فهم الرسم البياني الحلقي الموجه: نهج بديل لدفتر الحساب الموزع

ثورة تقنية البلوكتشين في المالية من خلال تقديم الشفافية والأمان الذي لم تستطع البنوك التقليدية المنافسة به. ومع ذلك، فإن نظام العملات المشفرة يستمر في التطور، حيث تظهر هياكل جديدة لمعالجة القيود الأساسية للبلوكتشين. تمثل الرسوم البيانية الموجهة غير الدائرية (DAG) ابتكارًا من هذا القبيل - نهج مختلف تمامًا للتحقق من صحة المعاملات وتسجيلها يتحدى النموذج التقليدي القائم على الكتل.

كيف تعمل تقنية DAG فعليًا

لفهم ما يجعل الرسم البياني الموجه غير الدوري متميزًا، من المفيد فهم هيكله. تقوم أنظمة DAG بتنظيم البيانات كنقاط مترابطة بدلاً من كتل متسلسلة. تخيل رسمًا بيانيًا حيث تحتوي كل نقطة (ممثلة كدائرة) على معاملة، وتربط الخطوط الاتجاهية (الحواف) هذه النقاط في اتجاه واحد فقط. هذه التدفق أحادي الاتجاه - حيث تشير المعاملات إلى المعاملات السابقة ولكن لا تعود أبدًا - هو بالضبط ما ينشأ منه اسم “الرسم البياني الموجه غير الدوري”.

آلية الإجماع في شبكات DAG تعمل بشكل مختلف تمامًا عن البلوكتشين. عند تقديم معاملة، يجب عليك أولاً التحقق من معاملتين سابقتين (تسمى “نصائح”). تصبح معاملتك بعد ذلك نصيحة جديدة، في انتظار تأكيد من المشارك التالي. هذا ينشئ شبكة متداخلة حيث يعزز كل إدخال جديد ويحقق صحة الهيكل بأكمله في نفس الوقت. تتوسع الشبكة تدريجيًا مع قيام المستخدمين بترتيب المعاملات فوق بعضها البعض، مع تعزيز كل إضافة لسلامة ما جاء قبلها.

تعمل آلية منع الإنفاق المزدوج من خلال التحقق من المسار. عندما تؤكد العقد المعاملات القديمة، تتبع التاريخ بالكامل إلى المعاملة الأصلية، للتحقق من أن الأرصدة تظل كافية طوال الوقت. أي محاولة للبناء على مسار احتيالي تعرض للخطر الرفض التام، مما يخلق آلية دفاع طبيعية دون الحاجة إلى عمل حسابي مكثف.

مقارنة بين هياكل DAG و البلوكتشين

بينما يقدم كلاهما وظائف مشابهة في أنظمة العملات المشفرة، فإن أسسهم التقنية تختلف بشكل كبير. تقوم الكتل بتجميع المعاملات في كتل منفصلة، يقوم المعدنون بعد ذلك بالتحقق منها وإضافتها إلى السلسلة بشكل متسلسل. من ناحية أخرى، تقوم DAGs بمعالجة المعاملات بشكل فردي ومستمر، دون فترات انتظار لتأكيد الكتلة.

هذا الاختلاف المعماري يتسبب في تباينات الأداء:

معالجة المعاملات: تواجه شبكات البلوكتشين اختناقات عندما تمتلئ سعة الكتلة. لا تواجه DAGs مثل هذه القيود - تدخل المعاملات إلى الشبكة بشكل غير متزامن، مع سرعة محدودة فقط بمتطلبات تأكيد المعاملات السابقة.

استهلاك الطاقة: على الرغم من أن بعض مشاريع DAG تستخدم إثبات العمل، إلا أنها تستهلك طاقة أقل بكثير من شبكات البلوكتشين. نظرًا لعدم وجود منافسة في التعدين أو مكافآت الكتل، تحقق DAGs التوافق من خلال مشاركة المستخدمين بدلاً من سباقات الحوسبة. يصبح البصمة الكربونية ضئيلة بالمقارنة.

