Pag-unawa sa Directed Acyclic Graphs (DAGs) sa mga Distributed Ledger

Ang Directed Acyclic Graph (DAG) ay isang mathematical at computational na data structure na binubuo ng isang set ng mga vertices (o nodes) at mga edges, kung saan ang bawat edge ay may direksyon, at imposible na magsimula sa anumang node at sundan ang isang pagkakasunod-sunod ng mga directed edge na kalaunan ay babalik sa parehong node. Sa madaling salita, walang mga cyclical na landas. Isipin ang isang flowchart kung saan ang mga arrow ay gumagalaw lamang pasulong, at hindi kailanman bumubuo ng loop pabalik sa isang nakaraang hakbang. Ang bawat node sa isang DAG ay karaniwang kumakatawan sa isang kaganapan o isang piraso ng data, at ang mga directed edge ay kumakatawan sa isang relasyon o dependency sa pagitan ng mga kaganapang ito, na karaniwang nagpapahiwatig na ang isang kaganapan ay nangyari bago ang isa pa, o ang isang transaksyon ay nagre-reference sa isa pa.

Kapag inilapat sa distributed ledger technology (DLT), ang mga DAG ay nag-aalok ng isang bagong diskarte sa pag-istruktura at pag-validate ng mga transaksyon, na malaki ang pagkakaiba sa linear at block-based na arkitektura ng mga tradisyunal na blockchain. Sa halip na ang mga transaksyon ay ipangkat sa mga block at pagkatapos ay sunud-sunod na idadagdag sa isang solong chain, sa isang DAG-based na ledger, ang mga indibidwal na transaksyon o maliliit na grupo ng mga transaksyon ang bumubuo sa mga 'nodes' ng graph, at ang mga transaksyong ito ay direktang nagre-reference at nagva-validate sa mga nauna. Ang magkakaugnay at hindi linear na istrukturang ito ang pangunahing nagtatangi sa mga DAG bilang alternatibo sa teknolohiya ng blockchain. Ang acyclic na katangian ay mahalaga para sa pagpapanatili ng isang maayos at hindi na mababago (irreversible) na pagkakasunod-sunod ng mga kaganapan, na tinitiyak na ang mga transaksyon ay hindi maaaring muling isulat o madoble ang paggastos (double-spend) sa pamamagitan ng pagbuo ng loop.

Bakit Mahalaga ang mga DAG sa Distributed Ledger Technology

Ang pangunahing inobasyon ng teknolohiya ng blockchain ay nakasalalay sa kakayahan nitong lumikha ng isang ligtas, immutable, at desentralisadong ledger nang hindi umaasa sa isang sentral na awtoridad. Gayunpaman, habang lumalago ang katanyagan at paggamit ng mga cryptocurrency, naging malinaw ang ilang limitasyon ng orihinal na disenyo ng blockchain. Ang mga limitasyong ito ay madalas na umiikot sa scalability, bilis ng transaksyon, at gastos. Ang mga DAG ay lumitaw bilang isang promising na alternatibo, na naglalayong tugunan ang mga hamong ito sa pamamagitan ng muling pag-iisip sa pangunahing data structure kung saan binuo ang mga distributed ledger.

Ang likas na istruktura ng isang DAG ay nagbibigay-daan para sa isang kakaibang paradigma ng pagproseso ng transaksyon. Habang ang isang blockchain ay nagpoproseso ng mga transaksyon sa mga batch (blocks) at idinaragdag ang mga ito nang sunud-sunod, ang isang DAG ay teoretikal na makakapagproseso ng mga transaksyon nang sabay-sabay (parallel), na nagbibigay-daan para sa mas mataas na throughput. Ang pagbabagong ito sa arkitektura ay maaaring magbigay-daan sa mga DLT na humawak ng mas malaking volume ng mga transaksyon bawat segundo (TPS) kumpara sa maraming umiiral na blockchain network, na nagbubukas ng daan para sa mas malawak na adopsyon sa mga use case na nangangailangan ng mataas na transaction rates, tulad ng mga microtransaction o mga application sa Internet of Things (IoT).

Pangunahing Katangian ng mga DAG

  • Directed: Ang bawat koneksyon (edge) sa pagitan ng mga node ay may partikular na direksyon, na nagpapahiwatig ng daloy o dependency, madalas mula sa isang lumang transaksyon patungo sa isang mas bago, o mula sa isang nagva-validate na transaksyon patungo sa isang validated na transaksyon.
  • Acyclic: Walang mga loop o cycle sa loob ng graph. Ito ay pundamental sa pagtiyak ng integridad at pagkakasunod-sunod ng mga transaksyon, na pumipigil sa mga sitwasyon kung saan ang isang transaksyon ay maaaring mag-reference sa sarili nito o sa isang kasunod na transaksyon, na sisira sa finality at magpapasok ng mga kahinaan (vulnerabilities).
  • Graph: Ang istruktura ay isang koleksyon ng mga node (na kumakatawan sa mga indibidwal na transaksyon o kaganapan) na magkakaugnay sa pamamagitan ng mga edge (na kumakatawan sa mga relasyon o validation), na bumubuo ng isang kumplikado at magkakaugnay na network sa halip na isang simpleng linear chain.

