Что такое Directed Acyclic Graph (DAG)?

Технология Directed Acyclic Graph (DAG) стала значимым достижением в криптовалютной и блокчейн-индустрии. Blockchain произвел революцию в финансовом секторе, предоставив множество преимуществ по сравнению с традиционными банковскими системами. DAG — это альтернативный подход к технологии распределенного реестра. Многие участники криптосообщества считают DAG потенциально революционным решением, способным дополнить или конкурировать с blockchain. В этой статье рассматривается суть DAG, его принципы работы и место в криптовалютной экосистеме.

DAG против технологии blockchain

Directed Acyclic Graph (DAG) — это инструмент моделирования и структурирования данных, который используется рядом криптовалют вместо традиционной архитектуры блокчейна. Технологию DAG часто называют «blockchain killer», обсуждая, сможет ли она заменить blockchain как ведущую технологию индустрии криптовалют. Однако blockchain остается основой криптовалютного сектора.

Архитектура DAG базируется на графовой структуре, состоящей из кругов и линий. Каждый круг — это вершина, отражающая отдельные действия или транзакции, которые должны быть добавлены в сеть. Линии — это ребра, определяющие последовательность подтверждения и проверки транзакций. Эти линии всегда направлены в одну сторону — отсюда и название Directed Acyclic Graph. «Directed» означает однонаправленное движение, а «acyclic» — отсутствие циклов, то есть вершины не возвращаются назад, формируя поступательное движение графа.

Такая структура данных особенно полезна для моделирования, поскольку DAG позволяет пользователям отслеживать и анализировать взаимосвязи между переменными. Исследователи могут выявлять влияние переменных друг на друга внутри системы. В криптовалютах данные DAG помогают проектам достигать консенсуса в распределенных сетях без традиционного создания блоков — это уникальный способ организации и проверки информации о транзакциях.

В чем отличие DAG от blockchain?

DAG и blockchain выполняют похожие функции в криптовалютной экосистеме, но между ними существуют принципиальные различия. Главное — в структуре данных: DAG не формирует блоки, как blockchain, а строит транзакции непосредственно на предыдущих, создавая слоистую архитектуру без отдельных блоков.

Визуально blockchain — это линейная цепочка блоков, а DAG — граф с взаимосвязанными узлами. Эта разница в структуре данных DAG приводит к отличиям в обработке и проверке транзакций. Поскольку в DAG нет блоков, отсутствует задержка на их создание, что позволяет ускорить обработку транзакций и повысить масштабируемость по сравнению с классическими блокчейн-сетями.

Как работает технология DAG?

Работа DAG основана на уникальной системе проверки транзакций. Системы DAG состоят из вершин (кругов) и ребер (линий), где каждая вершина — это отдельная транзакция с собственными данными DAG. Транзакции наращиваются друг на друга, формируя сеть взаимосвязанных операций.

При отправке транзакции пользователь сначала должен подтвердить как минимум одну предыдущую, созданную до его собственной. Такие транзакции называют «tips» — неподтвержденные операции, ожидающие валидации. Для отправки новой транзакции требуется подтвердить эти tips; после этого собственная операция пользователя становится новым tip и ожидает подтверждения от следующих участников. Так формируется самоподдерживающаяся система: сообщество непрерывно добавляет новые слои транзакций, интегрируя свежие данные DAG и органично расширяя сеть.

В технологии реализованы надежные механизмы безопасности против двойного расходования. Узлы, подтверждающие старые операции, отслеживают весь путь до исходной транзакции, анализируя всю историю данных DAG. Это обеспечивает достаточность балансов и легитимность всех предыдущих операций. Транзакции, построенные на недействительных путях, сеть игнорирует. Даже корректные транзакции могут быть отклонены, если они связаны с мошенническими операциями в истории — это гарантирует целостность всей сети и ее данных DAG.

Для чего применяется DAG?

Технология DAG выполняет важные функции в криптовалютной экосистеме. Основное назначение — эффективная обработка транзакций благодаря уникальной структуре данных DAG. Отсутствие блоков исключает задержки, связанные с их созданием и майнингом, позволяя пользователям отправлять операции постоянно. Единственное условие — подтверждение предыдущих транзакций перед созданием новых.

Еще одно преимущество DAG — энергоэффективность. В отличие от блокчейна, где применяются ресурсоемкие алгоритмы консенсуса Proof of Work (PoW), криптовалюты на DAG потребляют минимальное количество энергии. Некоторые реализации DAG используют PoW, но их энергозатраты намного ниже, чем при классическом майнинге, во многом благодаря эффективной обработке и хранению данных DAG.

