ما هو الرسم البياني الموجه غير الدوري (DAG)؟

يمثل الرسم البياني الموجه غير الدوري (DAG) تطوراً تقنياً محورياً في قطاع العملات الرقمية وتقنيات السجل الموزع. ومنذ ظهور تقنية البلوكشين، يشهد قطاع التكنولوجيا المالية تطوراً مستمراً، مع حلول مبتكرة تتجاوز قيود الأنظمة التقليدية. وتُعد تقنية DAG من الابتكارات الثورية التي توفر منهجية بديلة في هيكلة البيانات ومعالجة العمليات في الشبكات اللامركزية.

الخلاصة

توفر تقنية DAG العديد من المزايا الجوهرية مقارنة بأنظمة البلوكشين التقليدية. فهي تحقق سرعة أكبر في تنفيذ العمليات وقابلية توسع عالية عبر إلغاء الحاجة لإنشاء الكتل وعمليات التعدين. تعتمد التقنية على تنظيم المعاملات في شكل عقد مترابطة بدلاً من كتل متسلسلة، ما يعزز الكفاءة التشغيلية ويخفض استهلاك الطاقة. وعلى خلاف شبكات البلوكشين التي غالباً ما تفرض رسوم معاملات مرتفعة، تتميز شبكات DAG بانخفاض رسوم العمليات أو انعدامها، مما يجعلها ملائمة لتطبيقات المدفوعات الصغيرة. مع ذلك، لا تستهدف تقنية DAG استبدال البلوكشين بشكل كامل، بل تقدم حلاً مخصصاً لمتطلبات مشاريع محددة. وبالرغم من هذه الميزات، تواجه التقنية تحديات قائمة مثل قضايا المركزية والحاجة لإثبات جدارتها في تطبيقات واسعة النطاق.

مقارنة DAG بتقنية البلوكشين

يبدأ فهم تقنية DAG بإدراك أنها أداة لنمذجة البيانات وهيكلتها، تستخدمها بعض العملات الرقمية كبديل لهندسة البلوكشين التقليدية. وقد ناقش مجتمع العملات الرقمية إمكانية الاعتماد على DAG كبديل للبلوكشين، حيث يرى بعض الخبراء أنها قادرة على تجاوز عيوب البلوكشين. ومع ذلك، لا تزال تقنية البلوكشين منتشرة بقوة في قطاع العملات الرقمية بينما تستمر DAG في التطور.

ترتكز بنية DAG على نظام فريد من الدوائر والخطوط؛ كل دائرة (رأس) تمثل نشاطاً أو عملية فردية يجب إضافتها إلى الشبكة، بينما تشير الخطوط (الحواف) إلى ترتيب الموافقة على العمليات. وتمتاز هذه الحواف بأنها أحادية الاتجاه، أي تتدفق باتجاه واحد فقط. وتمنح هذه الخاصية الاتجاهية التقنية اسمها: "موجه" يرمز إلى تدفق الحواف باتجاه واحد، و"غير دوري" يشير إلى أن الرؤوس لا تعود إلى نفسها، مما يمنع الدورات.

تثبت هذه البنية الفريدة للبيانات قيمتها في تطبيقات نمذجة البيانات، إذ تتيح للمستخدمين تحليل العلاقات بين المتغيرات المختلفة. ويمكن للباحثين قياس تأثير المتغيرات على بعضها، وفي سياق العملات الرقمية، تُمكن DAG تحقيق التوافق في الشبكات الموزعة. وتكمن ميزة DAG في أنها لا تجمع العمليات في كتل، بل تبنيها مباشرة فوق بعضها، ما يؤدي إلى تحسين سرعة المعاملات بشكل كبير مقارنة بالبلوكشين التقليدي.

ما الفرق بين DAG والبلوكشين؟

لفهم تقنية DAG بوضوح، يجب دراسة الفوارق بينها وبين تقنية البلوكشين. فعلى الرغم من أن كلاهما يخدم أهدافاً متشابهة في منظومة العملات الرقمية، إلا أن هناك اختلافات أساسية بينهما. الفرق الجوهري يكمن في البنية: لا تنشئ DAG كتل مثل البلوكشين، بل تبني العمليات مباشرة فوق العمليات السابقة، مما ينتج بنية طبقية دون تنظيم الكتل المعهود في البلوكشين.

وتختلف الصورة البصرية لكل تقنية بشكل واضح؛ فالبلوكشين يتكون من كتل متسلسلة مرتبطة، مما يمنحه شكل سلسلة وهو أصل التسمية، بينما تتكون DAG من دوائر (رؤوس) وخطوط (حواف)، ما يمنحها شكل رسم بياني مميز عن بنية البلوكشين. ويؤثر هذا الاختلاف الهيكلي على طريقة معالجة العمليات، وتحقيق التوافق، وقابلية كل تقنية للتوسع.

