Що таке орієнтований ациклічний граф (DAG)?

Орієнтований ациклічний граф (DAG) — це суттєве нововведення у сфері криптовалют і розподілених реєстрів. Технологія блокчейн залишається домінуючою з моменту своєї появи, але DAG пропонує альтернативний метод структурування та обробки транзакцій, що вирішує окремі обмеження звичних блокчейн-систем.

Коротко

Технологія DAG має низку ключових переваг над традиційною блокчейн-архітектурою. Відсутність процесу створення і майнінгу блоків дозволяє системам DAG обробляти транзакції швидше і масштабуватися ефективніше. Транзакції організовані як вузли, що з’єднані між собою, а не як послідовні блоки. Це значно знижує енергоспоживання. У системах на основі DAG комісії за транзакції мінімальні або відсутні, що зручно для мікроплатежів. Технологія DAG має потенціал, але вона не замінює блокчейн повністю, а пропонує альтернативу для окремих сценаріїв. Системи DAG мають поточні виклики, зокрема ризики централізації, і технологія ще повинна довести свою безпеку і надійність у великих масштабах.

DAG та технологія блокчейн

Орієнтований ациклічний граф — це засіб моделювання і структурування даних, який окремі криптовалюти використовують як альтернативу блокчейн-архітектурі. Термін «blockchain killer» (“вбивця блокчейна”) іноді застосовують до технології DAG, оскільки частина експертів вважає її здатною перевершити блокчейн у певних сферах. Водночас блокчейн лишається основною інфраструктурою у світі криптовалют.

Архітектура DAG має особливу структуру з кіл і ліній. Кожне коло, вершина, позначає окрему транзакцію чи дію, яку додають до мережі. Лінії, або ребра, позначають послідовність схвалення транзакцій і завжди рухаються в одному напрямку. Цей напрямок і дав назву технології: «орієнтований» означає односторонній рух ребер, а «ациклічний» — що вершини не формують циклів.

Така структура особливо корисна для моделювання складних зв’язків між різними змінними. Вона дає змогу дослідникам і розробникам аналізувати, як окремі чинники впливають один на одного. У криптовалютних мережах DAG дає змогу досягати консенсусу без створення блоків. Відмінність від блокчейна полягає в тому, що транзакції напряму будуються одна на одній, а не групуються у блоки, що забезпечує набагато швидшу обробку транзакцій.

Чим відрізняється DAG від блокчейна?

DAG і блокчейн виконують подібні базові функції у світі криптовалют, але суттєво різняться структурно і за принципом роботи. Основна різниця — у способі організації даних: блокчейн групує транзакції в окремі блоки, які послідовно з’єднуються, формуючи ланцюг. DAG не використовує блоки: транзакції будуються безпосередньо на попередніх, утворюючи більш безперервну структуру.

Візуально відмінності помітні. Блокчейн — це ланцюг блоків, що йдуть один за одним. DAG — це складний граф із взаємопов’язаних кіл і ліній, з багатьма паралельними шляхами замість одного лінійного ланцюга. Така різниця визначає спосіб обробки транзакцій і досягнення консенсусу у кожній технології.

Як працює технологія DAG?

Механізм роботи DAG базується на унікальному процесі підтвердження транзакцій. Система містить вершини (кола), що позначають окремі транзакції, і ребра (лінії), які з’єднують їх між собою. Транзакції нашаровуються шар за шаром, формуючи розгалужену структуру мережі.

Коли користувач надсилає транзакцію, він повинен підтвердити одну або декілька попередніх транзакцій — “tips” (непідтверджені транзакції, що очікують валідації). Підтверджуючи ці “tips”, користувач бере участь у валідації мережі. Після надсилання його транзакція стає новою “tip”, яку підтверджуватимуть наступні користувачі. Так утворюється самопідтримуваний цикл, у якому кожен учасник перевіряє транзакції інших, розширюючи мережу шар за шаром.

Система має надійні механізми захисту від подвійної витрати. Вузли, що перевіряють старі транзакції, простежують весь ланцюг транзакцій до початку мережі. Це гарантує достатність балансу і легітимність усіх попередніх транзакцій. Якщо користувач будує транзакцію на невалідному ланцюжку, мережа може відхилити його транзакцію. Навіть коректні транзакції можуть бути проігноровані, якщо вони пов’язані з ланцюгом, де перевірка балансу не відбулася через попереднє шахрайство. Це стимулює учасників ретельно перевіряти транзакції і підтримувати цілісність мережі.

Для чого застосовують DAG?

Головне призначення DAG — ефективна обробка транзакцій порівняно з блокчейн-системами. Відсутність створення блоків усуває затримки, пов’язані з майнінгом і підтвердженням. Користувачі можуть надсилати необмежену кількість транзакцій без обмежень часу блоку, лише підтверджуючи попередні транзакції.

Енергоефективність — ще одна важлива перевага DAG. Традиційні блокчейн-мережі з PoW вимагають багато обчислювальних ресурсів і енергії. Криптовалюти на основі DAG можуть використовувати PoW, але їх енергоспоживання значно менше, ніж у класичного блокчейн-майнінгу.

