Що таке спрямований ациклічний граф (DAG)?

Directed Acyclic Graph (DAG) — це сучасна технологія у сфері криптовалют і розподілених реєстрів, що пропонує альтернативний підхід до обробки транзакцій і структурування даних. У цій статті розглядається концепція DAG, її порівняння з класичними технологіями розподілених реєстрів і можливі сфери застосування у фінтех-секторі.

DAG проти традиційних технологій розподіленого реєстру

DAG часто називають потенційним «killer» розподілених реєстрів завдяки унікальному підходу до структурування даних. На відміну від класичних розподілених реєстрів, що організовують транзакції у блоки, DAG використовує мережу взаємопов’язаних вузлів для обробки й верифікації транзакцій. Така структура забезпечує вищу швидкість транзакцій і покращену масштабованість у порівнянні з традиційними системами розподілених реєстрів.

У чому різниця між DAG і традиційним розподіленим реєстром?

Основні відмінності між DAG і традиційними розподіленими реєстрами полягають у структурі даних і методах обробки транзакцій:

1. Структура даних: у DAG транзакції зображуються у вигляді кіл (вершин) та ліній (ребер), а у класичних розподілених реєстрах — у вигляді ланцюга блоків.
2. Обробка транзакцій: у DAG транзакції накладаються одна на одну, а в традиційних реєстрах транзакції групують у блоки.
3. Механізм консенсусу: у DAG користувачі зазвичай повинні підтвердити попередні транзакції перед подачею власної — так формується самовалідаційна мережа.

Як працює технологія DAG?

DAG функціонує за принципом взаємопов’язаних транзакцій:

1. Кожна транзакція (коло або вершина) повинна підтвердити щонайменше дві попередні транзакції (tips), щоб бути доданою в мережу.
2. Після підтвердження транзакція стає новим tip, який використовують наступні транзакції.
3. У результаті формується динамічно зростаюча мережа підтверджених транзакцій без потреби у класичному майнінгу.

Для чого застосовується DAG?

Технологія DAG має низку перспективних застосувань у криптовалютах і фінтехі:

1. Ефективна обробка транзакцій: DAG дає змогу обробляти великі обсяги транзакцій із мінімальною затримкою.
2. Мікроплатежі: відсутність або мінімальність комісій робить DAG оптимальним для невеликих платежів.
3. Енергоефективний консенсус: DAG споживає менше енергії, ніж системи розподілених реєстрів на основі proof-of-work.
4. IoT та управління даними: масштабованість DAG дозволяє ефективно працювати з великими масивами даних в Інтернеті речей (IoT).

Які криптовалюти використовують DAG?

Технологію DAG впровадили декілька криптовалютних проєктів:

1. IOTA (MIOTA): рішення для IoT, яке відзначається високою швидкістю транзакцій і масштабованістю.
2. Nano: гібридна система, що поєднує DAG і класичні розподілені реєстри, забезпечуючи швидкі транзакції без комісій.
3. BlockDAG: проєкт, який використовує DAG для енергоефективного майнінгу.

Переваги та недоліки DAG

Ключові переваги DAG:

1. Висока швидкість транзакцій
2. Мінімальні або відсутні комісії
3. Енергоефективність
4. Велика масштабованість

Водночас технологія DAG має певні недоліки:

1. Потенційна централізація
2. Недостатнє тестування у великих масштабах
3. Уразливість до окремих типів атак

Висновок

Технологія Directed Acyclic Graph (DAG) є інноваційним підходом до обробки транзакцій і структурування даних у криптовалютній сфері. Вона вигідно вирізняється на тлі класичних систем розподілених реєстрів завдяки швидкості, низьким комісіям та масштабованості, хоча нині перебуває на етапі розвитку. У міру вдосконалення технології та появи нових проєктів її роль у конкурентній та комплементарній взаємодії з існуючими рішеннями розподілених реєстрів стане визначальною для майбутнього децентралізованих технологій.

FAQ

Що таке ациклічні графи?

Ациклічні графи — це структури даних без циклів, у яких вузли з’єднані односторонньо. У криптоіндустрії їх використовують для ефективної обробки транзакцій і масштабування.

Чим відрізняється циклічний граф від ациклічного?

Циклічний граф має петлі, а ациклічний — ні. У блокчейні ациклічні графи забезпечують більшу швидкість транзакцій і кращу масштабованість.

Як зробити граф ациклічним?

Щоб зробити граф ациклічним, потрібно видалити ребра, які утворюють цикли. Для цього застосовують алгоритми пошуку в глибину або топологічного сортування, щоб у структурі графа не залишилось замкнених шляхів.

Як перевірити, чи граф є ациклічним?

Щоб перевірити граф на ациклічність, скористайтеся пошуком у глибину (DFS) або топологічним сортуванням. Якщо під час DFS не виявлено зворотних ребер або топологічне сортування пройшло успішно, граф вважається ациклічним.