كيف تعمل تقنية DAG؟

تتضح آلية عمل تقنية DAG عبر مكوناتها الهيكلية الأساسية، وآلية تحقق العمليات. تتكون الأنظمة القائمة على DAG من دوائر (رؤوس) وخطوط (حواف)، حيث يمثل كل رأس عملية فردية وتُبنى العمليات فوق بعضها في طبقات متتابعة.

عند تنفيذ عملية جديدة، يجب على المستخدم أولاً تأكيد عملية سابقة قدمها مستخدم آخر. وتسمى هذه العمليات السابقة "الأطراف" وهي عمليات غير مؤكدة تنتظر التصديق. قبل إرسال العملية الجديدة، يجب على المستخدم التحقق من صحة هذه الأطراف. بعد اكتمال التحقق، تتحول عملية المستخدم إلى الطرف الجديد، وتدخل في حالة انتظار حتى يؤكدها مستخدم آخر لتنفيذ عمليته. ينشئ هذا النظام دورة ذاتية الاستدامة تُمكن المجتمع من بناء طبقات متتابعة من العمليات، ما يسمح للنظام بالنمو التلقائي.

وتعتمد DAG آليات فعّالة لمنع هجمات الإنفاق المزدوج؛ إذ عندما تؤكد العقد عمليات أقدم، فإنها تراجع مسار العمليات بالكامل حتى العملية الأصلية. يضمن هذا التحقق الشامل توفر الأرصدة وصحة جميع العمليات. ويعرض المستخدم الذي يبني على مسار غير صالح معاملاته لخطر التجاهل من الشبكة. حتى إن كانت العملية صحيحة، فقد تُرفض إذا فشل التحقق بسبب معاملات احتيالية سابقة في المسار، مما يدفع المستخدمين للتحقق بدقة من العمليات وصون سلامة الشبكة.

ما هي استخدامات تقنية DAG؟

تخدم تقنية DAG استخدامات متعددة في منظومة العملات الرقمية، مع التركيز على معالجة العمليات بكفاءة أعلى من البلوكشين التقليدي. غياب الكتل يلغي أوقات الانتظار المرتبطة بإنشائها والتعدين، ما يسمح بإرسال عدد غير محدود من العمليات. الشرط الوحيد هو تأكيد العمليات السابقة قبل إرسال الجديد، مما يخلق تدفقاً مستمراً للتحقق من العمليات.

كفاءة استهلاك الطاقة تمثل ميزة رئيسية أخرى لتقنية DAG. فعلى عكس البلوكشين الذي يعتمد خوارزمية إثبات العمل (PoW) ويتطلب طاقة حسابية عالية، تستخدم العملات الرقمية المعتمدة على DAG آليات إثبات عمل تستهلك جزءاً بسيطاً من الطاقة. هذا الانخفاض في الاستهلاك يعالج المخاوف البيئية المرتبطة بتعدين العملات الرقمية، ويجعل أنظمة DAG أكثر استدامة على المدى الطويل.

معالجة المدفوعات الصغيرة تعد من أهم تطبيقات DAG؛ فالسجلات الموزعة التقليدية مثل البلوكشين تواجه صعوبة في المدفوعات الصغيرة بسبب الرسوم التي غالباً ما تتجاوز قيمة العملية. تلغي أنظمة DAG رسوم المعالجة أو تخفضها بشكل كبير، وتكتفي برسوم عقد بسيطة، وتبقى هذه الرسوم ثابتة حتى في حالات ازدحام الشبكة، مما يجعل DAG مثالية للتطبيقات التي تتطلب عمليات متكررة منخفضة القيمة مثل اتصالات أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) أو الخدمات القائمة على المعاملات الدقيقة.

ما هي العملات الرقمية التي تعتمد على DAG؟

رغم إدراك المطورين لمزايا كفاءة تقنية DAG مقارنة بالبلوكشين، إلا أن عدداً محدوداً من المشاريع اعتمدها عملياً. من أبرز الأمثلة IOTA، حيث يمثل اسمها اختصاراً لتطبيقات إنترنت الأشياء، وقد تميزت بسرعة تنفيذ العمليات وقابلية التوسع وميزات الأمان وحماية الخصوصية وسلامة البيانات.

تعتمد IOTA على العقد والتشابك، وهو نظام يتحقق من العمليات عبر مراجعة عمليتين أخريين قبل الموافقة على العملية الجديدة. يضمن هذا النظام مشاركة جميع المستخدمين في خوارزمية التوافق، ما يخلق شبكة لامركزية تُوزع فيها عملية التحقق بين جميع المشاركين وليس فقط على المعدنين أو المدققين.

Nano مشروع بارز آخر يعتمد DAG، ويجمع بين عناصر DAG والبلوكشين في نظام هجين؛ فكل البيانات تُرسل وتُستقبل عبر العقد، ويحتفظ كل مستخدم بمحفظة قائمة على البلوكشين. يتطلب تنفيذ العمليات تصديقاً من المرسل والمستقبل، ما يخلق نظام تحقق مزدوج. وتُعرف Nano بسرعتها في معالجة العمليات، وقابليتها للتوسع، وميزات الأمان، وحماية الخصوصية، وعدم وجود رسوم معاملات.

