Що таке ациклічний граф (DAG) у криптовалютах?

Question

Коли я думаю про криптовалюти, завжди на розум приходить “блокчейн” або “розподілений реєстр”. З моменту появи Біткойна з'явилося сотні криптовалют, більшість з яких має подібні архітектури, що дозволяють передавати цінність або взаємодіяти з децентралізованими застосунками.

У традиційній блокчейн-системі ми повинні чекати, поки наші транзакції будуть включені в блок. Це як бути на вокзалі, чекаючи потяг: залежно від розміру вагона і скільки людей чекає, можливо, ти навіть не зможеш сісти на наступний. Іноді ти чекаєш секунди, іноді години. Для деяких це прийнятно через безпеку, яку вона забезпечує. Для інших блокчейн має термін придатності через свої проблеми зі масштабуванням.

Дехто вважає, що майбутнє полягає в абсолютно іншій структурі: орієнтовані ациклічні графи (DAG).

Що, чорт візьми, таке DAG?

DAG - це структура даних, яка з'єднує інформацію особливим чином. Розглянемо цей складний термін:

Це графік, що складається з вершин (сфер) та ребер (ліній, які їх з'єднують). Він орієнтований, тому що з'єднання йдуть в одному напрямку (мають стрілки). І він ациклічний, тому що не утворює петель сам на себе - якщо почати з однієї точки і слідувати шляху, ти ніколи не повернешся в те ж місце.

Ці структури використовуються в наукових та медичних галузях для спостереження за відносинами між змінними. У криптовалютах нас цікавить, як вони досягають консенсусу в розподіленій мережі.

Функціонування DAG у криптовалютах

У системі DAG кожна вершина є транзакцією. Немає блоків і майнінгу. Замість того, щоб групувати транзакції, кожна з них будується на основі попередньої. Коли вузол надсилає транзакцію, він виконує невелике доказування роботи для валідації попередніх транзакцій.

Щоб додати нову транзакцію, потрібно послатися на більш старі. Якщо я створюю транзакцію, я повинен послатися на попередні транзакції, подібно до того, як блок у Біткойн посилається на попередній, але з кількома посиланнями.

У деяких системах алгоритм вибирає, які попередні транзакції повинні бути процитовані. Ті, які мають більше “ваги” (більше накопичених підтверджень) мають вищу ймовірність бути обраними.

Транзакції, на які я посилаюся, підтверджені моєю новою транзакцією, але моя залишається в очікуванні, поки хтось інший не посилиться на неї. Ця система стимулює підтверджувати більш “вагові” транзакції, щоб мережа могла рости належним чином.

А як щодо подвійних витрат? DAG також їх уникають. Коли вузол підтверджує транзакції, він оцінює весь шлях до першої транзакції, щоб перевірити, що є достатньо коштів. Якщо хтось використовує недійсний шлях, його власна транзакція може бути проігнорована.

Хоча можуть існувати кілька гілок тимчасово, алгоритм надає перевагу більш вагомим, роблячи так, що більш слабкі залишаються позаду. Немає абсолютної мети, як і немає в блокчейні, але чим більший «відсоток довіри» до транзакції, тим більше ви можете бути впевненими, що вона залишиться підтвердженою.

Переваги DAG

Швидкість: Без часу блокування, транзакції обробляються миттєво.
Без майнінгу: Не використовують традиційні алгоритми PoW, що різко знижує їхній вуглецевий слід.
Без комісій: Оскільки немає майнерів, зазвичай немає комісій, що ідеально підходить для мікроплатежів.
Масштабованість: Вони можуть обробляти набагато більше транзакцій за секунду, ніж традиційні блокчейни.

Недоліки (які ніхто не хоче визнавати)

Прихована централізація: Багато протоколів DAG мають централізовані елементи. Чи зможуть вони справді функціонувати без посередників? Сумніваюсь.
Не тестувалися масово: Хоча вони існують вже кілька років, жоден DAG не продемонстрував ефективність на глобальному рівні. Які стимули підтримуватимуть систему в майбутньому?

DAG є захоплюючою, але незрілою технологією. Якщо вони зможуть подолати свої обмеження, це може стимулювати надзвичайно масштабовані екосистеми для IoT та мікроплатежів. Проте, їм ще багато чого потрібно довести, перш ніж ми зможемо вважати їх справжніми наступниками блокчейну.