Ang Blockchain Bottleneck: Bakit Nagkaroon ng mga Alternatibo

Upang mapahalagahan ang value proposition ng mga DAG, mahalagang maunawaan ang mga limitasyon na maaaring idulot ng tradisyunal na arkitektura ng blockchain, lalo na sa mga sitwasyong may mataas na demand.

Maikling Recap ng Istruktura ng Blockchain

Ang blockchain ay isang distributed at immutable na ledger na binubuo ng lumalaking listahan ng mga record, na tinatawag na mga block, na pinagdugtong-dugtong gamit ang cryptography. Ang bawat block ay karaniwang naglalaman ng timestamp, data ng transaksyon, at isang cryptographic hash ng nakaraang block. Lumilikha ito ng isang linear at tamper-proof na chain kung saan ang integridad ng mga nakaraang block ay tinitiyak ang integridad ng buong ledger. Ang mga consensus mechanism tulad ng Proof of Work (PoW) o Proof of Stake (PoS) ay ginagamit upang i-validate ang mga bagong block at panatilihin ang seguridad at desentralisasyon ng network.

Mga Limitasyon ng Tradisyunal na Blockchain

Bagama't rebolusyonaryo, ang mga prinsipyo sa disenyo ng maraming maagang blockchain, lalo na ang mga gumagamit ng PoW, ay nagpapakita ng ilang likas na limitasyon:

  1. Scalability (Transactions Per Second - TPS): Ang mga blockchain ay nagpoproseso ng mga transaksyon sa sunud-sunod na batch. Ang bilis ng pag-mine at pagdagdag ng mga bagong block sa chain, kasama ang limitadong laki ng bawat block, ay nagtatakda ng limitasyon sa kabuuang bilang ng mga transaksyon na kayang hawakan ng network bawat segundo. Halimbawa, ang Bitcoin ay karaniwang nagpoproseso ng humigit-kumulang 7 TPS, at ang Ethereum ay nasa 15-30 TPS (bago ang Ethereum 2.0 upgrades), na malayo sa mga kinakailangan para sa mga pandaigdigang sistema ng pagbabayad tulad ng Visa (na umaabot sa libu-libong TPS).
  2. Transaction Fees: Upang bigyan ng insentibo ang mga miner o validator na iproseso ang mga transaksyon, ang mga gumagamit ay madalas na kailangang magbayad ng mga transaction fee. Sa mga panahon ng mataas na congestion sa network, ang mga fee na ito ay maaaring tumaas nang husto, na ginagawang hindi praktikal ang maliliit na transaksyon at nakakaapekto sa karanasan ng user.
  3. Latency (Confirmation Times): Para maituring na "final" ang isang transaksyon sa blockchain, madalas itong nangangailangan ng maraming kasunod na block na maidagdag sa itaas ng block na naglalaman ng transaksyon. Maaari itong tumagal ng ilang minuto hanggang ilang oras, depende sa blockchain at sa antas ng seguridad na kinakailangan, na ginagawa itong hindi angkop para sa mga instant payment.
  4. Energy Consumption (PoW): Ang mga PoW-based na blockchain, tulad ng Bitcoin, ay nangangailangan ng napakalaking computational power upang ma-secure ang network. Ang prosesong ito na matakaw sa enerhiya ay nagdulot ng malalaking alalahanin sa kapaligiran at nag-udyok ng pananaliksik sa mga alternatibong mas matipid sa enerhiya.
  5. Front-Running at Miner Extractable Value (MEV): Sa ilang disenyo ng blockchain, ang mga miner o validator ay maaaring madiskarteng ayusin ang pagkakasunod-sunod ng mga transaksyon sa loob ng isang block upang makakuha ng bentahe, na humahantong sa mga isyu tulad ng front-running sa decentralized finance (DeFi).

Ang mga limitasyong ito ang nagtulak sa paghahanap ng mga alternatibong distributed ledger architecture na makakalampas sa "blockchain bottleneck" at makakapag-alok ng mas mataas na kahusayan nang hindi isinasakripisyo ang desentralisasyon at seguridad. Ang mga DAG ay lumitaw bilang isa sa mga pinaka-promising na kandidato sa hangaring ito.