DAG особенно удобен для обработки микроплатежей. В традиционных блокчейнах комиссии часто превышают сумму мелкой транзакции. В DAG-системах комиссии или отсутствуют, или минимальны — это оптимально для микротранзакций. Даже при перегрузке сети комиссии остаются низкими и стабильными, так как структура DAG позволяет параллельно обрабатывать множество операций.

Какие криптовалюты используют DAG?

Несмотря на признание высокой эффективности DAG, лишь немногие криптопроекты внедрили эту технологию. Яркий пример — IOTA, аббревиатура от Internet of Things Application. IOTA (MIOTA), запущенная несколько лет назад, известна быстрыми транзакциями, масштабируемостью, безопасностью, приватностью и целостностью данных. Платформа использует узлы и «tangles» — комбинации узлов, валидирующих операции через структуры данных DAG. Для подтверждения собственной транзакции пользователь должен проверить две другие, что обеспечивает полную децентрализацию и участие всех в консенсусе.

Еще один пример — Nano, который сочетает DAG и blockchain. Все данные проходят через узлы, а каждый пользователь владеет собственным кошельком с элементами блокчейна. Для подтверждения операции требуется валидация от отправителя и получателя. Nano известна быстрыми транзакциями, масштабируемостью, безопасностью, защитой приватности и отсутствием комиссий, что обеспечивается эффективной обработкой данных DAG.

BlockDAG также реализует DAG, предлагая энергоэффективные майнинговые установки и мобильное приложение для майнинга токенов BDAG. В отличие от четырехлетнего халвинга в Bitcoin, BDAG проводит событие халвинга ежегодно, а структура данных DAG поддерживает уникальную модель токеномики.

Преимущества и недостатки DAG

Как и любая технология, DAG обладает как плюсами, так и минусами, которые важно учитывать при выборе способа управления данными DAG.

К преимуществам DAG относятся высокая скорость транзакций, поскольку нет ограничений времени создания блоков — операции можно проводить в любое время, главное подтверждать предыдущие. Структура DAG поддерживает параллельную обработку, что увеличивает пропускную способность. Обычно технология не предполагает комиссий или требует минимальных сборов — нет майнинга и вознаграждений для майнеров, но иногда взимаются небольшие комиссии за работу специальных узлов. Это делает DAG оптимальным для микротранзакций. Экологическая устойчивость также в числе плюсов: DAG не требует работы традиционных PoW-алгоритмов, энергопотребление и углеродный след существенно ниже. Наконец, DAG масштабируется благодаря отсутствию задержек на создание блоков, а архитектура данных DAG поддерживает неограниченный горизонтальный рост.

Среди недостатков — вопросы децентрализации, поскольку некоторые DAG-протоколы включают элементы централизации. Многие проекты используют это как временное решение, чтобы запустить сеть, но DAG пока не доказал способность работать полностью автономно. Без стороннего контроля сети могут быть уязвимы для атак, подрывающих целостность данных DAG. Кроме того, технология DAG не тестировалась в масштабах, сравнимых с устоявшимися блокчейн-протоколами. Несмотря на несколько лет существования, уровень внедрения DAG ниже, чем у Layer-2-решений, поэтому производительность структуры DAG при высокой нагрузке до конца не подтверждена.

Выводы

Directed Acyclic Graph — интересное технологическое решение с большим потенциалом в криптовалютной сфере. DAG предлагает очевидные преимущества над блокчейном: низкие комиссии, масштабируемость, энергоэффективность благодаря эффективному управлению данными DAG. Однако технология все еще находится на стадии развития и сталкивается с ограничениями, мешающими полностью конкурировать с blockchain. Ключевые вопросы — децентрализация и отсутствие масштабных тестов — необходимо решить для массового внедрения DAG.

Технология развивается, а ее потенциал и ограничения предстоит изучить. Преимущества DAG выглядят перспективно, особенно в контексте структуры и обработки данных DAG, которые могут быть эффективнее, чем в традиционном блокчейне. Криптовалютное сообщество внимательно следит за дальнейшей эволюцией технологии, появлением новых сценариев и их развитием. Скорее всего, DAG не заменит полностью blockchain, а станет дополнительным инструментом для решений с уникальными требованиями, соответствующими возможностям DAG. По мере развития технологии и роста числа проектов, использующих DAG, ее реальный потенциал и роль в будущем распределенных реестров будут проявляться все отчетливее, особенно когда разработчики найдут новые способы применения структур данных DAG для инновационных задач.

FAQ

Что означает DAG?

DAG — Directed Acyclic Graph, структура данных, используемая в blockchain для ускорения и масштабирования транзакций.

Что такое файл DAG?

Файл DAG — это Directed Acyclic Graph, применяемый для эффективного хранения и валидации данных в обработке информации и технологии blockchain.