Що таке DAG? Глибоке дослідження технології орієнтованих ациклічних графів та її можливості для забезпечення Інтернету речей і високочастотної торгівлі

DAG：超越 блокчейн的新型 розподілений реєстр

У світі криптовалют технологія блокчейн вже добре відома. Однак структура даних під назвою Напрямний ациклічний граф (Directed Acyclic Graph, DAG) виступає потенційною альтернативою, пропонуючи новий підхід до вирішення проблем масштабованості блокчейна.

Простими словами, DAG — це модель, яка використовує вершини (або вузли) та орієнтовані ребра для представлення даних та їхніх зв’язків. “Орієнтовані” означає, що ребра мають напрямок, а “ациклічний” — що з будь-якої вершини не можна повернутися назад до неї, слідуючи орієнтованим ребрам, утворюючи замкнуту петлю. У застосуванні до криптовалют кожна вершина представляє транзакцію, а кожне орієнтоване ребро — підтвердження цієї транзакції.

Як працює DAG? Транзакції — це консенсус

Механізм роботи DAG суттєво відрізняється від блокчейна:

• Відсутність структури блоків: транзакції більше не пакуються у блоки та не з’єднуються послідовно. Нові транзакції підтверджуються та безпосередньо з’єднуються з уже існуючими кількома транзакціями. Весь реєстр утворює постійно розростаючуся, переплетену “мережу”.
• Транзакції — це консенсус: у багатьох реалізаціях DAG ініціювання нової транзакції вимагає підтвердження попередніх. Це означає, що учасники мережі через ініціацію транзакцій беруть участь у консенсусі опосередковано, що дозволяє теоретично позбавитися ролі майнерів або валідаторів, забезпечуючи нульові комісії та високий пропускний здатність.
• Паралельна обробка: оскільки транзакції не з’єднані у ланцюги, кілька транзакційних ланцюгів можуть одночасно зростати та підтверджуватися, що є ключем до високої масштабованості.

Основні порівняння DAG та блокчейна

Основні проєкти криптовалюти на базі DAG та їх ринкові показники

На даний момент на ринку представлені такі основні криптовалюти, що використовують технологію DAG:

1. IOTA (MIOTA): спеціально розроблена для Інтернету речей, її ядро “Tangle” — структура DAG. Мета — забезпечити безкоштовні мікроплатежі між машинами та безпечну передачу даних. Поточна ціна на Gate — $0.2475, обсяг торгів за 24 години — приблизно $28,000,000.
2. Nano (XNO): зосереджена на миттєвих, безкоштовних передачах цінностей. Її структура “клітинки блоків” призначає кожному користувачу окремий мікроблокчейн, які взаємодіють через DAG асинхронно. Поточна ціна на Gate — $1.532, обсяг торгів за 24 години — приблизно $12,000,000.
3. Hedera (HBAR): хоча не є типовим DAG, її алгоритм консенсусу хеш-граф — варіант асинхронного византійського фольт-толерантного (ABFT) DAG, відомий високою ефективністю та детермінованою кінцевістю. Поточна ціна на Gate — $0.0987, обсяг торгів за 24 години — понад $85,000,000.

Переваги та виклики технології DAG

Переваги:

• Висока масштабованість та пропускна здатність: паралельна обробка дозволяє збільшувати здатність обробки транзакцій із зростанням мережі.
• Низька затримка та нульові комісії: усуває обмеження часу створення блоку, підходить для високочастотних мікроплатежів.
• Висока енергоефективність: зазвичай не потребує енергомісткого майнінгу, відповідає трендам зеленої технології.

Виклики:

• Верифікація безпеки: порівняно з “найдовшою ланцюгом” у Bitcoin, механізми консенсусу DAG (наприклад, “накопичення ваги”) складніші, і безпека у масштабі ще потребує підтвердження.
• Ризик централізації: деякі проєкти DAG на ранніх етапах використовують керовані вузли для запуску мережі, що викликає питання щодо децентралізації.
• Екосистема та зрілість застосувань: інструменти розробки, функції смарт-контрактів (частина проєктів їх не підтримує) та загальна екосистема ще значно поступаються зрілим платформам, наприклад Ethereum.

Перспективи майбутнього: паралельне співіснування, а не заміна

Технологія DAG не є “вбивцею” блокчейна, а важливим доповненням і розширенням. Вона особливо підходить для сценаріїв із високою пропускною здатністю, реальним часом та низькими комісіями, таких як мікроплатежі в Інтернеті речей, високочастотна торгівля, внутрішньоігрова економіка тощо.

У майбутньому можна очікувати появи гібридних архітектур, наприклад, використання DAG як рішення Layer 2 для масштабування блокчейна або застосування DAG для обробки окремих типів транзакцій у рамках основної ланцюга, що дозволить об’єднати переваги обох підходів.