فهم DAG: كيف تعمل الرسوم البيانية الحلقي الموجه في العملات الرقمية

صعود تقنية دفتر الأستاذ البديلة

لقد هيمنت صناعة العملات المشفرة على تقنية البلوكشين منذ بدايتها. ومع ذلك، على مدار السنوات القليلة الماضية، اكتسب آلية هيكلة البيانات أخرى زخمًا بين المطورين والباحثين: الرسم البياني الدوري الموجه، المعروف عادةً باسم DAG. بينما تظل تقنية البلوكشين هي الأساس لمعظم مشاريع العملات المشفرة، تمثل تقنية DAG نهجًا مختلفًا للحفاظ على دفاتر السجلات الموزعة والتحقق من المعاملات.

يشير الكثيرون في هذا المجال إلى DAG بأنه “قاتل البلوكتشين”، مما يوحي بأنه قد يحل محل أنظمة البلوكتشين أو يتنافس معها بشكل كبير في يوم من الأيام. سواء أصبح هذا واقعًا يعتمد على كيفية نضوج التكنولوجيا وتجاوزها لقيودها الحالية. في الوقت الحالي، تتعايش كلا التكنولوجيا، كل منهما تلبي متطلبات المشاريع المختلفة وحالات الاستخدام.

كيف تعمل تقنية DAG

الرسم البياني الموجه غير الدوري هو أساسًا نهج لتنظيم البيانات ينظم المعاملات بشكل مختلف عن سلاسل الكتل التقليدية. تتكون البنية من رؤوس (دوائر) تمثل المعاملات الفردية وحواف (خطوط) تربط بينها في تدفق اتجاهي.

مصطلح “موجه” يشير إلى أن الاتصالات تتدفق في اتجاه واحد فقط، مما يمنع المراجع الدائرية. “غير دوري” يعني أن الهيكل لا يعود على نفسه أبدًا—كل رأس يقف بشكل مستقل داخل سلسلة المعاملات. هذا التصميم يلغي نموذج الكتل بالكامل.

في نظام DAG، تتراكم المعاملات فوق بعضها في طبقات. عندما يقدم المستخدمون معاملة، يجب عليهم أولاً التحقق من صحة واحدة أو أكثر من المعاملات غير المؤكدة السابقة المعروفة باسم “نقاط”. بمجرد التأكيد، تصبح المعاملة الجديدة نقطة بنفسها، في انتظار التأكيد من المشارك التالي في الشبكة. تخلق هذه العملية المتسلسلة للتحقق من الصحة شبكة تشبه الرسم البياني بدلاً من سلسلة خطية.

لمنع الإنفاق المزدوج، تتبع العقد تاريخ المعاملات بالكامل حتى المعاملة الأصلية. يتحققون من أن الأرصدة تظل صالحة على طول المسار. إذا أثبتت أي معاملة سابقة أنها احتيالية، فإن المعاملات اللاحقة المبنية عليها تواجه الرفض - حتى لو كانت شرعية بشكل فردي. تضمن هذه الآلية سلامة الشبكة دون الحاجة إلى المعدنين.

التطبيقات العملية ومزايا الأداء

تكنولوجيا DAG تعالج العديد من القيود الموجودة في أنظمة البلوك تشين. نظرًا لعدم وجود كتل للتعدين أو الإنشاء، يمكن معالجة المعاملات بشكل مستمر دون فترات انتظار. يمكن للمستخدمين تقديم معاملات غير محدودة، بشرط أن يؤكدوا المعاملات القديمة أولاً. هذا يزيل عنق الزجاجة في قابلية التوسع الذي يعاني منه العديد من شبكات البلوك تشين.

تقدم استهلاك الطاقة تمييزًا آخر. بينما تستخدم بعض تطبيقات DAG إجماع إثبات العمل، فإنها تستهلك جزءًا من الطاقة المطلوبة لتعدين البلوكشين التقليدي. تنبع هذه الكفاءة من عدم وجود إنشاء كتل يتطلب موارد كثيفة.

تمثل المدفوعات الصغيرة حالة استخدام مثالية لشبكة DAG. غالبًا ما تفرض شبكات blockchain رسوم معاملات تتجاوز قيمة الدفع نفسها، مما يجعل التحويلات الصغيرة غير مجدية اقتصاديًا. عادةً ما تفرض أنظمة DAG رسومًا بسيطة أو صفرية، مع تطبيق رسوم صغيرة فقط على العقد خلال فترات الازدحام في الشبكة - وهو تباين صارخ مع هيكل الرسوم الديناميكي في blockchain.

تطبيقات DAG في العالم الحقيقي

اعتمدت عدة مشاريع تقنية DAG للتحقق من هذا النهج البديل. IOTA، التي أُطلقت في عام 2016، كانت رائدة في هذا المجال مع تركيزها على تطبيقات إنترنت الأشياء. يستخدم المشروع هيكل التانجل - مجموعات عقد مترابطة - حيث يجب على المستخدمين التحقق من معاملتين للحصول على موافقة معاملتهم الخاصة. يخلق هذا التصميم لامركزية كاملة، حيث يشارك جميع المشاركين في آليات الإجماع.

