Hiểu về Đồ thị trực tiếp không tuần hoàn: Một phương pháp thay thế cho Sổ cái phân bổ

Công nghệ Blockchain đã cách mạng hóa tài chính bằng cách cung cấp sự minh bạch và bảo mật mà ngân hàng truyền thống không thể sánh kịp. Tuy nhiên, hệ sinh thái tiền điện tử vẫn tiếp tục phát triển, với các kiến trúc mới xuất hiện để giải quyết những hạn chế vốn có của blockchain. Các đồ thị không chu trình có hướng (DAG) đại diện cho một đổi mới như vậy—một cách tiếp cận hoàn toàn khác để xác thực và ghi lại các giao dịch, thách thức mô hình dựa trên khối truyền thống.

Cách Công Nghệ DAG Thực Sự Hoạt Động

Để nắm bắt điều gì làm cho một đồ thị có hướng không chu trình trở nên khác biệt, điều quan trọng là hiểu cấu trúc của nó. Hệ thống DAG tổ chức dữ liệu dưới dạng các nút liên kết với nhau thay vì các khối tuần tự. Hãy hình dung một đồ thị trong đó mỗi nút ( được đại diện dưới dạng một hình tròn ) chứa một giao dịch, và các đường hướng ( kết nối những nút này theo một hướng duy nhất. Dòng chảy một chiều này—nơi các giao dịch tham chiếu đến những giao dịch trước đó nhưng không bao giờ quay lại—chính là nơi tên gọi “đồ thị có hướng không chu trình” xuất phát.

Cơ chế đồng thuận trong mạng DAG hoạt động khá khác biệt so với blockchain. Khi bạn gửi một giao dịch, bạn phải trước tiên xác thực hai giao dịch trước đó ) được gọi là “tips” (. Giao dịch của bạn sau đó trở thành một tip mới, chờ xác nhận từ người tham gia tiếp theo. Điều này tạo ra một mạng lưới liên kết, nơi mỗi mục mới đồng thời củng cố và xác thực toàn bộ cấu trúc. Mạng lưới mở rộng dần khi người dùng xếp chồng các giao dịch lên nhau, với mỗi bổ sung củng cố tính toàn vẹn của những gì đã xảy ra trước đó.

Việc ngăn chặn chi tiêu kép hoạt động thông qua xác minh đường đi. Khi các nút xác nhận các giao dịch cũ, họ lần theo toàn bộ lịch sử quay lại giao dịch khởi nguồn, xác minh rằng số dư vẫn đủ trong suốt quá trình. Mọi nỗ lực xây dựng trên một con đường gian lận đều có nguy cơ bị từ chối hoàn toàn, tạo ra một cơ chế phòng ngừa tự nhiên mà không cần yêu cầu công việc tính toán nặng nề.

So sánh kiến trúc DAG và Blockchain

Trong khi cả hai đều phục vụ các chức năng tương tự trong các hệ thống tiền điện tử, nền tảng kỹ thuật của chúng khác nhau đáng kể. Các khối Blockchain tập hợp các giao dịch thành các khối riêng biệt, mà các thợ mỏ sau đó xác nhận và thêm vào chuỗi theo thứ tự. Ngược lại, các DAG xử lý các giao dịch một cách riêng lẻ và liên tục, mà không cần thời gian chờ đợi để xác nhận khối.

Sự khác biệt kiến trúc này dẫn đến các biến thể về hiệu suất:

Xử lý Giao dịch: Các mạng Blockchain gặp phải tắc nghẽn khi dung lượng khối đầy. Các DAG không gặp phải những hạn chế như vậy—giao dịch vào mạng một cách không đồng bộ, với tốc độ chỉ bị giới hạn bởi yêu cầu xác nhận các giao dịch trước đó.

Tiêu thụ năng lượng: Mặc dù một số dự án DAG sử dụng cơ chế proof-of-work, nhưng chúng tiêu thụ ít năng lượng hơn nhiều so với các mạng blockchain. Vì không có sự cạnh tranh khai thác hay phần thưởng khối, các DAG đạt được sự đồng thuận thông qua sự tham gia của người dùng thay vì các cuộc đua tính toán. Dấu chân carbon trở nên không đáng kể khi so sánh.