Paano Nagkakaiba ang mga DAG sa Blockchain: Isang Pangunahing Pagbabago sa Arkitektura

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga DAG at blockchain ay hindi lamang mababaw; ito ay kumakatawan sa isang pangunahing pagkakaiba sa kung paano binuo, pinapanatili, at kung paano nakakamit ang konsensus sa mga distributed ledger.

Istruktura

  • Blockchain: Isipin ang isang tren na may mga bagon (blocks) na nakakabit sa isang tuwid na linya. Ang bawat bagon ay may nakatakdang kapasidad para sa mga pasahero (transaksyon) at dapat ikabit nang sunud-sunod. Kung puno na ang isang bagon, maghihintay ka para sa susunod.
  • DAG: Isipin ang isang malawak at magkakaugnay na network ng mga indibidwal na punto (transaksyon). Ang bawat bagong punto ay maaaring kumonekta sa maraming naunang punto, tulad ng mga indibidwal na sasakyang nagmamaneho sa isang highway, kung saan kinukumpirma ng bawat isa ang ilang sasakyang dumaan bago ito. Walang iisang pangunahing 'daan' kundi maraming landas na bumubuo ng isang web.

Consensus Mechanism

Ang paraan kung paano nagkakasundo ang isang distributed ledger sa bisa at pagkakasunod-sunod ng mga transaksyon ay ang consensus mechanism nito.

  • Blockchain:
    • Miners/Validators: Sa PoW, ang mga miner ay naglalaban-laban upang malutas ang isang cryptographic puzzle para makalikha ng bagong block. Sa PoS, ang mga validator ay pinipili batay sa kanilang naka-stake na cryptocurrency.
    • Sequential Confirmation: Ang mga transaksyon ay pinapangkat sa isang block. Kapag ang isang block ay nalikha at na-broadcast na, bini-verify ito ng ibang mga node at idinaragdag sa kanilang kopya ng chain. Ang prosesong ito ay likas na sequential.
    • Global State: Ang lahat ng node ay nagpapanatili ng halos magkaparehong kopya ng buong ledger, na ina-update block-by-block.
  • DAG:
    • Self-Validation/Local Consensus: Maraming DAG-based na sistema ang walang tradisyunal na mga miner o validator sa paraang tulad ng sa blockchain. Sa halip, kapag ang isang bagong transaksyon ay isinumite, madalas itong kinakailangang mag-"approve" o mag-"validate" ng isa o higit pang naunang unconfirmed na transaksyon. Sa paggawa nito, ang bagong transaksyon ay nag-aambag sa seguridad at kumpirmasyon ng network.
    • Parallel Processing: Dahil ang mga transaksyon ay maaaring mag-reference sa mga nauna nang independiyente, nang hindi naghihintay na mapuno o mai-mine ang isang block, maraming transaksyon ang maaaring iproseso at idagdag sa graph nang sabay-sabay.
    • Distributed "Weight": Ang "weight" o "seguridad" ng isang transaksyon ay karaniwang tumataas habang mas maraming kasunod na transaksyon ang nag-aapruba rito. Ang isang transaksyon ay nagiging mas immutable at confirmed habang nakakakuha ito ng mas maraming reference mula sa mga mas bagong transaksyong binuo sa ibabaw nito. Ang mga halimbawa ay kinabibilangan ng:
      • Tangle ng IOTA: Ang bawat bagong transaksyon ay nagva-validate ng dalawang naunang unconfirmed na transaksyon, na bumubuo ng isang mesh.
      • Block-Lattice ng Nano: Ang bawat account ay may sariling chain ng mga transaksyon (isang "block-lattice"), at ang pagpapadala ng mga transaksyon ay nagsasangkot ng pagpapadala sa chain ng ibang account, na kumukumpirma sa mga naunang transaksyon.
      • Hypergraph ng Constellation: Nilalayon nitong maging isang "network of networks," gamit ang isang multi-layered DAG upang hawakan ang iba't ibang uri ng data at karga ng transaksyon.

Scalability

  • Blockchain: Ang scalability ay madalas na nagiging bottleneck dahil sa mga fixed block time at block size. Ang labis na pagpapalaki sa mga parameter na ito ay maaaring humantong sa sentralisasyon dahil mas kaunting mga node ang makakapamahala sa mas malaking data.
  • DAG: Maraming disenyo ng DAG ang likas na nag-aalok ng mas mataas na scalability. Habang mas maraming transaksyon ang isinusumite sa network, mas maraming "trabaho" (validation) ang isinasagawa, na teoretikal na maaaring humantong sa mas mabilis na confirmation times at mas mataas na throughput ng transaksyon. Ito ay madalas na tinatawag na "scalability through parallelism" o "habang mas maraming aktibidad, mas bumibilis ito."

