فهم الرسم البياني الحلقي الموجه: البديل الناشئ لبنية البلوكتشين

لقد هيمن على صناعة العملات المشفرة منذ فترة طويلة تكنولوجيا البلوكشين، ومع ذلك فقد اكتسبت بنية موازية زخمًا بين المطورين والنظريين: الرسم البياني الحلقي الموجه (DAG). بينما يرحب البعض بـ DAGs كخطوة مستقبلية لتطور دفاتر الحسابات الموزعة، يرى آخرون أنها أداة تكميلية بدلاً من أن تكون بديلاً. تستكشف هذه الدراسة كيفية عمل DAGs، ولماذا هي مهمة، وأين تقف بالنسبة لأنظمة البلوكشين التقليدية.

كيف تعمل الرسوم البيانية الموجهة غير الدائرية فعليًا

يمثل الرسم البياني الحلقي الموجه نهجًا مختلفًا جذريًا في تنظيم بيانات المعاملات. بدلاً من تجميع المعاملات في كتل تسلسلية، تنظم الأنظمة المعتمدة على DAG المعاملات الفردية كقمم (دوائر)، مع حواف (خطوط) توضح تسلسلات الموافقة. الجانب “الموجه” يعني أن هذه الاتصالات تتدفق في اتجاه واحد فقط، بينما تشير “غير الدائرية” إلى عدم وجود حلقات أو مراجع دائرية - لا يمكن أن تشير المعاملات إلى نفسها أو إنشاء حلقات مغلقة.

عند بدء عملية تحويل على شبكة DAG، يجب عليك أولاً التحقق من معاملتين سابقتين غير مؤكدتين، تُسمى “نقاط”. فقط بعد تأكيد هذه المعاملات السابقة تصبح معاملتك الخاصة مؤهلة للتأكيد من قبل الآخرين. هذه الآلية المتسلسلة للتحقق تخلق طبقات من المعاملات المترابطة بدلاً من كتل معزولة.

تعمل آلية منع الإنفاق المزدوج في الشبكة من خلال التحقق من المسار: تقوم العقد بفحص تاريخ المعاملات بالكامل حتى الإدخال التأسيسي. إذا ظهرت أي تناقضات في سلسلة الرصيد - سواء من معاملات غير صالحة سابقة - فإن معاملتك تواجه خطر الرفض. وهذا يحافظ على النظام سليمًا رياضيًا دون الحاجة إلى عمليات تعدين خارجية.

مقاييس الأداء: حيث تتفوق الرسوم البيانية الحلقي الموجه على البلوكشين

تؤدي الاختلافات المعمارية بين DAGs و blockchain إلى مزايا قابلة للقياس:

سرعة المعاملات وقدرتها. لأن هناك عدم وجود مؤقتات لإنشاء الكتل، يمكن تقديم المعاملات بشكل مستمر. لا يقتصر المستخدمون على فترات التعدين أو فواصل الكتل. تتوسع سعة الشبكة مع المشاركة - المزيد من المشاركين يعني المزيد من معالجة المعاملات بالتوازي.

استهلاك الطاقة. بينما تحتفظ بعض مشاريع DAG بآليات إجماع إثبات العمل، فإنها تستهلك جزءًا بسيطًا مما تتطلبه شبكات البلوكتشين التقليدية. وهذا ناتج عن غياب سباقات التعدين التنافسية. فيكون بصمة الكربون الناتجة أقل بكثير من بيتكوين أو إيثريوم.

هيكل الرسوم. معظم تطبيقات DAG تلغي مكافآت المعدنين تمامًا، مما يعني أن تكاليف المعاملات للتحويلات القياسية تكون صفر أو قريبة من الصفر. بعض البروتوكولات تفرض رسومًا بسيطة على مشغلي العقد تظل ثابتة بغض النظر عن الازدحام في الشبكة - وهو تباين حاد مع شبكات البلوكشين حيث ترتفع الرسوم خلال الفترات الذروة. يثبت هذا النموذج الاقتصادي أنه مفيد بشكل خاص للمدفوعات الصغيرة، حيث كانت تكاليف المعاملات تاريخيًا تتجاوز قيم المدفوعات.

