Đồ thị trực tiếp không tuần hoàn (DAGs) là chủ đề nóng mới trong ngành công nghiệp tiền điện tử và blockchain. Nó nhằm giải quyết việc phân quyền một cách khác bằng cách cung cấp giao dịch miễn phí và nhanh chóng.

Công nghệ blockchain hiện đã được mười năm tuổi. Sự ra đời của nó đã bắt đầu cách mạng phi tập trung, đẻ ra nhiều công nghệ sổ cái phân phối đáng chú ý khác (DLTs). Những DLT này độc đáo vì họ cố gắng giải quyết nhược điểm của blockchain.

Bạn có thể tìm thấy nhiều công nghệ sổ cái phân tán thú vị ngày nay, như R3 Corda, Hashgraph và Iota Tangle. Trong số ba công nghệ sổ cái phân tán phổ biến này, Iota và Hashgraph sử dụng đồ thị trực tiếp không tuần hoàn (DAGs).

DAG trong Khoa học Máy tính là gì?

Trong khoa học máy tính, DAG là một đồ thị với các đỉnh và cạnh. Đồ thị có định hướng, và mỗi nút được kết nối với các nút khác. Đó là một cấu trúc dữ liệu tiện dụng cho phép các nhà khoa học máy tính và toán học mô hình hóa tính kết nối, xác suất và nguyên nhân.

Một khía cạnh quan trọng khác là tính chất không tuần hoàn của nó, có nghĩa là đồ thị không phải là một chu trình hoàn chỉnh. Điều này có nghĩa là bạn sẽ không thể ghé thăm cùng một nút hai lần. DAG cũng ngăn chặn việc sắp xếp theo thứ tự đồ thị, trong đó giá trị của nút bắt đầu thấp hơn giá trị của nút kết thúc.

DAG trong tiền điện tử và blockchain là gì?

DAG cũng hữu ích trong tiền điện tử hoặc thiết kế các công nghệ sổ cái phân phối khác (DLTs). Điều này bởi vì chúng nhanh hơn so với phương pháp chuỗi khối truyền thống.

Trong một blockchain, các khối được tạo ra và kết nối để lưu trữ và truy xuất thông tin. Tuy nhiên, DAG sử dụng các đỉnh và cạnh. Điều này có nghĩa là các đỉnh lưu trữ giao dịch tiền điện tử hoặc blockchain. Vì DAG là đồ thị định hướng, các đỉnh được ghi lại nằm trên nhau.

Các loại tiền điện tử hoặc DLT dựa trên DAG có thể hoạt động với Proof-of-work (PoW) hoặc không. Khả năng làm cho công nghệ sổ cái phân tán hoạt động mà không cần đào khai thác mang lại một phương pháp nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn, đặc biệt so với các giải pháp chuỗi khối truyền thống như Ethereum.

Ngoài ra, DAG cũng mang lại hiệu suất lưu trữ dữ liệu và hiện đã được xem như là một sự thay thế cho blockchain cho thanh toán trực tuyến và giao dịch.

Cuối cùng, việc tạo nút/đỉnh DAG làm cho quá trình giao dịch trở nên tức thì. Đơn giản, DAG mang lại sự ổn định và tính mở rộng mạng lưới tốt hơn.

Làm thế nào DAG hoạt động?

DAG trong tiền điện tử hoạt động bằng cách lưu trữ thông tin trong các đỉnh (nút). Ở đây, cấu trúc nút đại diện cho thông tin giao dịch. Vì không có khái niệm "khối" được áp dụng, việc đào không cần thiết để tạo ra, xác minh và mở rộng chuỗi khối. Với DAG, các giao dịch được viết ngay lập tức trong các đỉnh xây dựng lên nhau.

Tiền điện tử sử dụng DAG sử dụng bằng chứng công việc (POW) hoặc các thuật toán đồng thuận khác để xác minh giao dịch để đảm bảo một dạng thoả thuận nào đó.

Hãy đi qua một ví dụ để hiểu rõ hơn.

John, một nhà giao dịch, đã thực hiện một giao dịch mới bằng cách chuyển tiền điện tử được cung cấp bởi DAG cho một người khác, Sly. Khi một giao dịch mới được tạo ra, DAG sẽ xác minh nó bằng cách tham chiếu đến một giao dịch trước đó. Việc tham chiếu được thực hiện cho nhiều giao dịch để đảm bảo bằng chứng vững chắc về giao dịch.

