ru
  • 138

DAG: принцип работы платформ на основе направленного ациклического графа

Из этой статьи вы узнаете, что такое направленный ациклический граф, каковы принципы его работы и какое отношение он имеет к технологии блокчейна.

 

В первую очередь стоит уточнить, что блокчейн в качестве самостоятельной технологии получил распространение только в 2015 году, а до этого момента его использовали исключительно в качестве структуры данных и основы Биткоина. Именно блокчейн этой криптовалюты считается первым поколением данной технологии. В качестве второго поколения признают цифровую валюту Ethereum, так как она использует смарт-контракты и предоставляет доступ к автономным приложениям. В данный момент пока не известно, какая технология будет признана третьим поколением блокчейна. Один из самых вероятных вариантов – платформа DAG на основе направленного ациклического графа.

Что такое DAG?

Фактически DAG представляет собой ориентированный граф с определенными данными, который использует топологическую сортировку. При этом он может развиваться только от ранних блоков к поздним. Подобные графы часто используют для планирования, обработки данных, поиска оптимального маршрута и при архивации (сжатии) данных.

 

Биткоин всегда был недостаточно эффективным из-за системы proof-of-work, по которой блоки не могут создаваться параллельно, а связанная структура хранения воспринимает только одну, самую длинную цепочку символов. Все данные по операциям, проведенным в одно время, входят в один отдельный блок. В результате возникает высокая конкуренция среди майнеров, так как они пытаются как можно быстрее проверить блок для получения вознаграждения. Согласно технологии, новый блок может создаваться не чаще, чем раз в 10 минут.

 

Блокчейн биткоина

 

Технологию DAG начали рассматривать в качестве подходящего средства для хранения данных разработчики NXT. По их задумке, если время майнинга будет оставаться неизменным, вместимость сети можно увеличить в Х раз, одновременно добывая Х число блоков.

 

Основа идеи объединения блокчейна и DAG лежит в создании параллельных цепочек с сохранением важности каждого блока. При этом транзакции разных типов будут выполняться только в определенных блоках.

 

В данный момент безоблачная технология уже используется в нескольких проектах (к примеру, IOTA, Byteball и IoT Chain). Если рассматривать с данной точки зрения биткоин или эфир, уязвимым местом считается скорость создания одного блока: у биткоина это занимает десять минут, а в эфире – немного меньше, хотя проверка готового блока все равно требует 15-20 секунд.

 

У многих возникает вполне логичный вопрос – нужны ли эти блоки в принципе? В сети биткоина вся информация записывается в блоки, а они, в свою очередь, последовательно соединяются прехешами. В идеале, блоки и транзакции стоит объединить, а каждая новая транзакция будет отвечать за сохранения необходимой последовательности. Если эта концепция будет реализована, транзакции будут размещаться в сети напрямую, и майнинг больше не будет востребованным. Считается, что такая безблочная технология будет более эффективной, чем существующая в данный момент.

Основные концепции блокчейна DAG

Чтобы лучше понять технологию DAG, следует рассмотреть ее основные концепции. В первую очередь, в расчет принимают проблему двойного расходования с вероятностной точки зрения. Так, в сети Биткоин используют модель UTXO (Unspent Transaction Output), которая подразумевает, что каждый свободный (непотраченный) выход транзакции можно всего один раз использовать в качестве входа. Но часто случается, что право на подтверждение блока получают два майнера одновременно, что в свою очередь вызывает временные ветвления. Соответственно, истинность определенного блока подтверждается количеством хранящихся в нем транзакций. Падает и скорость транзакции, так как на этот показатель напрямую влияет количество операций, попадающих в сеть (чем их больше, тем ниже скорость).

 

Блокчейн DAG

 

Второй концепцией считается ширина сети. После того, как проверка транзакции будет завершена, ее необходимо с уже существующей, но относительно новой операцией, представленной в сети DAG. При этом, если связка будет происходить только с ранними операциями, сеть станет слишком широкой для корректной проверки новых транзакций. В идеале сеть DAG должна выбрать уже существующую, но более позднюю операцию и связать с ней новую. Это позволит удерживать определенную ширину сети без потери скорости проверки.

 

Еще одной полезной концепцией сети DAG считается скорость проведения операций. Поскольку все операции проводятся непосредственно в сети, этот процесс осуществляется гораздо быстрее и занимает меньше времени, чем в случае биткоинов, которые работают на основе PoW и PoS. Кроме того, сети DAG не нужны майнеры, так как подтверждение операции проводится непосредственно в самих транзакциях, а любые сделки совершаются практически мгновенно.

 

Но главная концепция DAG – высокое удобство малых платежей. С развитием технологии мы сможем наблюдать постепенное появление новых высокопроизводительных сете с минимальными издержками, а пользователи получат возможность совершать небольшие платежи, не выплачивая при этом огромную комиссию.

 

В данный момент технологию DAG активно внедряет китайский проект IoT Chain. Уже сейчас ему удалось достичь удивительных результатов: благодаря сети DAG можно проводить около 10 тысяч транзакций в секунду.

 

Можно сделать вывод, что технология DAG действительно способна в корне изменить блокчейн, и не исключено, что направленные ациклические графы в скором времени будут использоваться не только для проведения транзакций, но и в приложениях с высокими требованиями к пропускной способности и масштабируемости. 

Comments system Cackle