مقارنة DAGs وBlockchains: تحليل تقني

كلا النظامين يحققان توافقاً موزعاً ولكن من خلال آليات مختلفة:

يتضح التبادل: تقدم الرسم البياني الحلقي الموجه (DAG) إنتاجية وكفاءة فائقة ولكنها تواجه حاليًا صعوبة في تحقيق اللامركزية الحقيقية على نطاق واسع.

مشاريع DAG في العالم الحقيقي ونهجها

IOTA (MIOTA). تم إطلاق IOTA في عام 2016، حيث كانت رائدة في تنفيذ الرسم البياني الحلقي الموجه من خلال بنية “Tangle”—وهي شبكة من العقد المترابطة التي تحل محل الهيكل التقليدي للبلوك تشين. يشارك المستخدمون مباشرة في التوافق من خلال التحقق من المعاملات السابقة قبل تقديم معاملاتهم الخاصة. وهذا يلغي الحاجة إلى المدققين الوسيطيين ويوزع مسؤوليات التحقق عبر الشبكة. تؤكد IOTA على المعاملات بين الآلات لبيئات إنترنت الأشياء، حيث تصبح المدفوعات الصغيرة والرسوم الصفرية ضرورية.

Nano (XNO). بدلاً من تنفيذ DAG بحت، يمزج Nano مبادئ الرسم البياني الحلقي الموجه مع عناصر blockchain خفيفة الوزن. يحتفظ كل مستخدم بسلسلة حساب blockchain الخاصة به، بينما تتطلب المعاملات تحقق مزدوج من كل من المرسل والمستقبل. تحافظ الهندسة المعمارية الهجينة على الخصائص المميزة لـ Nano: التسوية الفورية، وعدم وجود رسوم، وكفاءة الطاقة. يستهدف Nano المدفوعات اليومية والتحويلات بدلاً من العقود الذكية.

BlockDAG (BDAG). يجمع هذا المشروع بين بنية DAG التحتية والتعدين السهل من خلال التطبيقات المحمولة وأجهزة التعدين ذات الكفاءة العالية في استهلاك الطاقة. تظهر ميزة مميزة في نظام توكنوميك الخاص به: يقوم BDAG بتنفيذ أحداث التقسيم كل 12 شهرًا - وهو جدول زمني أكثر عدوانية من دورة البيتكوين التي تستغرق أربع سنوات - مما يخلق ديناميكيات تضخمية مختلفة.

ملف قوة الرسم البياني الحلقي الموجه

إزالة قيود زمن الكتل. بدون فترات كتلة منفصلة، تتدفق المعاملات بشكل مستمر. سعة الشبكة لا تعاني من اختناق في جداول مدة التعدين التعسفية.

عمليات خالية من الرسوم أو بتكلفة منخفضة. غياب التعدين يلغي آليات المكافأة، مما يجعل تكاليف المعاملات ضئيلة أو صفر. الازدحام في الشبكة لا يرفع الرسوم - وهو فرق هيكلي عن نماذج البلوكشين.

الاستدامة البيئية. تقلل أنظمة DAG بشكل كبير من العبء الحاسوبي مقارنةً بسلاسل الكتل القائمة على إثبات العمل، مما يؤدي إلى تقليل البصمة الكربونية بشكل كبير.

القابلية للتوسع الأفقي. يصبح النظام أكثر قدرة مع زيادة المشاركين، مما يتجنب سقف الإنتاجية الذي يعيق العديد من شبكات البلوكتشين.