Các thuật toán đồng thuận trong tiền điện tử hoặc DLT được cung cấp bởi DAG dựa vào các gợi ý để xác định node nào được phép xác minh giao dịch. Do đó, một node có thể có ảnh hưởng đáng kể đối với việc xác minh giao dịch, và việc chọn lựa dựa vào trọng số tích luỹ của nó (số lần xác nhận).

Các giao dịch của John sẽ không được xác nhận cho đến khi được tham chiếu bởi John hoặc bởi người khác xây dựng trên giao dịch của John. Thực tế, chỉ có các nút với trọng lượng cao mới có khả năng tiếp tục xác minh giao dịch để đảm bảo sự phát triển đúng đắn của mạng.

Làm thế nào DAG ngăn chặn việc chi tiêu gấp đôi?

Cuối cùng, các nút DAG có khả năng phát hiện giao dịch double-spending. Nó xác minh các giao dịch cũ hơn và tìm kiếm số dư đủ của người gửi, thậm chí lên đến giao dịch DAG đầu tiên của người gửi. Nếu người gửi không có đủ số dư, nó sẽ từ chối giao dịch. DAG chỉ cần xác minh một đường dẫn duy nhất, ngay cả khi có nhiều đường dẫn tồn tại. Ngược lại, bảo vệ double-spending trên blockchain là đủ nhưng có thể tốn nhiều hơn nhiều (về mặt năng lượng và thời gian) so với DAG.

Để thấy được cách DAG trông như thế nào, hãy xem hình ảnh dưới đây.

Thuật toán DAG luôn ưu tiên một nút với trọng lượng tích lũy nặng để vượt qua vấn đề của nhiều nhánh không nhận biết lẫn nhau. Điều này giúp các giao dịch mới hơn chủ yếu được kết nối thông qua đầu và luôn tham chiếu đến các giao dịch cũ hơn cho mục đích xác minh. Phương pháp lựa chọn cũng loại bỏ những đường dẫn yếu hơn và loại bỏ chúng khi mạng mở rộng.

Nếu chúng ta nhìn vào blockchain, giao dịch được coi là "đã tiêu" sau sáu xác nhận để đảm bảo sự tin tưởng vào hệ thống.

Tóm lại, DAG thực hiện những công việc sau đây:

• Chọn các nút có trọng lượng tích lũy nặng.
• Theo đường dẫn giao dịch trước đó để đảm bảo rằng các mẹo không bị chi trả gấp đôi và có số dư chi tiêu đủ.
• Thêm giao dịch vào mạng sau khi hài lòng.

DAG DLT Các Trường Hợp Sử Dụng

Iota Tangle

Iota triển khai Tangle, một thuật toán đồ thị trực tiếp không tuần hoàn. Nó tuân theo một quy tắc đơn giản của việc xác thực bằng cách kết nối với hai giao dịch trước đó. Phương pháp này có ích khi mạng phát triển mạnh mẽ với mỗi giao dịch được thêm vào. Ngoài ra, nó không yêu cầu bất kỳ khai thác nào để đạt được sự đồng thuận.

Để ngăn chặn việc chi tiêu kép, nó chứa các giao dịch không phải là 1/3 số tiền giao dịch. Như vậy, không ai có thể kiểm soát toàn bộ chuỗi và chi tiêu kép được.

Tuy nhiên, IoTa Tangle không thực sự phân quyền vì nó sử dụng một nút trung tâm, “Người phối hợp”. Tuy nhiên, nó giúp toàn bộ mạng bằng cách giám sát các giao dịch và đảm bảo không xảy ra xung đột.

Hedera Hashgraph

Hedera Hashgraph là Công nghệ sổ cái Phân tán công cộng doanh nghiệp. Nó sử dụng một phương pháp khác bằng cách sử dụng DAG thay vì blockchain. Giống như Iota Tangle, nó cũng không hoàn toàn phân cấp. Thay vào đó, một hội đồng lãnh đạo doanh nghiệp toàn cầu, bao gồm Google, Boeing và Deutsche Telekom, giám sát nó.

Dưới lớp vỏ bọc, Hashgraph sử dụng giao thức Gossip. Trong giao thức này, các nút chia sẻ thông tin và đạt được một consensus để chấp nhận giao dịch. Một dấu vết kiểm toán được thêm vào sổ cái phân tán với mỗi giao dịch được thêm vào.

