الرسوم البيانية الموجهة غير الدائرية (DAG) في نظام الأصول المشفرة

مشهد هياكل البيانات الموزعة

في عالم الأصول المشفرة، كانت تقنية البلوك تشين هي العمود الفقري منذ إنشاء البيتكوين. هذه البنية، التي تجمع المعاملات في كتل مرتبطة بشكل تشفيري، أثبتت قوتها وأمانها. ومع ذلك، فإنها تواجه تحديات من حيث قابلية التوسع وأوقات التأكيد.

تخيلوا العملية كأنها محطة قطار: المعاملات (الركاب) تنتظر للصعود إلى كتلة (عربة). اعتمادًا على حجم الكتلة وزحمة الشبكة، قد تختلف هذه الانتظار من ثوانٍ إلى ساعات. بالنسبة للبعض، هذه الالتزام مقبول نظرًا للأمان الذي تقدمه. بالنسبة للآخرين، تمثل قيدًا كبيرًا على التبني الشامل.

في هذا السياق، تظهر بديل يعد بمعالجة هذه القيود: الرسوم البيانية الموجهة غير الدائرية (DAG).

فهم DAG

DAG هو هيكل بيانات يربط المعلومات بطريقة أحادية الاتجاه وبدون دورات. تخيلوا كرات (رؤوس ) مرتبطة بأسهم (حواف ) التي لا تشكل أبداً دائرة مغلقة. هذه التهيئة لها تطبيقات متنوعة، بدءًا من تحليل البيانات العلمية إلى، في حالتنا المعنية، الإجماع في الشبكات الموزعة للأصول المشفرة.

تشغيل DAG في الأصول المشفرة

في شبكة قائمة على DAG، تُعتبر كل معاملة رأسًا تُبنى على معاملات سابقة. لا توجد كتل ولا تعدين تقليدي. لإضافة معاملة جديدة، يجب أن تشير هذه المعاملة وتتحقق من المعاملات السابقة.

لنفترض أن كارمن ترغب في إجراء معاملة. يجب أن ترتبط عمليتها بمعاملات سابقة، مشابهة لكيفية ارتباط كتلة في سلسلة الكتل بالكتلة السابقة، ولكن مع اتصالات متعددة. يقوم خوارزم بتحديد المعاملات التي يجب على كارمن الإشارة إليها، مع إعطاء الأولوية لتلك التي لديها "وزن" أكبر من عدد التأكيدات غير المباشرة.

ستظل معاملة كارمن، التي لم يتم تأكيدها في البداية، صالحة عندما تشير إليها معاملة أخرى. يشجع هذا الآلية المستخدمين على تأكيد المعاملات "الأثقل"، مما يضمن النمو المتسق للنظام.

منع الإنفاق المزدوج

تنفذ DAG آليات لتجنب الإنفاق المزدوج دون الاعتماد على المعدنين. عندما يقوم العقد بتأكيد معاملة، يتحقق من المسار بالكامل حتى أصل DAG لضمان توفر الأموال. على الرغم من إمكانية وجود مسارات متعددة، يكفي التحقق من واحدة فقط.

المستخدمون الذين يحاولون استخدام مسارات غير صالحة يغامرون بتجاهل معاملاتهم الخاصة. يتنظم هذا النظام ذاتياً: الفروع ذات المعاملات غير الصالحة تميل إلى أن تُترك لصالح الفروع الأكثر قوةً وتم التحقق منها.

مزايا DAG

1. السرعة: بدون أن تكون محدودة بأوقات الكتل، يمكن معالجة المعاملات تقريبًا على الفور.

2. كفاءة الطاقة: نظرًا لعدم الاعتماد على التعدين المكثف، فإن DAG له بصمة كربونية أقل بكثير.

3. الاقتصاد: غياب المعدنين التقليديين يسمح بإجراء معاملات بدون رسوم أو برسوم منخفضة، مما يجعلها مثالية للمدفوعات الصغيرة.

4. القابلية للتوسع: بدون قيود الكتل، يمكن لـ DAG معالجة حجم أكبر بكثير من المعاملات، مما يجعلها جذابة للتطبيقات في إنترنت الأشياء (IoT).

تحديات DAG

1. المركزية الجزئية: تحتفظ بعض بروتوكولات DAG بعناصر مركزية، مما قد يمثل نقاط ضعف.

2. نقص الأدلة على نطاق واسع: على الرغم من كونها واعدة، إلا أن الأنظمة القائمة على DAG لم تثبت فعاليتها بعد في سيناريوهات الاستخدام الجماعي.

آفاق المستقبل

تمثل الرسوم البيانية الموجهة غير الدائرية ابتكارًا رائعًا في تصميم شبكات الأصول الرقمية. إذا تمكنوا من استغلال إمكانياتهم، فقد يدفعون نحو أنظمة بيئية عالية القابلية للتوسع، خاصة في المجالات التي تتطلب أداءً عاليًا وتكاليف منخفضة، مثل إنترنت الأشياء والمدفوعات الصغيرة.

على الرغم من أنها لا تزال في مراحلها المبكرة من التطوير والتبني، تقدم DAG رؤية بديلة واعدة لمستقبل الشبكات الموزعة. قد تعيد تطورها وإمكانية دمجها مع تقنيات blockchain الأخرى تشكيل مشهد الأصول المشفرة في السنوات القادمة.