القيود التي لا تزال تواجه تقنية الرسم البياني الحلقي الموجه

ضغط المركزية. غالبًا ما تتضمن بروتوكولات DAG الحالية عناصر مركزية - مثل العقد المنسقة وآليات التحقق التي يتحكم فيها المطورون - كهيكل مؤقت للبنية التحتية. لا يزال الطريق نحو تحقيق اللامركزية الحقيقية المقاومة للهجمات غير مثبت. لقد أجلت العديد من المشاريع هذه التحديات، وقبلت المركزية الجزئية كضرورة مؤقتة.

سجل تاريخي محدود. على عكس بروتوكولات البلوكشين، التي عملت على نطاق واسع لأكثر من عقد، تفتقر DAGs إلى اختبار الضغط المكافئ. لا يزال الأداء الواقعي تحت ظروف ضغط قصوى - هجمات الشبكة، الفشل المتسلسل، الازدحام الشديد - نظرياً إلى حد كبير. إن مسار تطويرها يتخلف عن حلول الطبقة الثانية الراسخة وآليات الإجماع البديلة.

النظام البيئي الناشئ. القليل من المشاريع تلتزم بهندسة DAG مقارنة بالآلاف المبنية على بنية البلوكشين. تعكس هذه القيود كل من المخاوف التقنية وتحامل معرفة المطورين، مما يخلق مشكلة التبني الدائرية.

لماذا لم تحل الرسوم البيانية الحلقي الموجه محل البلوكشين

على الرغم من المزايا النظرية، فإن الـ DAGs تتواجد جنبًا إلى جنب مع تكنولوجيا البلوكشين بدلاً من استبدالها. تفسر عدة عوامل ذلك:

تستفيد تقنية البلوكشين من أنظمة بيئية ضخمة للمطورين، ودعم مؤسسي، ومرونة مثبتة عبر ظروف متنوعة. يتطلب استبدال هذه البنية التحتية ليس فقط تقنية متفوقة ولكن أيضًا تأثيرات الشبكة، ووضوح تنظيمي، ومرونة مثبتة على نطاق واسع.

تمثل DAGs حلولًا متخصصة تتفوق في حالات استخدام محددة - المدفوعات الصغيرة، المعاملات عالية التردد، البيئات ذات الطاقة المحدودة - بدلاً من أن تكون بدائل عالمية. تعمل خصائص Bitcoin كوسيلة لتخزين القيمة وبيئة العقود الذكية في Ethereum على أداء وظائف لا تعالجها DAGs بشكل كافٍ بعد.

لا يزال التوازن بين اللامركزية والقابلية للتوسع غير مُحل بشكل كافٍ. تقبل تطبيقات DAG الحالية مركزية أعلى لتحقيق مكاسب في الأداء - وهو حل يعتبره الكثيرون مؤقتًا ولكنه غير مُحل.

النظر إلى الأمام: مسار تقنية الرسم البياني الحلقي الموجه

تمثل الرسوم البيانية الحلقي الموجه اتجاهًا تكنولوجيًا مثيرًا للاهتمام حقًا، ومع ذلك لا تزال في مراحل التطوير المبكرة. يكمن إمكانها ليس في هزيمة blockchain ولكن في إنشاء مجالات حيث تثبت الهياكل التقليدية عدم كفايتها. بينما يتعامل المطورون مع تحديات المركزية، ويوسعون حالات الاستخدام، ويجمعون البيانات التشغيلية، قد تثبت أنظمة DAG أنها تحولية لتطبيقات معينة.

تستفيد مساحة العملات الرقمية من التنوع التكنولوجي. بدلاً من المنافسة الثنائية، يبدو أن تقنيات البلوكشين والرسم البياني الحلقي الموجه مقدر لها التعايش، كل منها مُحسّنة لمتطلبات مختلفة. ستكشف السنوات القليلة المقبلة ما إذا كانت قيود DAG تثبت أنها لا يمكن التغلب عليها أو ما إذا كانت الحلول الناشئة تمكّن التكنولوجيا من تحقيق وعدها النظري.