Cấu trúc phí: Các Blockchain tính phí giao dịch để khuyến khích các thợ mỏ. Hầu hết các mạng DAG hoạt động với phí tối thiểu hoặc bằng không, làm cho chúng đặc biệt phù hợp cho các khoản thanh toán nhỏ—các giao dịch mà phí blockchain truyền thống sẽ vượt quá số tiền thanh toán thực tế.

Khả năng mở rộng: Không có ràng buộc về thời gian khối, các DAG lý thuyết có thể mở rộng vô hạn miễn là các tham gia mạng tiếp tục xác thực. Các mạng Blockchain đối mặt với những giới hạn khả năng mở rộng vốn có dựa trên các tham số thiết kế của chúng.

Ứng Dụng Thực Tế và Dự Án Thế Giới

IOTA ) Ứng dụng Internet of Things (, ra mắt vào năm 2016, đã tiên phong trong cách tiếp cận DAG với kiến trúc Tangle. Dự án này cụ thể nhắm đến các tình huống yêu cầu giao dịch có khối lượng lớn và giá trị thấp trong các mạng IoT. Người dùng xác nhận giao dịch bằng cách xác nhận các giao dịch khác, đảm bảo sự phi tập trung hoàn toàn mà không cần thợ đào được chỉ định. Sức hấp dẫn của IOTA nằm ở việc kết hợp thanh toán nhanh chóng với phí bằng không và mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu.

Nano áp dụng một phương pháp kết hợp, kết hợp các nguyên tắc DAG với các yếu tố blockchain. Mỗi tài khoản duy trì blockchain riêng của nó, trong khi các giao dịch diễn ra thông qua xác minh dựa trên nút yêu cầu cả sự xác nhận của người gửi và người nhận. Kết quả phản ánh hiệu quả của DAG—giao dịch không phí, ngay lập tức—trong khi tích hợp mô hình bảo mật của blockchain.

KhốiDAG đã xuất hiện như một sự tham gia khác, cung cấp khả năng khai thác di động và lịch trình halving khác biệt so với chu kỳ bốn năm của Bitcoin. Dự án này thể hiện sự thử nghiệm liên tục với cơ chế DAG trong bối cảnh tiền điện tử rộng lớn hơn.

So sánh sức mạnh của DAG với những hạn chế của nó

Tại sao DAG quan trọng:

• Loại bỏ hoàn toàn thời gian chờ giao dịch
• Loại bỏ yêu cầu khai thác và lãng phí năng lượng liên quan
• Cho phép thanh toán vi mô không ma sát mà không có phí cản trở
• Tự nhiên mở rộng khi có nhiều người tham gia hơn
• Cho phép xử lý giao dịch đồng thời không giới hạn

Nơi mà DAG vẫn gặp khó khăn:

• Nhiều giao thức DAG phụ thuộc vào các nút điều phối hoặc các xác thực viên bên ngoài, làm gia tăng các yếu tố tập trung.
• Hệ sinh thái vẫn chưa trưởng thành so với các lớp blockchain như giải pháp Layer-2 của Ethereum
• Các giả định về bảo mật chưa được kiểm tra dưới các điều kiện cực đoan hoặc kịch bản đối kháng
• Thiếu sự chấp nhận rộng rãi khiến tính khả thi lâu dài trở nên không chắc chắn
• Cơ chế phức tạp ngăn cản sự tham gia của các nhà phát triển chính thống

Tương Lai của DAG

Các đồ thị không chu trình chỉ hướng đại diện cho sự đổi mới thực sự trong thiết kế sổ cái phân tán, nhưng chúng chiếm một vị trí không chắc chắn. Thay vì thay thế blockchain, chúng hoạt động như những giải pháp chuyên biệt cho các trường hợp sử dụng cụ thể - đặc biệt là ở những nơi mà khối lượng giao dịch, tối thiểu hóa phí và hiệu quả năng lượng là quan trọng nhất.

Công nghệ vẫn đang ở giai đoạn đầu, với tiềm năng đầy đủ chưa được khai thác. Khi không gian tiền mã hóa trưởng thành và các ứng dụng mới xuất hiện, các kiến trúc DAG có thể tìm thấy vị trí của mình mà không thay thế vai trò nền tảng của blockchain. Những năm tới sẽ tiết lộ liệu các cấu trúc thay thế này có thể mở rộng một cách an toàn hay liệu sự thống trị của blockchain có chứng tỏ là không thể vượt qua.