Đồ thị không chu trình hướng (DAG) trong Hệ sinh thái Tài sản Kỹ thuật số

Bức tranh của các cấu trúc dữ liệu phân tán

Trong vũ trụ của các tài sản tiền điện tử, công nghệ blockchain đã là trụ cột cơ bản kể từ khi Bitcoin ra đời. Kiến trúc này, nhóm các giao dịch thành các khối được liên kết bằng mật mã, đã chứng minh được độ bền vững và an ninh của nó. Tuy nhiên, nó cũng gặp phải những thách thức về khả năng mở rộng và thời gian xác nhận.

Hãy tưởng tượng quy trình như một ga tàu: các giao dịch (hành khách) đang chờ để lên một khối (toa). Tùy thuộc vào kích thước của khối và tình trạng tắc nghẽn của mạng, thời gian chờ này có thể thay đổi từ vài giây đến vài giờ. Đối với một số người, sự cam kết này là chấp nhận được vì mức độ an toàn mà nó mang lại. Đối với những người khác, nó đại diện cho một hạn chế đáng kể đối với việc áp dụng đại trà.

Trong bối cảnh này, một lựa chọn xuất hiện hứa hẹn giải quyết những hạn chế này: Đồ thị không chu trình có hướng (DAG).

Hiểu về DAG

Một DAG là một cấu trúc dữ liệu kết nối thông tin theo cách một chiều và không có chu kỳ. Hãy hình dung các hình cầu (đỉnh) được kết nối bằng các mũi tên (cạnh) mà không bao giờ tạo thành một mạch khép kín. Cấu hình này có nhiều ứng dụng, từ phân tích dữ liệu khoa học đến, trong trường hợp chúng ta quan tâm, sự đồng thuận trong các mạng phân tán của tài sản kỹ thuật số.

Cách hoạt động của một DAG trong Tài sản kỹ thuật số

Trong một mạng dựa trên DAG, mỗi giao dịch là một đỉnh được xây dựng dựa trên các giao dịch trước đó. Không có khối hay khai thác truyền thống. Để thêm một giao dịch mới, nó phải tham chiếu và xác thực các giao dịch trước.

Hãy tưởng tượng rằng Carmen muốn thực hiện một giao dịch. Giao dịch của cô ấy phải được liên kết với các giao dịch trước đó, tương tự như cách mà một khối trong blockchain tham chiếu đến khối trước đó, nhưng với nhiều kết nối. Một thuật toán chọn các giao dịch mà Carmen phải tham khảo, ưu tiên những giao dịch có "trọng số" tích lũy cao hơn (số xác nhận gián tiếp).

Giao dịch của Carmen, ban đầu chưa được xác nhận, sẽ được xác thực khi một giao dịch khác tham chiếu đến nó. Cơ chế này khuyến khích người dùng xác nhận các giao dịch "nặng" hơn, đảm bảo sự phát triển nhất quán của hệ thống.

Ngăn chặn Chi tiêu Gấp đôi

DAG triển khai các cơ chế để ngăn chặn việc chi tiêu gấp đôi mà không phụ thuộc vào thợ mỏ. Khi một nút xác nhận giao dịch, nó kiểm tra toàn bộ đường đi đến nguồn gốc của DAG để đảm bảo sự sẵn có của quỹ. Mặc dù có thể có nhiều đường đi, nhưng chỉ cần xác minh một đường.

Người dùng cố gắng sử dụng các tuyến đường không hợp lệ sẽ có nguy cơ bị bỏ qua giao dịch của chính họ. Hệ thống này tự điều chỉnh: những nhánh có giao dịch không hợp lệ thường bị bỏ rơi để ủng hộ những nhánh mạnh mẽ và đã được xác minh hơn.

Lợi ích của DAG

1. Tốc độ: Không bị giới hạn bởi thời gian khối, các giao dịch có thể được xử lý gần như ngay lập tức.

2. Hiệu quả năng lượng: Không phụ thuộc vào khai thác tài nguyên, DAG có dấu chân carbon nhỏ hơn đáng kể.

3. Kinh tế: Sự vắng mặt của các thợ đào truyền thống cho phép các giao dịch không có phí hoặc có phí tối thiểu, lý tưởng cho các micropayment.

4. Khả năng mở rộng: Không có các hạn chế của các khối, DAG có thể xử lý một khối lượng giao dịch vượt trội, khiến chúng trở nên hấp dẫn cho các ứng dụng trên Internet of Things (IoT).

Thách thức của DAG

1. Tập trung một phần: Một số giao thức DAG duy trì các yếu tố tập trung, điều này có thể đại diện cho các lỗ hổng.

2. Thiếu Bằng Chứng Quy Mô Lớn: Mặc dù hứa hẹn, các hệ thống dựa trên DAG vẫn chưa chứng minh được hiệu quả của chúng trong các tình huống sử dụng quy mô lớn.

Triển Vọng Tương Lai

Các Đồ Thị Vô Hướng Có Hướng đại diện cho một sự đổi mới thú vị trong thiết kế mạng lưới tài sản tiền điện tử. Nếu họ có thể tận dụng tiềm năng của mình, chúng có thể thúc đẩy các hệ sinh thái có thể mở rộng cao, đặc biệt trong các lĩnh vực yêu cầu hiệu suất cao và chi phí thấp, như IoT và các khoản thanh toán vi mô.

Mặc dù vẫn còn ở giai đoạn phát triển và áp dụng sớm, DAG cung cấp một cái nhìn thay thế và hứa hẹn cho tương lai của các mạng phân tán. Sự tiến hóa của chúng và khả năng tích hợp với các công nghệ blockchain khác có thể định nghĩa lại bức tranh của các tài sản tiền điện tử trong những năm tới.