هيكل الرسوم: تفرض البلوكتشينات رسوم معاملات لتحفيز المعدنين. تعمل معظم شبكات DAG برسوم قليلة أو صفرية، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للمدفوعات الصغيرة - المعاملات التي ستكون فيها رسوم البلوكتشين التقليدية أكبر من المبلغ الفعلي للدفع.

قابلية التوسع: دون قيود زمن الكتلة، يمكن أن تتوسع DAGs نظريًا بلا حدود طالما استمر المشاركون في الشبكة في التحقق. تواجه شبكات البلوكتشين حدودًا في قابلية التوسع بناءً على معايير تصميمها.

التطبيقات العملية والمشاريع الواقعية

IOTA (تطبيق إنترنت الأشياء)، الذي أطلق في 2016، رائد في نهج DAG مع بنية Tangle. يستهدف المشروع بشكل خاص السيناريوهات التي تتطلب معاملات عالية الحجم ومنخفضة القيمة عبر شبكات إنترنت الأشياء. يقوم المستخدمون بالتحقق من المعاملات من خلال تأكيد الآخرين، مما يضمن اللامركزية الكاملة دون وجود معدنين محددين. تكمن جاذبية IOTA في الجمع بين التسوية السريعة مع عدم وجود رسوم واستخدام طاقة minimal.

تتخذ نانو نهجًا هجينيًا، حيث تدمج مبادئ DAG مع عناصر البلوكتشين. يحتفظ كل حساب ببلوكتشينه الخاص، بينما تحدث المعاملات من خلال التحقق القائم على العقدة الذي يتطلب تأكيد كل من المرسل والمستلم. النتيجة تعكس كفاءة DAG - معاملات بلا رسوم، فورية - بينما تدمج نموذج أمان البلوكتشين.

ظهرت BlockDAG كدخول آخر، مقدمةً قدرات التعدين عبر الهواتف المحمولة وجدول زمني للتخفيض يختلف عن دورات البيتكوين التي تمتد لأربع سنوات. يُظهر المشروع تجارب مستمرة مع ميكانيكيات DAG في المشهد الأوسع للعملات المشفرة.

تقييم نقاط قوة DAG مقابل قيودها

لماذا DAG مهمة:

• يقضي على فترات انتظار المعاملات تمامًا
• يزيل متطلبات التعدين والهدر المرتبط بالطاقة
• يتيح المدفوعات الصغيرة بدون رسوم باهظة
• يتوسع بشكل طبيعي مع انضمام المزيد من المشاركين
• يسمح بمعالجة معاملات متزامنة غير محدودة

أين لا تزال DAG تعاني:

• تعتمد العديد من بروتوكولات DAG على عقد المنسقين أو المراجعين الخارجيين، مما يقدم عوامل مركزية
• لا يزال النظام البيئي غير ناضج مقارنة بطبقات البلوكتشين مثل حلول Layer-2 الخاصة بإيثيريوم
• لم يتم اختبار افتراضات الأمان تحت ظروف قاسية أو سيناريوهات عدائية
• عدم وجود اعتماد واسع النطاق يجعل الجدوى على المدى الطويل غير مؤكدة
• الآليات المعقدة تمنع مشاركة المطورين الرئيسيين

مستقبل الرسوم البيانية الموجهة غير الدائرية

تمثل الرسوم البيانية الموجهة غير الدائرية ابتكارًا حقيقيًا في تصميم دفاتر الحسابات الموزعة، ومع ذلك فهي تحتل موقعًا غير مؤكد. بدلاً من استبدال البلوكتشين، تعمل كحلول متخصصة لحالات استخدام معينة - خاصة حيث تكون كمية المعاملات، وتقليل الرسوم، وكفاءة الطاقة هي الأكثر أهمية.

تظل التكنولوجيا في مراحلها المبكرة، مع عدم تحقيق إمكاناتها الكاملة. مع نضوج مساحة العملات المشفرة وظهور تطبيقات جديدة، قد تجد هياكل DAG مكانها دون أن تحل محل الدور الأساسي للبلوكتشين. ستكشف السنوات القادمة عما إذا كانت هذه الهياكل البديلة يمكن أن تتوسع بأمان أو ما إذا كانت هيمنة البلوكتشين تثبت أنها لا يمكن التغلب عليها.