نانو يمثل نهجاً هجيناً، يجمع بين عناصر من كلاً من DAG و blockchain. كل مستخدم يدير محفظة مستقلة (مكون blockchain) بينما تتدفق البيانات عبر شبكة DAG. يجب على كل من المرسل والمستقبل التحقق من المعاملات، مما يؤدي إلى عدم وجود رسوم وسرعة استثنائية.

ظهرت BlockDAG كوافد جديد، حيث تقدم تعدينًا موفرًا للطاقة من خلال أجهزة متخصصة وتطبيقات موبايل. يختلف جدول التقسيم الخاص بها عن بيتكوين، حيث يحدث سنويًا بدلاً من كل أربع سنوات.

تقييم نقاط القوة والقيود في DAG

المزايا الرئيسية

سرعة المعاملات: بدون قيود زمن الكتلة، يقوم الشبكة بمعالجة المعاملات عند الطلب. لا يوجد حد أقصى على الإنتاجية - فقط المتطلب لتأكيد السابقين.

هيكل الرسوم: القضاء على التعدين يزيل متطلبات الإيرادات التي تبرر رسوم المعاملات. وهذا يخلق ظروفًا مواتية للتحويلات ذات القيمة الصغيرة وتطبيقات إنترنت الأشياء.

كفاءة الطاقة: تقلل المتطلبات الحاسوبية من الأثر البيئي مقارنة بسلاسل الكتل القائمة على إثبات العمل.

قابلية التوسع: يسمح غياب اختناقات وقت الكتلة للشبكة بالتوسع أفقيًا دون تدهور في الأداء.

التحديات الحالية

التنازلات في اللامركزية: تعتمد العديد من بروتوكولات DAG حاليًا على تنسيق العقد أو مكونات مركزية أخرى لبدء وصيانة أمان الشبكة. بينما يعتبر المطورون هذا الأمر مؤقتًا، لم تثبت DAGs بعد قدرتها على التحمل بدون حكم خارجي.

غير مثبت على نطاق واسع: على الرغم من أن DAG موجود منذ عدة سنوات، إلا أن اعتماده لا يزال محدودًا مقارنةً بالبدائل القائمة على البلوكشين مثل حلول Layer-2. لم تتحمل التكنولوجيا اختبارات الضغط التي تواجهها الشبكات البلوكشين الراسخة بانتظام.

أسئلة الأمان: بدون التحقق الواسع في العالم الحقيقي، تظل الثغرات المحتملة في آليات توافق DAG غير معروفة.

مقارنة بين هياكل DAG وBlockchain

التمييز الأساسي يكمن في تنظيم البيانات. تقوم سلاسل الكتل بترتيب المعاملات بشكل متسلسل في كتل، مما ينشئ سلسلة خطية. بينما تقوم DAGs بترتيب المعاملات كنقاط مترابطة تشكل هيكلًا بيانيًا.

تتسبب هذه الفروق المعمارية في اختلافات تشغيلية. تتطلب البلوكتشين من المعدنين تجميع المعاملات وحل الألغاز الحسابية. تلغي DAGs هذه الطبقة الوسيطة، مما يمكن من التحقق المباشر من نظير إلى نظير. تواجه البلوكتشين حدودًا جوهرية في قابلية التوسع مرتبطة بحجم الكتلة وفترات التعدين. يمكن لـ DAGs أن تتوسع نظريًا دون مثل هذه القيود.

تبدو سلاسل الكتل بصريًا مثل سلاسل من الكتل المتصلة، بينما تشبه DAGs شبكات تشبه الويب من العقد. يعكس هذا التمييز المجازي اختلافاتها التشغيلية الأساسية.

نتطلع إلى الأمام

تمثل الرسوم البيانية الموجهة غير الدائرية تقدمًا تكنولوجيًا مثيرًا للاهتمام مع إمكانيات حقيقية. الفوائد - انخفاض تكاليف المعاملات، وزيادة الإنتاجية، وتقليل استهلاك الطاقة - تعالج نقاط الألم الحقيقية في أنظمة البلوكشين.

ومع ذلك، لا تزال تقنية DAG في مراحلها الأولى. لم تتمكن هذه المجال بعد من التغلب على تحديات المركزية أو إثبات جدواها على مستوى المقاييس والأمان الذي تظهره البلوكشين الآن. بدلاً من استبدال البلوكشين تمامًا، من المحتمل أن تخلق DAGs مجالات متخصصة حيث توفر مزايا ذات مغزى.

يعتمد مسار التكنولوجيا على التطوير المستمر، واختبار الضغط في العالم الحقيقي، وحالات الاستخدام الناشئة التي تستغل القدرات الفريدة لـ DAG. مع نضوج النظام البيئي، من المحتمل أن تتعايش كلا التكنولوجيا، حيث تخدم كل منهما المشاريع التي تتوافق فيها نقاط القوة الخاصة بها بشكل أفضل مع متطلبات التطبيق.