En rettet acyklisk graf, eller DAG (af engelsk "directed acyclic graph"), er et værktøj til at modellere og organisere data, som ofte bruges i kryptovalutaer.
Modsat en blockchain, der består af blokke, er en rettet acyklisk graf bygget op af knuder (vertices) og kanter (edges). Kryptotransaktioner registreres derfor som knuder, der stables oven på hinanden. Ligesom på en blockchain sendes transaktioner dog også til DAG'en via noder. For at kunne indsende en transaktion skal en node løse proof-of-work-opgaver (PoW).
Kort sagt: hvor et blockchain-system ligner en kæde, ligner et DAG-system snarere en graf. DAG-modellen bliver i øjeblikket set i branchen som en mulig afløser for blockchain på sigt, netop på grund af dens effektivitet inden for datalagring og afvikling af onlinetransaktioner.
DAG-modellen betragtes også som et muligt svar på det nuværende decentraliseringsproblem i krypto. Med denne model behøver minere ikke længere at konkurrere om nye blokke, der skal føjes til kæden.
Fordi knuder udvikles samtidig, kan transaktioner også behandles hurtigere. Udviklere ser DAG som en bedre og sikrere løsning, der kan gøre et netværk mere anvendeligt, efterhånden som det bliver mere skalerbart.
Hvordan fungerer en DAG?
Som nævnt er en rettet acyklisk graf mere effektiv til datalagring. Designet er trælignende, med indbyrdes forbundne noder som 'grene'.
Da hver knude kan have mere end én overordnet rod, giver modellen mulighed for at godkende flere transaktioner på samme tid. Brugerne behøver nemlig ikke vente på, at en transaktion bliver færdig, før de kan sende den næste.
I en rettet acyklisk graf skal hver ny transaktion derfor henvise til tidligere transaktioner, før den bliver accepteret af netværket. Det svarer til, at blokke på en blockchain henviser til tidligere blokke. Tanken bag er, at en transaktion først er reelt bekræftet, når en anden transaktion henviser til den, og så videre.
I en DAG repræsenterer hver knude en transaktion. Der er ingen blokke, så mining er heller ikke nødvendigt. Transaktioner bygges oven på hinanden i stedet for at blive samlet i blokke. Derefter udføres der, som netop nævnt, proof-of-work-opgaver, hver gang en node indsender en transaktion – for at godkende tidligere transaktioner og undgå spam.
Som standard bygges nye transaktioner oven på ældre i en DAG-baseret kryptovaluta. Den væsentligste forskel fra blockchain er, at man i en DAG kan henvise til flere transaktioner ad gangen og ikke kun til én.
Nogle systemer har en algoritme, der vælger de 'tips' eller transaktioner, man bygger videre på, ud fra den akkumulerede vægt – altså antallet af bekræftelser, der fører frem til den pågældende spids.
Beskyttelsen mod dobbeltforbrug i DAG'er fungerer ved, at noder bekræfter ældre transaktioner ved at følge en sti hele vejen tilbage til DAG'ens allerførste transaktion. På den måde kontrolleres det, om afsenderen har tilstrækkelig saldo. Bygger en bruger videre på en ugyldig sti, risikerer transaktionen at blive ignoreret.
Konflikter, der opstår som følge af forskellige stier, løses med en udvælgelsesalgoritme, der foretrækker spidser med den tungeste akkumulerede vægt.
Hvad bruges DAG'er til?
DAG-modellen søger at løse to opfattede svagheder ved blockchain-teknologien, nemlig decentralisering og skalerbarhed. Den sigter også mod bedre sikkerhed og brugervenlighed.
På hvilken måde?
- På Bitcoin-blockchainen eller Ethereum-platformen kan minere kun lave én blok ad gangen. Derfor kan nye transaktioner først godkendes, når den foregående er færdig. DAG-modellen fjerner disse blokke og føjer transaktionerne direkte til hovedbogen.
Når blokkene forsvinder, har DAG-modellen ikke brug for mining. Det betyder, at der skal bruges mindre strøm på at holde netværket kørende. DAG'er har desuden flere fordele, for eksempel:
- Høje transaktionshastigheder, der ikke bremses af blokproduktion
- Ingen minere betyder også ingen transaktionsgebyrer
- Lavere energiforbrug og miljømæssige fordele sammenlignet med mining
Lige nu er brugen af DAG'er i krypto dog stadig i sin spæde start. Modsat blockchains er de endnu ikke fuldt decentraliserede. Derfor bruges de primært til at få netværk i gang og endnu ikke som et system, man kan bygge et stabilt netværk på.
