizacji. Dla niektórych jest to prawdopodobnie krótkoterminowe rozwiązanie polegające na uruchomieniu sieci, ale okaże się, czy DAG będą mogły prosperować bez interwencji stron trzecich. Jeśli nie, otwierają się na wektory ataku, które mogą ostatecznie sparaliżować ich sieci.
Nie testowany na dużą skalę
Chociaż kryptowaluty oparte na DAG istnieją już od kilku lat, przed nimi jeszcze długa droga, zanim zaczną być powszechnie stosowane. Trudno zatem przewidzieć, jakie zachęty mogą otrzymać użytkownicy za utrzymanie systemu w przyszłości.
Podsumowując
Skierowane grafy acykliczne są z pewnością ciekawą technologią do budowy sieci kryptowalut. Jak dotąd istnieje stosunkowo niewiele projektów wykorzystujących tę strukturę danych i nie rozwinęły się one jeszcze w pełni.
To powiedziawszy, jeśli uda im się wykorzystać swój potencjał, będą w stanie zasilać niezwykle skalowalne ekosystemy. Technologia DAG oferuje niezliczoną ilość zastosowań w obszarach wymagających dużej przepustowości i braku opłat, takich jak Internet rzeczy (IoT) i mikropłatności.