Что такое направленный ациклический граф (DAG)?

С момента создания блокчейна стало понятно, что эта технология лучше традиционных банковских инструментов. Со временем это начали замечать даже финансовые организации. Однако блокчейн — не единственная революционная технология в сфере финтеха.

Многие в сфере криптовалют считают еще одной революционной технологией направленный ациклический граф (DAG). Ее часто связывают с блокчейном, но это отдельное решение. Некоторые даже считают DAG альтернативой блокчейну. В этом руководстве рассмотрим DAG, принцип его работы и отличия от технологии блокчейна.

Если кратко

• Технология DAG считается более быстрой и масштабируемой, чем блокчейн. Это достигается благодаря отсутствию необходимости создавать и майнить блоки.

• В отличие от блокчейна, DAG структурирует транзакции как связанные ноды для повышения эффективности и снижения потребления энергии.

• У DAG более низкие или нулевые комиссии, поэтому он идеально подходит для микроплатежей.

• Несмотря на перспективность технологии DAG, она не заменит блокчейн, но может предложить проектам альтернативу.

• У DAG есть проблемы с централизацией, и он пока не доказал способность полностью заменить технологию блокчейна.

DAG и технология блокчейна

Направленный ациклический граф (DAG) — это инструмент моделирования или структурирования данных. Некоторые криптовалюты используют его вместо блокчейна. DAG часто называют «убийцей блокчейна», поскольку считают, что он может заменить блокчейн. Время покажет, произойдет ли это на самом деле. Сейчас блокчейн остается основной технологией криптовалютной индустрии.

Архитектура DAG

Архитектура DAG состоит из кругов и линий. Каждый круг (вершина) представляет собой действия, которые нужно добавить в сеть. Линии (ребра) обозначают порядок утверждения транзакций. Линии направлены только в одну сторону. Отсюда и происходит название технологии. DAG называются направленными, так как они движутся только в одном направлении. Они также ацикличны, поскольку вершины не возвращаются обратно к себе.

Эта структура обычно используется для моделирования данных, поскольку DAG позволяют определять взаимосвязи нескольких переменных и то, как они влияют друг на друга. Также в сфере криптовалют они помогают достигать консенсуса в распределенной сети.

Стоит отметить, что транзакции не объединяются в блоки, а строятся поверх друг друга. Это значительно повышает скорость транзакций по сравнению с блокчейном.

В чем разница между DAG и блокчейном

У DAG и блокчейна одна и та же роль в криптоиндустрии. Однако между этими двумя технологиями есть несколько отличий. Например, DAG не создают блоки, а помещают транзакции поверх предыдущих.

DAG также состоят из кругов и линий, а не из блоков. Именно поэтому блокчейн выглядит как цепочка блоков, а DAG — как график.

Принцип работы технологии DAG

Чтобы понять принцип работы DAG, нужно объединить все упомянутое выше. Системы на основе DAG состоят из кругов и линий. Каждый круг (или вершина) — это транзакция, которая помещается на предыдущую.

Для выполнения транзакции пользователю необходимо подтвердить предыдущую транзакцию. Предыдущие транзакции называются неподтвержденными (tips). Чтобы совершить следующую транзакцию, нужно сначала подтвердить неподтвержденную. Тогда новая транзакция станет неподтвержденной. Чтобы ее выполнить, необходимо дождаться, пока ее подтвердит кто-то другой. Так участники сообщества наслаивают транзакции, и система продолжает расти.

Технология DAG также предотвращает двойную трату. Когда ноды подтверждают старые транзакции, они оценивают весь путь до первой транзакции. Так они подтверждают, что баланса достаточно и все в порядке.

Если пользователи используют недействительный путь, их транзакции могут быть проигнорированы. Даже если с их транзакцией все в порядке, она все равно может быть проигнорирована, если баланс не подтвердится из-за предыдущих транзакций. Это произойдет только в том случае, если с предыдущими транзакциями что-то не так.

