Orientovaný acyklický graf, zkráceně DAG (z anglického "directed acyclic graph"), je nástroj pro modelování a organizaci dat, který se běžně používá v kryptoměnách.
Na rozdíl od blockchainu, který se skládá z bloků, tvoří orientovaný acyklický graf vrcholy a hrany. Kryptoměnové transakce se tedy zaznamenávají jako vrcholy a vrství se jedna na druhou. Stejně jako u blockchainu se ale transakce dostávají do DAG přes uzly. Aby uzel mohl transakci odeslat, musí splnit úkoly proof-of-work (PoW).
Zjednodušeně řečeno: zatímco blockchainový systém připomíná řetěz, systém DAG vypadá spíš jako graf. Model DAG je dnes v oboru vnímán jako možná budoucí náhrada blockchainu, a to díky své efektivitě při ukládání dat a zpracování online transakcí.
Model DAG je zároveň považován za možné řešení současného problému s decentralizací v kryptu. V tomto modelu už těžaři nemusejí soupeřit o nové bloky, které se přidávají do řetězce.
Protože uzly vznikají současně, lze transakce také zpracovat rychleji. Vývojáři vidí v DAG lepší a bezpečnější řešení, které může zlepšit použitelnost sítě, jakmile se stane škálovatelnější.
Jak DAG funguje?
Jak jsme zmínili, orientovaný acyklický graf zachází s ukládáním dat efektivněji. Jeho struktura připomíná strom, kde 'větvemi' jsou vzájemně propojené uzly.
Protože každý vrchol může mít více než jeden nadřazený kořen, umožňuje model schvalovat víc transakcí najednou. Uživatelé totiž nemusejí čekat, až se transakce dokončí, aby mohli zpracovat další.
V orientovaném acyklickém grafu tak musí každá nová transakce odkázat na předchozí transakce, než ji síť přijme. Je to stejné jako u bloků v blockchainu, které odkazují na předchozí bloky. Úvaha za tím je následující: transakce je skutečně potvrzená teprve tehdy, když na ni odkáže jiná transakce, a tak dále.
V DAG představuje každý vrchol jednu transakci. Nejsou tu žádné bloky, takže není potřeba ani těžba. Transakce se staví jedna na druhou, místo aby se shlukovaly do bloků. Poté se, jak jsme právě uvedli, pokaždé, když uzel odešle transakci, provádějí úkoly proof-of-work, aby se schválily starší transakce a zabránilo se spamu.
V kryptoměně postavené na DAG se nové transakce standardně staví na starších. Hlavní rozdíl oproti blockchainu je v tom, že v DAG lze odkázat na několik transakcí, ne jen na jednu po druhé.
Některé systémy mají algoritmus, který vybírá 'tipy' neboli transakce, na kterých se dál staví, podle nakumulované váhy (tedy počtu potvrzení vedoucích k danému hrotu).
Ochrana proti dvojí útratě v DAG funguje tak, že uzly potvrzují starší transakce prověřením cesty vedoucí zpět až k úplně první transakci daného DAG. Tím se ověří, zda má odesílatel dostatečný zůstatek. Pokud uživatel staví na neplatné cestě, hrozí, že jeho transakce bude ignorována.
Konflikty vznikající z různých cest se řeší volebním algoritmem, který upřednostňuje hroty s vyšší nakumulovanou váhou.
K čemu se DAG používá?
Model DAG se snaží řešit dvě vnímané slabiny blockchainové technologie, konkrétně decentralizaci a škálovatelnost. Usiluje také o vyšší bezpečnost a snazší používání.
Jakým způsobem?
- Na bitcoinovém blockchainu nebo na platformě Ethereum mohou těžaři vytvářet vždy jen jeden blok. Nové transakce se tak schválí, až když je hotový ten předchozí. Model DAG tyto bloky ruší a přidává transakce přímo do účetní knihy.
Se zrušením bloků model DAG nepotřebuje těžbu. To znamená, že na provoz sítě je potřeba méně elektřiny. DAG má i další výhody, například:
- Vysokou rychlost transakcí, kterou nebrzdí tvorba bloků
- Žádní těžaři znamenají také žádné transakční poplatky
- Nižší spotřebu energie a přínos pro životní prostředí oproti těžbě
V současnosti je ale využití DAG v kryptu stále v počátcích. Na rozdíl od blockchainů zatím není plně decentralizované. Slouží proto hlavně k rozjezdu sítí, a ne ještě jako systém, na kterém by šlo postavit stabilní síť.