Các Ứng Dụng Của Tiền Điện Tử DAG

Obyte

Obyte là một loại tiền điện tử phổ biến sử dụng sổ cái dựa trên đồ thị có định hướng không tuần hoàn. Nó hoạt động mà không cần trung gian để tạo ra quy trình giao dịch không có trung gian. Tuy nhiên, nó sử dụng hệ thống xác minh để bảo vệ mạng khỏi việc chi tiêu kép.

Nano

Nano là một nền tảng phi tập trung không có phí sử dụng Đồ thị trực tiếp không tuần hoàn được biết đến với tên gọi là lưới khối. Mạng lưới này nhanh chóng và không có phí đi kèm. Kiến trúc của nó là sự kết hợp giữa blockchain và DAG và do đó cung cấp tính phi tập trung ngay từ đầu.

DAG vs. Blockchain

DAG và Blockchain là hai phương pháp cơ bản khác nhau. Tuy nhiên, cả hai đều thuộc công nghệ sổ cái phân tán. Để hiểu rõ hơn, hãy thảo luận về sự khác biệt của chúng dưới đây.

Cấu trúc

Cấu trúc mạng tiếp cận Blockchain bao gồm các nút kết nối thông qua một chuỗi khối. Thứ tự thời gian này không thể thay đổi. Hơn nữa, giao dịch được gói gọn vào các khối với sự xác nhận được lưu trữ trong đó. Khi giao dịch mới xảy ra, chúng được thêm vào một khối và gắn vào khối trước đó cho mục đích xác nhận.

Trong khi đó, DAG tuân theo một phương pháp đồ thị hóa mà mỗi nút đại diện cho một giao dịch. Chuỗi các nút hoạt động như một cách để tham chiếu đến các giao dịch cũ và ngăn chặn việc chi tiêu gấp đôi. Cấu trúc cây có thể có nhiều đường đi. Tuy nhiên, các giao dịch mới chỉ cần một đường đi để được xác nhận.

Đồng thuận

DLT dựa trên blockchain phụ thuộc nhiều vào Proof-of-Work. Nó cần các nút tham gia khai thác mà là một quá trình tốn nhiều tài nguyên và máy tính. Các thợ mỏ tham gia sẽ nhận phần thưởng cho việc xác minh giao dịch.

Phương pháp của DAG là xác nhận từng giao dịch một cách độc lập. Nó sử dụng các giao dịch trước đó như kiến thức xác nhận. Các máy chủ xác nhận và người đào cùng tham gia. Ngoài ra, giao dịch chủ yếu là miễn phí.

Ưu và nhược điểm của DAG

Trong phần này, chúng tôi sẽ xem xét kỹ lưỡng về ưu và nhược điểm của DAG.

Ưu điểm của DAG

• DAG nhanh, xem xét việc không cần thiết phải thêm đỉnh cho các máy đào. Hơn nữa, phương pháp đồ thị DAG cho phép kiểm tra các đường dẫn giao dịch cũ để ngăn chặn việc chi tiêu gấp đôi một cách nhanh chóng.
• DAGs không sử dụng khai thác, khiến chúng thân thiện với môi trường.
• Do vì thiếu các thợ đào, DAG có phí liên quan cho việc xác minh giao dịch là tối thiểu hoặc bằng không.
• DAGs rất có khả năng mở rộng và có thể xử lý nhiều giao dịch hơn mỗi giây so với các mạng blockchain truyền thống.

DAG Cons

• Ý tưởng đằng sau DAG là tạo nó một cách bán phân cấp và không phải thực sự phân cấp. Hầu hết các giao thức DAG đều có tính trung tâm.

Kết luận cuối cùng

Đồ thị trực tiếp không tuần hoàn (DAG) là một sự lựa chọn tuyệt vời cho blockchain. Nó giải quyết các vấn đề chính liên quan đến blockchain, cung cấp một cách nhanh chóng nhưng hiệu quả để cung cấp công nghệ sổ cái phân tán. Tuy nhiên, nó không hoàn toàn phi tập trung. Nó phụ thuộc vào một hội đồng hoặc nút trung tâm để giám sát các giao dịch và xung đột và giữ mọi thứ dưới quy tắc.