Hiểu biết về Đồ thị trực tiếp không tuần hoàn (DAGs) trong Tiền điện tử

Giới thiệu

Khi bạn nghĩ về tiền điện tử, các thuật ngữ như "chuỗi khối" hoặc "công nghệ sổ cái phân tán" có thể xuất hiện trong tâm trí. Kể từ khi Bitcoin ra đời, hàng trăm đồng tiền kỹ thuật số khác đã xuất hiện. Hầu hết đều dựa vào các kiến trúc mạng tương tự, cho phép người dùng chuyển giá trị hoặc tương tác với các ứng dụng phi tập trung.

Trong các hệ thống blockchain, các khối mới được thêm định kỳ vào chuỗi đang phát triển. Mỗi khối được liên kết mật mã với khối trước đó thông qua một giá trị băm. Những khối này chứa các giao dịch gần đây được phát sóng bởi người dùng.

Tuy nhiên, thường có một khoảng thời gian chờ giữa việc phát đi giao dịch và việc bao gồm vào khối. Hãy tưởng tượng như đang chờ ở ga tàu. Tùy thuộc vào kích thước toa tàu (kích thước khối) và số lượng người khác đang chờ (giao dịch đang chờ), bạn có thể không kịp chuyến tàu tiếp theo. Hoặc thậm chí là chuyến tàu sau đó. Thời gian xác nhận có thể dao động từ vài giây đến vài giờ.

Đối với nhiều người, sự đánh đổi này là chấp nhận được, cung cấp sự bảo mật cao mà không cần phối hợp tập trung. Những người khác lập luận rằng công nghệ blockchain có một ngày hết hạn, trích dẫn các vấn đề về khả năng mở rộng như một rào cản đối với việc áp dụng rộng rãi trong dài hạn.

Một số người tin rằng tương lai của các mạng thanh toán tiền điện tử nằm ở một kiến trúc hoàn toàn khác—Đồ thị không chu trình có hướng (DAGs).

DAG là gì?

DAG là một cấu trúc dữ liệu thay thế—hãy nghĩ đến nó như một cơ sở dữ liệu kết nối các mảnh thông tin khác nhau. Hãy phân tích thuật ngữ "Đồ thị có hướng không chu trình" để hiểu ý nghĩa của nó.

Đồ thị vô hướng có hướng.

Về mặt khái niệm, DAGs giống như hình ảnh trên. Chúng bao gồm các đỉnh (cầu ) được kết nối bởi các cạnh (đường ). Chúng được định hướng, di chuyển theo một hướng (như được chỉ bởi các mũi tên ). Và chúng là không chu trình (không vòng ), có nghĩa là các đỉnh không quay lại chính nó—nếu bạn bắt đầu từ một điểm và theo đồ thị, bạn không thể quay lại cùng một điểm. Điều này sẽ trở nên rõ ràng hơn ngay lập tức.

Các cấu trúc dữ liệu như vậy thường được sử dụng để mô hình hóa dữ liệu. Trong các lĩnh vực khoa học hoặc y tế, DAG có thể được sử dụng để quan sát mối quan hệ giữa các biến và xác định cách chúng ảnh hưởng lẫn nhau. Ví dụ, bạn có thể xem xét các yếu tố như dinh dưỡng, chu kỳ giấc ngủ và triệu chứng vật lý để lập bản đồ các kết nối của chúng và hiểu tác động của chúng lên bệnh nhân.

Đối với mục đích của chúng tôi, chúng tôi quan tâm nhiều hơn đến việc DAG giúp đạt được sự đồng thuận trong các mạng lưới tiền điện tử phân tán.

DAG hoạt động như thế nào?

Trong các loại tiền điện tử dựa trên DAG, mỗi đỉnh trong cấu trúc đại diện cho một giao dịch. Không có khái niệm về khối, và không cần khai thác để mở rộng cơ sở dữ liệu. Thay vì thu thập các giao dịch thành các khối, mỗi giao dịch xây dựng dựa trên giao dịch khác. Tuy nhiên, khi các nút gửi giao dịch, một hoạt động chứng minh công việc nhỏ được thực hiện. Điều này đảm bảo rằng mạng không bị ngập trong spam và xác thực các giao dịch trước đó.