Сферы применения DAG

DAG более эффективно обрабатывают транзакции, чем блокчейн, благодаря отсутствию блоков и времени ожидания. Это позволяет совершать неограниченное количество транзакций. Разумеется, прежде чем переходить к новым транзакциям, сначала нужно подтвердить старые.

DAG также энергоэффективны, поскольку не используют традиционный майнинг. Для блокчейнов с алгоритмом консенсуса PoW нужна большая мощность. Криптовалюты на основе DAG тоже нуждаются в алгоритме консенсуса PoW, но потребляют намного меньше энергии.

DAG удобно использовать для обработки микроплатежей. Блокчейн — это распределенный реестр, поэтому у него возникают трудности с микроплатежами, а комиссии за транзакции часто оказываются выше, чем сам платеж. DAG не требует комиссии за обработку, а только небольшую комиссию за работу ноды. При этом плата не увеличивается даже при перегрузке сети.

Криптовалюты, использующие DAG

Хотя многие считают DAG эффективнее блокчейна, его используют не так много проектов. Один из них — IOTA, или Internet Of Things Application (приложение Интернета вещей).

Проект IOTA (MIOTA) был запущен в 2016 году и прославился высокой скоростью транзакций, масштабируемостью, безопасностью, конфиденциальностью и целостностью данных. Он использует ноды и Tangle — комбинации нескольких нод, используемых для подтверждения транзакций. Для подтверждения своей транзакции пользователям необходимо подтвердить две другие. Так все пользователи вовлечены в алгоритм консенсуса, а сеть полностью децентрализована.

Также DAG вместо блокчейна использует проект Nano.

Nano работает не только на DAG, а сочетает технологии DAG и блокчейна. Все данные отправляются и поступают через ноды, а благодаря блокчейну у каждого пользователя есть свой кошелек. При совершении транзакций и отправитель, и получатель должны подтвердить платеж. Nano отличается высокой скоростью транзакций, масштабируемостью, безопасностью, конфиденциальностью и нулевой комиссией за транзакции.

BlockDAG тоже использует DAG. Проект предлагает энергоэффективные установки и мобильное приложение для майнинга BDAG. В отличие от халвинга Bitcoin, который происходит раз в четыре года, халвинг BDAG запланирован на каждые 12 месяцев.

Плюсы и минусы DAG

Как и у блокчейна, у DAG есть свои преимущества и недостатки:

Плюсы DAG

• Скорость: у технологии DAG нет ограничений, связанных со временем создания блока, поэтому транзакции могут обрабатываться в любое время. Количество транзакций также не ограничено, нужно только подтверждать предыдущие.

• Нулевые комиссии: благодаря отсутствию майнинга не нужно платить комиссии для вознаграждения майнеров. Однако некоторые DAG требуют небольшую плату для определенных типов нод. Низкие или нулевые комиссии особенно удобны для совершения микротранзакций.

• Отсутствие майнинга: DAG не используют алгоритмы консенсуса PoW, поэтому они расходуют меньше энергии и оставляют минимальный углеродный след.

• Возможность масштабирования: отсутствие времени создания блока и длительного периода ожидания позволяют DAG избежать проблем масштабируемости.

Минусы DAG

• Проблемы с децентрализацией: у некоторых протоколов, использующих DAG, есть определенные элементы централизации. Многие смирились с этим как с краткосрочным решением для создания сети. Однако DAG еще нельзя использовать без вмешательства третьих сторон, поскольку они уязвимы для атак.

• Отсутствие масштабного тестирования: технология DAG существует уже несколько лет, но пока не получила такого широкого распространения, как другие протоколы блокчейна, например Layer 2.

Заключение

Направленный ациклический граф — это интересная технология с большим потенциалом. Однако, несмотря на низкие комиссии и большую масштабируемость, она все еще не так развита, как блокчейн. Кроме того, недостатки DAG не позволяют по-настоящему бросить вызов технологии блокчейна.

Технология находится на ранней стадии развития, и ее ограничения и возможности еще не изучены полностью. Тем не менее ее преимущества достаточно перспективны, чтобы поддерживать интерес к ее развитию.