تُطبق BlockDAG أيضاً تقنية DAG بخصائصها المميزة؛ إذ يوفر المشروع أجهزة تعدين موفرة للطاقة وتطبيقاً للهاتف المحمول لتعدين رموز BDAG، ويتبع جدولاً دورياً لخفض المكافآت، ما يخلق حوافز اقتصادية للمعدنين وحاملي الرموز.

مزايا وعيوب تقنية DAG

عند تحليل تقنية DAG، من الضروري تقييم المزايا والعيوب لتحديد مدى ملاءمتها للتطبيقات المحددة، إذ تُعد هذه الجوانب محور اهتمام المطورين والمستثمرين والمستخدمين.

توفر تقنية DAG مزايا عديدة؛ أبرزها سرعة تنفيذ العمليات، إذ لا تتقيد بوقت الكتل كما في البلوكشين، ما يتيح معالجة فورية للعمليات دون قيود على عددها، بشرط تأكيد العمليات السابقة فقط. كما أن غياب التعدين يلغي الحاجة لرسوم معاملات لمكافأة المعدنين، بينما تتطلب بعض تطبيقات DAG رسوماً بسيطة للعقد المتخصصة، وتبقى هذه الرسوم منخفضة جداً مقارنةً بالبلوكشين، مما يجعلها مثالية للمعاملات الدقيقة.

كفاءة استهلاك الطاقة ميزة بارزة؛ فأنظمة DAG لا تعتمد إثبات العمل بنفس طريقة البلوكشين، ما يقلل استهلاك الطاقة والبصمة الكربونية، ويعالج المخاوف البيئية المرتبطة بالعملات الرقمية. أما قابلية التوسع فهي ميزة رئيسية، فغياب وقت الكتل وفترات الانتظار يمكّن DAG من تجاوز مشاكل التوسع التي تعاني منها شبكات البلوكشين، ويسمح بنمو سلس مع ارتفاع حجم العمليات.

ومع ذلك، تواجه تقنية DAG تحديات واضحة؛ أبرزها قضايا المركزية، إذ تدمج بعض البروتوكولات عناصر مركزية لدعم نمو الشبكة والاستقرار الأولي. ومع استمرار التطوير، تثبت DAG قدرتها على العمل في بيئات متنوعة، لكن غياب بعض الضوابط الأمنية قد يعرض الشبكات لهجمات، ما يتطلب تعزيز الأمان باستمرار.

الاختبار واسع النطاق يمثل جانباً آخر للتطوير؛ فرغم وجود DAG منذ سنوات، إلا أنها تخضع لتحسينات مستمرة واختبارات متنوعة، مع استمرار دراسة قدرتها على الأداء الأمثل والتعامل مع أحجام عمليات مختلفة في بيئات الإنتاج الفعلي.

الخاتمة

يشكل الرسم البياني الموجه غير الدوري تقنية واعدة تحمل إمكانات كبيرة لإعادة تشكيل منظومة العملات الرقمية والسجلات الموزعة. ويوضح فهم DAG أنها توفر مزايا عديدة على البلوكشين التقليدي، مثل انخفاض رسوم العمليات، قابلية التوسع العالية، كفاءة استهلاك الطاقة، وسرعة معالجة العمليات، ما يجعلها ملائمة لتطبيقات المدفوعات الدقيقة، اتصالات أجهزة إنترنت الأشياء، وحالات استخدام تتطلب معالجة كثيفة للعمليات.

ومع استمرار تطور تقنية DAG ونضوجها في منظومة السجلات الموزعة، تبقى قضايا اللامركزية والتطبيق العملي الواسع مجالات تطوير دائمة مع نضوج التقنية. وتواصل DAG إثبات جدارتها في بيئات متعددة واستخدامات متنوعة.

وبالرغم من الجوانب التطويرية، يحافظ مجتمع العملات الرقمية على اهتمام كبير بإمكانات DAG المستقبلية. ومع نضوج التقنية واستكشاف المطورين لحالات استخدام جديدة، تستمر DAG في معالجة تحديات تقنية وفتح إمكانيات إضافية. ولا تهدف التقنية إلى استبدال البلوكشين كلياً، بل تقدم بديلاً لمشاريع تتوافق متطلباتها مع نقاط قوة DAG. وسيكون التطور المستمر حاسماً في تحديد مدى نجاح DAG كبديل طويل الأمد أو مكمل للأنظمة التقليدية في منظومة العملات الرقمية المتغيرة.

الأسئلة الشائعة

ما معنى DAG؟

DAG هو اختصار لـ Directed Acyclic Graph، وهي بنية بيانات تُستخدم في تقنية البلوكشين لتعزيز قابلية التوسع وسرعة تنفيذ العمليات.

ما هي استخدامات DAG؟

تُستخدم DAG لإنشاء شبكات عملات رقمية فعالة وقابلة للتوسع، وتتيح معاملات سريعة وحجم عمليات مرتفع وتحسين الأمان في أنظمة البلوكشين.