Hvilke kryptovalutaer bruger DAG?
Tidligere var det umuligt at tænke på kryptovalutaer uden at tænke på blockchain. Med DAG-modellen er flere kryptovalutaer dog allerede blevet bygget med succes på denne teknologi.
Nogle eksempler er Obyte, IOTA og Nano, for blot at nævne nogle få. Selvom strukturen stadig er forholdsvis ny, viser DAG et stort potentiale. Som nævnt har flere projekter allerede brugt den med succes. De mest kendte er:
Obyte
Obyte, tidligere ByteBall, er en kryptovaluta, der er helt uafhængig af blockchain, fordi den har implementeret DAG-strukturen. Alligevel koster Obyte-transaktioner et gebyr.
Det skyldes, at Obyte-netværket bruger et validatorsystem, der giver mulighed for dobbeltkontrol af transaktioner. Det benytter en konsensusalgoritme baseret på vidner (witnesses) – betroede og pålidelige brugere, der fungerer som validatorer.
Obyte understøtter desuden usporbare transaktioner samt smart contracts.
IOTA
IOTA, som er tænkt til Internet of Things-applikationer, lancerede sit netværk som en 'blokløs blockchain' i 2016. Idéen bag IOTA er, at alle brugere reelt bliver minere. For at få godkendt én transaktion skal en bruger for eksempel verificere to transaktioner.
IOTA bruger et netværk bestående af noder og tangles, altså grupper af noder, som gør godkendelsesprocessen hurtigere og mere effektiv.
Alle brugere bidrager med en lille mængde regnekraft til netværkets drift, og alle deltager også i konsensus. Det gør det muligt for netværket at være både meget decentraliseret og skalerbart på samme tid.
Transaktioner koster stort set ingenting, og derfor betragtes IOTA som en økonomisk fordelagtig alternativ kryptovaluta til mikrobetalinger.
Nano
Nano er også en kryptovaluta, der kører på DAG-systemet. Nano har selvstændige blockchains, der er forbundet af noder – det kaldes block-lattice-teknologi. Reelt er det en blanding af DAG og blockchain.
Hver bruger har sin egen wallet og sin egen blockchain. Kun brugeren selv kan foretage ændringer på sin wallet/blockchain. En transaktion er først gennemført, når både afsender og modtager har udført handlingen på hver deres blockchain.
Nano tilbyder sine brugere nul i transaktionsgebyrer samt høje transaktionshastigheder.
Hvilken rolle spiller DAG i blockchain?
DAG kan ses som et brugbart alternativ til blockchain, selvom teknologien stadig kræver finjustering. DAG-modellen forsøger at løse velkendte problemer ved blockchain-teknologi som omkostninger, hastighed og tilpasningsevne.
Reelt registrerer begge teknologier transaktioner i en digital hovedbog og arbejder mod det samme mål. Det, der adskiller dem, er primært den struktur, hver model bruger til at lagre data.
DAG kontra blockchain
Både blockchains og DAG'er registrerer transaktioner i en distribueret hovedbog, men på hver sin måde.
Herunder er en hurtig sammenligning af de to med hensyn til fordele og ulemper:
Fordele ved DAG
- Velegnet til mikrotransaktioner og store transaktionsmængder
- Fjerner behovet for mining-hardware
- Gebyrerne kan reduceres markant
- Lavere energiforbrug
Ulemper ved DAG
- Sårbar over for angreb på grund af lav transaktionsvolumen
- Stadig i sin barndom; har endnu ikke opnået nævneværdig decentralisering
Fordele ved blockchain
- Veletableret og bredt anvendt af kryptovalutaer som Bitcoin og Ethereum
- Gennemsigtig og uforanderlig, meget sikker
- Omkostningseffektiv ved transaktioner med høj værdi
Ulemper ved blockchain
- Krævende behov for lagerplads og netværksbåndbredde
- Bruger enormt meget strøm
- Høje transaktionsgebyrer
Når alt kommer til alt, afhænger valget af model af ens forretningsmål. Som beskrevet har hver model sine styrker og svagheder, og den ene kan passe bedre end den anden alt efter dine behov.