Để thêm một giao dịch mới, nó phải dựa trên các giao dịch cũ hơn. Giả sử Alice tạo một giao dịch mới. Để xác nhận giao dịch này, nó phải tham chiếu đến các giao dịch trước đó. Điều này giống như cách các khối trong Bitcoin tham chiếu đến các khối trước đó, nhưng nó tham chiếu đến nhiều giao dịch.

Trong một số hệ thống, một thuật toán chọn các giao dịch ( hoặc "mẹo" ) mà một giao dịch mới phải xây dựng dựa trên. Các mẹo có trọng số tích lũy lớn hơn—một thước đo cho biết có bao nhiêu xác nhận mà đường đi của một mẹo đã có—thì có khả năng cao hơn để được chọn.

Các giao dịch mà Alice xây dựng dựa trên là chưa được xác nhận. Nhưng ngay khi Alice tham chiếu đến chúng, chúng sẽ trở thành được xác nhận. Giao dịch của Alice hiện đang chưa được xác nhận, vì vậy những người khác phải xây dựng dựa trên nó để nó được chấp nhận.

Người dùng có khả năng xác nhận các giao dịch với trọng số "lớn hơn", đảm bảo rằng hệ thống liên tục phát triển. Nếu không, sẽ không có gì ngăn cản người dùng tiếp tục xây dựng trên các giao dịch cũ.

Với blockchain, việc bảo vệ khỏi việc chi tiêu gấp đôi là điều đơn giản. Các quỹ giống nhau không thể được chi tiêu hai lần trong một khối—các nút dễ dàng phát hiện bất kỳ nỗ lực nào và từ chối các khối chứa giao dịch xung đột. Vì việc tạo khối tốn kém cho các thợ mỏ, họ được khuyến khích cạnh tranh một cách công bằng.

DAG cũng có cơ chế để ngăn chặn việc chi tiêu gấp đôi. Nó tương tự nhưng không có thợ đào. Khi các nút xác nhận các giao dịch cũ hơn, họ đánh giá toàn bộ đường dẫn quay về giao dịch đầu tiên của DAG để đảm bảo người gửi có đủ số dư. Có thể có nhiều đường dẫn, nhưng chỉ cần một đường dẫn được xác minh.

Nếu người dùng xây dựng trên một đường dẫn không hợp lệ, họ có nguy cơ bị bỏ qua giao dịch của chính mình. Giao dịch của họ có thể hợp lệ, nhưng không ai muốn mở rộng đường dẫn cụ thể đó do các giao dịch không hợp lệ trước đó.

Điều này có thể có vẻ mâu thuẫn ban đầu—không phải bạn sẽ kết thúc với nhiều nhánh không biết về nhau sao? Liệu mọi người có thể chi tiêu cùng một số tiền cho những nhánh khác nhau này không?

Mặc dù đây là một khả năng, nhưng nó được giải quyết thông qua các thuật toán lựa chọn ưu tiên các nhánh có trọng số tích lũy lớn hơn. Theo thời gian, bạn sẽ có một nhánh mạnh hơn đáng kể so với các nhánh khác. Các nhánh yếu hơn sẽ bị loại bỏ, và mạng lưới tiếp tục xây dựng trên nhánh nặng nhất.

Cũng như với các chuỗi khối, không có tính chắc chắn tuyệt đối - bạn không bao giờ có thể chắc chắn 100% rằng một giao dịch sẽ không bị đảo ngược. Mặc dù cực kỳ không có khả năng, nhưng về lý thuyết, có thể "hoàn tác" các khối Bitcoin hoặc Ethereum, đảo ngược tất cả các giao dịch bên trong chúng. Càng nhiều khối được thêm vào sau khối chứa giao dịch của bạn, bạn càng có thể tự tin hơn về nó. Đó là lý do tại sao người ta khuyên bạn nên chờ đợi sáu xác nhận trước khi chi tiêu.

Trong các DAG như Tangle của IOTA, có một khái niệm về độ tin cậy xác nhận. Thuật toán chọn chạy 100 lần, sau đó tính toán số lần giao dịch của bạn được phê duyệt trực tiếp hoặc gián tiếp trong các đầu mút được chọn. Tỷ lệ phần trăm càng cao, bạn càng có thể tin tưởng rằng giao dịch sẽ vẫn được "thiết lập."