Мікроплатежі — практична сфера використання DAG. Традиційні розподілені реєстри часто не підходять для мікроплатежів, оскільки комісії можуть перевищувати суму переказу. У системах DAG комісії мінімальні або відсутні; зазвичай стягуються лише невеликі комісії за вузлові операції, що залишаються постійними навіть при перевантаженні мережі. Це робить DAG-системи оптимальними для частих мікротранзакцій — IoT-пристроїв, мікроплатежів за контент або транзакцій між машинами.

Які криптовалюти працюють на DAG?

Попри теоретичні переваги DAG, небагато криптовалютних проєктів впровадили її за останні роки. Найбільш відомий приклад — IOTA (Internet of Things Application). IOTA (MIOTA) забезпечує швидкі транзакції, добру масштабованість, надійну безпеку, високий рівень приватності та цілісність даних. Платформа використовує вузли і tangle — комбінації багатьох вузлів, що разом валідують транзакції. Користувач повинен підтвердити дві інші транзакції, щоби його власну схвалили, що забезпечує участь усіх у консенсусі і підтримує децентралізацію мережі.

Nano — ще одна реалізація DAG, яка поєднує DAG і блокчейн. Система передає всі дані через вузли, а кожен користувач має власний блокчейн-гаманець. Підтвердження транзакції потребує схвалення і від відправника, і від отримувача, що створює двосторонню перевірку. Nano цінується за швидкість, масштабованість, безпеку, приватність і нульові комісії, що важливо для транзакцій без додаткових витрат.

BlockDAG — ще одна DAG-платформа, що пропонує енергоефективне майнінгове обладнання та мобільний застосунок для майнінгу BDAG-токенів. На відміну від Bitcoin із халвінгом кожні чотири роки, BDAG має частіший графік халвінгу — кожні 12 місяців, що створює інші токеномічні умови.

Переваги та недоліки DAG

Як і будь-яка технологія, системи DAG мають переваги та недоліки, які слід враховувати при виборі альтернативи блокчейну.

Переваги DAG — це швидкість, оскільки відсутність обмежень часу блоку дає змогу миттєво обробляти транзакції без ліміту на обсяг, потрібне лише підтвердження попередніх. Технологія забезпечує нульові або мінімальні комісії, оскільки майнінг не потрібен, а комісії для майнерів не стягуються. Деякі реалізації DAG можуть стягувати невеликі комісії за вузлові операції, але вони незначні, що зручно для мікротранзакцій. Енергоефективність — ще одна перевага, оскільки DAG уникає великого енергоспоживання, характерного для PoW-майнінгу, і має мінімальний вуглецевий слід. Проблеми масштабованості, які є у багатьох блокчейн-системах, майже не стосуються DAG, адже відсутність часу блоку усуває затримки і вузькі місця.

Водночас DAG має суттєві виклики. Децентралізація — це проблема, оскільки окремі протоколи DAG містять централізовані елементи, які часто потрібні для старту мережі. Технологія ще не довела здатність працювати без третіх сторін, що може зробити мережу вразливою до атак. Крім того, DAG-системи мало протестовані у великих масштабах: хоча вони існують кілька років, вони не набули такого поширення, як блокчейн-протоколи і Layer-2 рішення, що залишає питання щодо їхньої стабільності і здатності обробляти великі обсяги транзакцій.

Висновок

Орієнтовані ациклічні графи — це перспективне технологічне рішення з вагомим потенціалом для розподілених реєстрів. Порівнюючи DAG і блокчейн, технологія має суттєві переваги: нижчі комісії, швидша обробка, менше енергоспоживання та краща масштабованість. Але DAG перебуває на ранньому етапі розвитку, і її можливості та обмеження ще належить дослідити.

На поточному етапі реалізації стикаються з викликами, що не дають DAG-системам повністю замінити блокчейн, зокрема проблеми децентралізації і відсутність перевіреної масштабованості на рівні підприємств. Технологія продовжує розвиватися, і багато можливих сценаріїв застосування все ще досліджуються. Екосистема криптовалют і розподілених реєстрів змінюється, і спільнота уважно стежить за розвитком DAG і новими сферами застосування. DAG, ймовірно, стане доповненням до блокчейна, пропонуючи альтернативу для окремих сценаріїв, де її переваги особливо корисні. Подальший розвиток гібридних моделей і чистих DAG-рішень відкриє нові можливості і визначить її роль у світі блокчейн і криптовалют.

FAQ

Чи може BlockDAG досягти $1?

Так, BlockDAG може досягти $1 у 2025 році, якщо успішно запустить основну мережу і здобуде широку підтримку на ринку криптовалют.

Чим відрізняється DAG від блокчейна?

DAG — це мережа вузлів, а блокчейн — це блоки, що зв’язуються послідовно. DAG працює швидше, а блокчейн зазвичай забезпечує вищу безпеку.

Що означає DAG?

DAG — це орієнтований ациклічний граф. Це структура даних, яку використовують у блокчейн-технологіях для відображення транзакцій і покращення масштабованості та швидкості.

Які криптовалюти використовують DAG?

Технологію DAG застосовують такі криптовалюти, як Nano, IOTA і Hedera Hashgraph. Вони використовують DAG для швидких і масштабованих транзакцій.