Které kryptoměny používají DAG?
Kdysi bylo nemyslitelné uvažovat o kryptoměnách bez blockchainu. S modelem DAG už ale na této technologii úspěšně vzniklo několik kryptoměn.
Příkladem jsou Obyte, IOTA a Nano, abychom jmenovali alespoň některé. Ačkoli je struktura DAG stále poměrně nová, ukazuje mimořádný potenciál. Jak jsme zmínili, několik projektů ji už úspěšně využilo. Ty nejznámější jsou:
Obyte
Obyte, dříve ByteBall, je kryptoměna zcela nezávislá na blockchainu, protože implementovala strukturu DAG. Transakce v síti Obyte jsou nicméně zpoplatněné.
Důvodem je, že síť Obyte využívá systém validátorů, který umožňuje dvojí kontrolu transakcí. Používá konsenzuální algoritmus založený na svědcích (witnesses). Těmi jsou důvěryhodní a spolehliví uživatelé, kteří vystupují jako validátoři.
Obyte podporuje i nesledovatelné transakce a chytré kontrakty.
IOTA
IOTA, určená pro aplikace internetu věcí, spustila svou síť jako 'blockchain bez bloků' v roce 2016. Myšlenka za IOTA je, že se ze všech uživatelů fakticky stanou těžaři. Aby si uživatel nechal schválit jednu transakci, musí například ověřit dvě jiné.
IOTA využívá síť složenou z uzlů a tanglů, tedy skupin uzlů, které zrychlují a zefektivňují proces schvalování.
Všichni uživatelé přispívají malým dílem výpočetního výkonu na chod sítě a všichni se také podílejí na konsenzu. Díky tomu může být síť zároveň velmi decentralizovaná i škálovatelná.
Transakce mají téměř nulové poplatky, a proto je IOTA považována za cenově výhodnou alternativní kryptoměnu pro mikroplatby.
Nano
Také Nano je kryptoměna fungující na systému DAG. Nano má samostatné blockchainy propojené uzly, čemuž se říká technologie block-lattice. Ve skutečnosti jde o kombinaci DAG a blockchainu.
Každý uživatel má vlastní peněženku a vlastní blockchain. Změny na své peněžence či blockchainu může provádět jen on sám. Transakce je dokončená ve chvíli, kdy odesílatel i příjemce provedou příslušný úkon na svých vlastních blockchainech.
Nano nabízí svým uživatelům nulové transakční poplatky a k tomu vysokou rychlost transakcí.
Jakou roli hraje DAG v blockchainu?
DAG lze považovat za vhodnou alternativu k blockchainu, i když stále vyžaduje doladění. Model DAG se snaží vyřešit obvyklé problémy blockchainové technologie, jako jsou náklady, rychlost a přizpůsobivost.
Obě technologie ve skutečnosti zaznamenávají transakce do digitální účetní knihy a míří ke stejnému cíli. Odlišuje je hlavně struktura, kterou každý model používá k ukládání dat.
DAG versus blockchain
Blockchainy i DAG zaznamenávají transakce do distribuované účetní knihy, ale dělají to různě.
Níže je rychlé srovnání obou z hlediska výhod a nevýhod:
Výhody DAG
- Vhodný pro mikrotransakce a vysoké objemy transakcí
- Odstraňuje potřebu těžebního hardwaru
- Poplatky se mohou výrazně snížit
- Nižší spotřeba energie
Nevýhody DAG
- Zranitelný vůči útokům kvůli nízkému objemu transakcí
- Stále v plenkách; zatím nedosáhl výraznější míry decentralizace
Výhody blockchainu
- Zavedený a široce používaný kryptoměnami jako Bitcoin a Ethereum
- Transparentní a neměnný, velmi bezpečný
- Nákladově výhodný u transakcí s vysokou hodnotou
Nevýhody blockchainu
- Náročné požadavky na úložiště a šířku pásma sítě
- Spotřebuje obrovské množství energie
- Vysoké transakční poplatky
Nakonec bude volba modelu záviset na obchodních cílech každého jednotlivce. Jak jsme probrali, každý model má své silné i slabé stránky a podle vašich potřeb může být vhodnější ten či onen.