Спрямований ациклічний граф, або DAG, — це інструмент моделювання й упорядкування даних, який зазвичай застосовують у криптовалютах.
На відміну від блокчейну, що складається з блоків, спрямовані ациклічні графи складаються з вершин і ребер. Криптовалютні транзакції записуються як вершини. Далі ці транзакції нашаровуються одна на одну. Утім, як і в блокчейні, транзакції потрапляють у DAG через вузли. Щоб додати транзакцію, вузол має виконати завдання proof-of-work (PoW).
По суті, якщо система блокчейну виглядає як ланцюг, то система DAG більше схожа на граф. Сьогодні модель DAG розглядають у галузі як можливу заміну блокчейнам у майбутньому — через її ефективність у зберіганні даних і обробці онлайн-транзакцій.
Модель DAG вважають одним із можливих розвʼязань нинішньої проблеми децентралізації в крипті. За такої моделі майнерам не доведеться змагатися за нові блоки, які додають у ланцюг.
Оскільки вузли розвиваються паралельно, транзакції теж можуть оброблятися швидше. Розробники придивляються до DAG як до кращого й безпечнішого рішення, здатного зробити мережу зручнішою, щойно воно стане масштабованішим.
Як працює DAG?
Як уже згадувалося, спрямований ациклічний граф ефективніший у зберіганні даних. Його будова нагадує дерево, а «гілками» слугують взаємоповʼязані вузли.
Оскільки кожен вузол може мати більш ніж один батьківський, модель дає змогу підтверджувати одразу кілька транзакцій. Причина в тому, що користувачам не треба чекати на завершення однієї транзакції, перш ніж обробити наступну.
Отже, у спрямованому ациклічному графі кожна нова транзакція має посилатися на попередні, перш ніж мережа її прийме. Так само блоки у блокчейні посилаються на попередні блоки. Логіка тут така: транзакція вважається справді підтвердженою, коли на неї посилається інша транзакція, і так далі.
У DAG кожна вершина відповідає транзакції. Блоків немає, тож і майнінг не потрібен. Транзакції нашаровуються одна на одну, замість того щоб збиратися в блоки. І, як уже зазначалося, щоразу, коли вузол додає транзакцію, він виконує завдання proof-of-work — щоб підтвердити попередні транзакції й відсікти спам.
За замовчуванням у криптовалюті на DAG нові транзакції надбудовуються над старішими. Головна відмінність від блокчейну в тому, що в DAG можна посилатися на кілька транзакцій, а не лише на одну за раз.
Деякі системи мають алгоритм, що обирає «кінчики» (tips), тобто транзакції, на яких будувати далі, залежно від накопиченої ваги — тобто кількості підтверджень, що ведуть до цього кінчика.
Захист від подвійних витрат у DAG працює так: вузли підтверджують старіші транзакції, простежуючи шлях назад аж до першої транзакції графа. Так перевіряють, чи достатньо в відправника коштів. Якщо користувач надбудовує невалідний шлях, його транзакція ризикує залишитися проігнорованою.
Конфлікти, що виникають через різні шляхи, розвʼязує алгоритм вибору, який віддає перевагу кінчикам із більшою накопиченою вагою.
Для чого використовують DAG?
Модель DAG намагається зняти дві помітні слабкості технології блокчейн, а саме децентралізацію та масштабованість. Вона також прагне підвищити безпеку та зручність.
Яким чином?
- У блокчейні Bitcoin чи на платформі Ethereum майнери можуть створювати лише по одному блоку за раз. Через це нові транзакції підтверджуються тільки після завершення попереднього блоку. Модель DAG прибирає ці блоки й додає транзакції безпосередньо до реєстру.
Позбувшись блоків, модель DAG обходиться без майнінгу. А це означає, що на підтримку мережі витрачається менше електроенергії. DAG має й інші переваги, наприклад:
- висока швидкість транзакцій, не обмежена створенням блоків;
- немає майнерів — а отже, немає й комісій за транзакції;
- менше споживання енергії та переваги для довкілля порівняно з майнінгом.