Điều này có thể khiến trải nghiệm người dùng trở nên kém. Nhưng không phải vậy. Nếu Alice gửi 10 MagicDAGTokens cho Bob, cô ấy không cần lo lắng về việc chọn các đầu đồ thị đúng. Ở phía sau, ví của cô ấy có thể:

• Chọn những mẹo quan trọng (nhớ rằng, đây là những mẹo có xác nhận tích lũy nhiều nhất).

• Theo dõi đường đi của các giao dịch trước đó, đảm bảo rằng các khoản tiền thưởng có đủ số dư để chi tiêu.

• Khi đã hài lòng, họ sẽ thêm giao dịch vào DAG, xác nhận các giao dịch được xây dựng trên đó.

Đối với Alice, điều này trông giống như một quy trình cryptocurrency thông thường. Cô nhập địa chỉ của Bob và số tiền cô muốn chi, sau đó nhấn gửi. Danh sách ở trên là bằng chứng công việc mà mỗi người tham gia thực hiện khi tạo một giao dịch.

➠ Bạn muốn bắt đầu sử dụng tiền điện tử? Mua Bitcoin trên Gate!

Ưu và nhược điểm của Đồ thị có hướng không chu trình

Ưu điểm của DAGs

Tốc độ

Không bị ràng buộc bởi thời gian khối, bất kỳ ai cũng có thể phát sóng và xử lý giao dịch của họ vào bất kỳ lúc nào. Không có giới hạn về số lượng giao dịch mà người dùng có thể gửi, miễn là họ xác nhận các giao dịch trước đó.

Không khai thác

DAG không sử dụng các thuật toán đồng thuận PoW như chúng ta quen thuộc. Do đó, dấu chân carbon của chúng chỉ là một phần nhỏ so với các loại tiền điện tử phụ thuộc vào khai thác để bảo mật các mạng blockchain.

Phí giao dịch bằng không

Không có thợ đào, người dùng có thể phát sóng giao dịch của họ mà không phải trả phí. Tuy nhiên, một số giao dịch vẫn yêu cầu phải trả một khoản phí nhỏ cho các loại nút đặc biệt. Phí thấp hoặc miễn phí rất hấp dẫn cho các giao dịch vi mô, vì phí mạng cao sẽ làm mất đi mục đích của các giao dịch nhỏ.

Không có vấn đề về khả năng mở rộng

Không bị ràng buộc bởi thời gian khối, DAG có thể xử lý nhiều giao dịch mỗi giây hơn so với các mạng blockchain truyền thống. Nhiều người ủng hộ tin rằng điều này sẽ khiến chúng trở nên có giá trị trong các trường hợp sử dụng Internet of Things ###IoT(, nơi mà nhiều máy móc sẽ tương tác với nhau.

) Nhược điểm của DAGs

Không hoàn toàn phi tập trung

Các giao thức dựa vào DAG có nhiều yếu tố trung tâm. Đối với một số giao thức, đây nên là giải pháp ngắn hạn để hướng dẫn mạng lưới, nhưng vẫn cần phải xem liệu DAG có thể phát triển mà không cần sự can thiệp của bên thứ ba hay không. Nếu không, chúng sẽ bị phơi bày trước các vectơ tấn công có thể cuối cùng làm tổn hại đến mạng lưới của chúng.

Chưa được kiểm tra ở quy mô lớn

Trong khi các loại tiền điện tử dựa trên DAG đã tồn tại trong vài năm, chúng vẫn chưa được sử dụng rộng rãi. Do đó, thật khó để dự đoán động lực mà người dùng trong tương lai có thể có để khai thác hệ thống.

Kết luận

Đồ thị có hướng không chu trình chắc chắn là một công nghệ thú vị để xây dựng các mạng lưới tiền điện tử. Cho đến nay, có tương đối ít dự án sử dụng cấu trúc dữ liệu này, và chúng vẫn chưa được phát triển hoàn toàn.

Tuy nhiên, nếu họ có thể nhận ra tiềm năng của mình, họ sẽ hỗ trợ các hệ sinh thái có khả năng mở rộng cao. Công nghệ DAG có vô số ứng dụng trong các lĩnh vực yêu cầu thông lượng cao và dịch vụ miễn phí, chẳng hạn như Internet of Things ###IoT( và thanh toán vi mô.