Что такое ориентированный ациклический граф (DAG)?

Технология ориентированных ациклических графов (DAG) является важным новшеством в криптовалютной и блокчейн-индустрии. В отличие от традиционных блокчейн-структур, DAG предлагает преимущества по скорости транзакций, масштабируемости и энергоэффективности. В этой статье рассматриваются основы DAG, принципы его работы и сравнение с обычными блокчейн-системами.

Кратко

Преимущества DAG по сравнению с традиционным блокчейном заключаются в более высокой скорости транзакций и масштабируемости за счет отсутствия блоков и процесса майнинга. В блокчейне данные размещаются в последовательных блоках, а в DAG транзакции — это взаимосвязанные узлы, что увеличивает эффективность и снижает энергозатраты. Технология также обеспечивает минимальные или нулевые комиссии, что особенно удобно для микроплатежей. Хотя у DAG высокий потенциал, он не заменяет блокчейн полностью, а применяется в специфических проектах. Среди основных вызовов — вопросы централизации; пока DAG не доказал возможность полностью заменить блокчейн во всех случаях.

DAG и блокчейн-технологии

Для понимания DAG важно сравнить его с классическим блокчейном. DAG — это специализированная структура данных, которую некоторые криптовалюты используют как альтернативу архитектуре блокчейна. Термин «blockchain killer» иногда применяют к DAG, подразумевая его потенциальное превосходство. Однако блокчейн продолжает доминировать в индустрии, и неясно, произойдет ли такая замена.

Архитектура DAG работает по иному принципу: она строится из кругов и линий, где каждый круг (вершина) — это операция или транзакция, а линия (ребро) показывает последовательность подтверждения, всегда в одном направлении. Такая односторонняя структура и отсутствие циклов и определяют термин «ориентированный ациклический граф».

Такая структура данных полезна для моделирования, так как позволяет отслеживать взаимосвязи между переменными и их влияние друг на друга. В криптовалютах DAG помогает достигать консенсуса в распределенных сетях. Главное отличие: транзакции не собираются в блоки, а строятся друг на друге, что резко увеличивает скорость по сравнению с традиционным блокчейном.

В чем разница между DAG и блокчейном?

При изучении DAG важно понимать различия с блокчейном. Обе технологии используются в криптоиндустрии для схожих задач, но имеют принципиальные отличия. Главное: в DAG нет блоков, транзакции строятся друг на друге, формируя непрерывную цепочку подтверждений.

В DAG структура состоит из кругов и линий, а не из блоков. Поэтому блокчейны выглядят как последовательная цепочка блоков, а DAG — как сеть узлов с множественными связями. Это влияет на обработку транзакций, механизм консенсуса и возможности масштабирования.

Как работает технология DAG?

Механизм DAG прост и эффективен. Системы на базе DAG состоят из вершин (кругов) и ребер (линий), где каждая вершина — отдельная транзакция. Транзакции накладываются друг на друга, формируя непрерывный поток.

При отправке транзакции пользователь должен сначала подтвердить одну из предыдущих неподтвержденных транзакций (tips). Для отправки своей операции требуется подтвердить такие tips, после чего ваша транзакция становится новым tip для следующего пользователя. Так формируется органичный и непрерывный рост сети.

DAG включает механизмы предотвращения двойных трат: при подтверждении операций узлы проверяют всю цепочку транзакций до самой первой, что гарантирует достаточность баланса и легитимность всех предыдущих операций. Если пользователь строит свою цепочку на ошибочных транзакциях, его операции будут проигнорированы, даже если сами по себе они корректны, поскольку нарушается целостность всей цепи.

Для чего используется DAG?

DAG применяется для более эффективной обработки транзакций по сравнению с блокчейном. Отсутствие блоков убирает задержки, связанные с их созданием и майнингом, позволяя быстро отправлять множество операций. Достаточно подтвердить предыдущие транзакции, чтобы совершить свою.

Среди преимуществ DAG — высокая энергоэффективность. В отличие от блокчейнов на алгоритме Proof of Work (PoW), требующих больших вычислительных ресурсов, криптовалюты на DAG используют меньше энергии и сохраняют безопасность благодаря модифицированному PoW.

DAG особенно полезен для микроплатежей: в классических блокчейнах комиссии могут превышать сумму перевода, а в DAG комиссия минимальна или отсутствует — есть только небольшая плата за работу узлов, которая не растет при перегрузках.

Какие криптовалюты используют DAG?

Хотя DAG потенциально эффективнее блокчейна, эту технологию внедрили немногие проекты. IOTA — один из ярких примеров, название расшифровывается как Internet of Things Application.

IOTA (MIOTA) запущена в 2016 году и известна высокой скоростью транзакций, масштабируемостью, безопасностью, приватностью и целостностью данных. Проект использует узлы и tangles — группы узлов для подтверждения транзакций. Для одобрения своей операции пользователь должен подтвердить две чужие, что обеспечивает децентрализацию и участие всех в алгоритме консенсуса.

Nano также использует DAG, но реализует гибрид с элементами блокчейна. Все данные проходят через узлы, каждый пользователь хранит собственный кошелек. Для подтверждения перевода требуется участие отправителя и получателя, система обеспечивает скорость, масштабируемость, безопасность, приватность и отсутствие комиссий.

BlockDAG применяет DAG, предлагая энергоэффективное майнинговое оборудование и мобильное приложение для добычи BDAG. В отличие от четырехлетнего халвинга в Bitcoin, у BDAG цикл сокращен до двенадцати месяцев.

Плюсы и минусы DAG

Для оценки DAG важно рассмотреть его сильные и слабые стороны.

Преимущества DAG: высокая скорость без ограничений по времени блока, обработка неограниченного числа транзакций, практически нулевые комиссии (кроме отдельных случаев со специальными узлами), отсутствие классического майнинга и низкое энергопотребление, что удобно для микротранзакций и масштабирования.

Недостатки DAG: сохраняются риски централизации, поскольку часть протоколов использует централизованные элементы для запуска сети, а без них система уязвима для атак. Кроме того, технология DAG пока не прошла масштабное тестирование и не получила такого широкого распространения, как блокчейн или Layer-2-решения.

Заключение

DAG — это перспективная технология в криптоиндустрии, предлагающая новые возможности: низкие комиссии, масштабируемость, энергоэффективность. Однако она пока не развита в той же степени, что и блокчейн, и сталкивается с рядом ограничений. Многие представители индустрии следят за развитием DAG и появлением новых применений. Скорее всего, DAG станет дополнительным инструментом в экосистеме, обеспечивая альтернативу для задач, где его особенности дают преимущества.

FAQ

Что означает ориентированный ациклический граф?

Ориентированный ациклический граф (DAG) — это структура с односторонними связями между узлами и без циклов. В криптовалютах он применяется для эффективной организации данных и обработки транзакций.

Для чего используется DAG?

DAG применяется для построения рабочих процессов, оптимизации порядка выполнения задач и повышения эффективности распределённых систем и криптовалют.

Что такое DAG на примере?

DAG — это граф с узлами и направленными связями без циклов. Пример: рабочий процесс, где задачи зависят друг от друга и выполняются по порядку, не образуя замкнутых путей.

В чем разница между ориентированным ациклическим графом и ориентированным графом?

В ориентированном графе есть направленные связи, а в DAG отсутствуют циклы или замкнутые пути. То есть DAG — это разновидность ориентированных графов без круговых зависимостей.