Утім, наразі використання DAG у крипті ще на початковому етапі. На відміну від блокчейнів, ці мережі поки що не повністю децентралізовані. Тому їх переважно застосовують, щоб запустити мережу, а не як систему, на якій можна побудувати стабільну інфраструктуру.
Які криптовалюти використовують DAG?
Колись годі було уявити криптовалюти без блокчейну. Проте з появою моделі DAG кілька криптовалют уже успішно побудували на цій технології.
Серед прикладів — Obyte, IOTA й Nano. Хоч структура DAG усе ще доволі нова, вона показує неабиякий потенціал. Як уже зазначалося, кілька проєктів успішно її застосували. Найвідоміші з них такі.
Obyte
Obyte, або ByteBall, — криптовалюта, повністю незалежна від блокчейну: вона реалізувала структуру DAG. Утім, транзакції в Obyte усе одно мають комісію.
Річ у тім, що мережа Obyte використовує систему валідаторів, яка передбачає подвійну перевірку транзакцій. Її алгоритм консенсусу спирається на свідків. Ці спостерігачі — довірені та надійні користувачі, що виконують роль валідаторів.
Obyte також підтримує невідстежувані транзакції та контракти з віддаленим виконанням.
IOTA
IOTA, тобто застосунки для інтернету речей, запустила свою «безблокову блокчейн»-мережу у 2016 році. Ідея IOTA полягає в тому, що всі користувачі фактично стають майнерами. Щоб підтвердити одну транзакцію, користувач має перевірити дві інші.
IOTA використовує мережу, що складається з вузлів і тенглів (груп вузлів), — вони роблять процес підтвердження швидшим і ефективнішим.
Усі користувачі віддають невелику частку потужності на підтримку мережі, і кожен бере участь у досягненні консенсусу. Це дає мережі змогу бути водночас надзвичайно децентралізованою та масштабованою.
Комісії за транзакції майже нульові, тому IOTA вважають вигідною альтернативною криптовалютою для мікроплатежів.
Nano
Nano — ще одна криптовалюта, що працює на системі DAG. Nano має незалежні блокчейни, зʼєднані вузлами, і цю технологію називають block-lattice. Фактично це поєднання DAG і блокчейну.
Кожен користувач має власний гаманець і власний блокчейн. Лише сам користувач може вносити зміни у свій гаманець чи блокчейн. Транзакція завершується, коли і відправник, і отримувач виконали операцію у своїх окремих блокчейнах.
Nano пропонує своїм користувачам нульові комісії за транзакції та високу швидкість переказів.
Яка роль DAG у блокчейні?
DAG можна розглядати як цілком робочу альтернативу блокчейну, хоча вона й досі потребує доопрацювання. Модель DAG прагне подолати типові проблеми блокчейну — вартість, швидкість і гнучкість.
По суті, обидві технології записують транзакції у цифровий реєстр і рухаються до однієї мети. Головна відмінність між ними — переважно в тому, як кожна модель структурує зберігання даних.
DAG проти блокчейну
І блокчейни, і DAG записують транзакції у розподілений реєстр, але роблять це різними способами.
Нижче — швидке порівняння їхніх переваг і недоліків.
Плюси DAG
- підходить для мікротранзакцій і великих обсягів операцій;
- знімає потребу в обладнанні для майнінгу;
- комісії можуть суттєво знизитися;
- менше споживання енергії.
Мінуси DAG
- вразливість до атак через малий обсяг транзакцій;
- технологія ще на ранньому етапі й поки не досягла високого рівня децентралізації.
Плюси блокчейну
- перевірена основа, яку широко використовують криптовалюти на кшталт Bitcoin та Ethereum;
- прозорість і незмінність, дуже високий рівень безпеки;
- вигідний для транзакцій на великі суми.
Мінуси блокчейну
- високі вимоги до обсягу сховища та пропускної здатності мережі;
- велике споживання електроенергії;
- високі комісії за транзакції.
Зрештою, вибір моделі залежить від ваших бізнес-цілей. Як ми розібрали, кожна має свої сильні й слабкі сторони, і залежно від ваших потреб краще може підійти та чи інша.