Transaction Fees

  • Blockchain: Karamihan sa mga tradisyunal na blockchain ay umaasa sa mga transaction fee upang bigyan ng insentibo ang mga kalahok sa network (miners/validators) at pigilan ang spam.
  • DAG: Isang malaking bentahe na ipinagmamalaki ng maraming proyekto ng DAG ay ang pag-aalis ng mga transaction fee. Dahil ang validation ng transaksyon ay madalas na isang built-in na kinakailangan para sa pagsusumite ng bagong transaksyon (hal., sa pamamagitan ng pag-validate sa mga nauna), wala nang kailangan para sa panlabas na incentive payment. Ginagawa nitong partikular na kaakit-akit ang mga DAG para sa mga microtransaction at machine-to-machine na pagbabayad.

Confirmation Times

  • Blockchain: Maaaring magmula sa ilang minuto hanggang isang oras para sa matibay na finality, depende sa bilang ng mga kumpirmasyong kinakailangan.
  • DAG: Potensyal na mas mabilis. Ang mga transaksyon ay maaaring makamit ang sapat na antas ng kumpirmasyon (sapat na kasunod na mga transaksyon na nagre-reference sa kanila) sa loob ng ilang segundo o mas mababa pa sa isang segundo, depende sa aktibidad ng network at sa partikular na implementasyon ng DAG.

Pangunahing Konsepto at Mekanismo sa mga Sistemang Batay sa DAG

Ang natatanging arkitektura ng mga DAG ay nangangailangan ng iba't ibang diskarte sa mga pangunahing hamon ng DLT, lalo na tungkol sa validation ng transaksyon, immutability, at seguridad.

Validation ng Transaksyon

Sa maraming DAG-based na sistema, ang responsibilidad sa pag-validate ng mga transaksyon ay lumilipat mula sa isang dedikadong grupo ng mga miner/validator patungo sa mga user mismo. Kapag ang isang user ay gustong mag-isyu ng bagong transaksyon, madalas silang kinakailangang:

  1. Pumili ng mga Tips: Tukuyin ang isa o higit pang unconfirmed na transaksyon (madalas na tinatawag na "tips") mula sa dulo ng graph na aaprubahan ng kanilang bagong transaksyon. Ang proseso ng pagpiling ito ay maaaring may kinalaman sa mga algorithm na idinisenyo upang pumili ng mga tips na magpapa-maximize sa pangkalahatang progreso at seguridad ng network.
  2. Magsagawa ng Proof of Work (o katulad nito): Upang maiwasan ang spam at matiyak ang isang minimum na antas ng computational effort, ang user ay maaaring kailangang magsagawa ng isang maliit at localized na Proof of Work o isa pang resource-intensive na gawain na partikular sa kanilang transaksyon. Ito ay karaniwang mas magaan kaysa sa blockchain-wide na PoW.
  3. Ikabit at I-broadcast: Ang bagong transaksyon, na nagre-reference sa mga inaprubahang tip, ay ikakabit sa graph at i-broadcast sa network. Ang mga node na makakatanggap nito ay bini-verify ang PoW at ang bisa ng mga ni-reference na tip.

Habang mas maraming transaksyon ang idinaragdag at nagre-reference sa mga mas luma, ang "depth" at "weight" ng isang transaksyon ay tumataas, na nagpapahiwatig ng lumalagong kumpirmasyon at seguridad nito.

Pagkamit ng Immutability

Ang immutability sa isang DAG ay nakakamit hindi sa pamamagitan ng pagiging bahagi ng isang solong, cryptographically linked na chain ng mga block, kundi sa pamamagitan ng pagiging malalim na nakabaon sa loob ng graph sa pamamagitan ng napakaraming kasunod na transaksyon na nagre-reference dito.

  • Cumulative Weight: Ang bawat transaksyon na nag-aapruba sa isang naunang transaksyon ay nagdaragdag ng "weight" sa naunang transaksyong iyon. Habang mas maraming transaksyon ang hindi direkta o direktang nag-aapruba sa isang lumang transaksyon, mas maraming "weight" ang naiipon nito. Ang isang transaksyon na may sapat na cumulative weight ay itinuturing na confirmed at halos immutable na, dahil mangangailangan ito ng napakalaking computational effort upang bawiin ang lahat ng transaksyong binuo sa ibabaw nito.
  • Absence of Forks: Hindi tulad ng mga blockchain kung saan maaaring magkaroon ng mga fork (pansamantalang paghahati sa chain), karamihan sa mga DAG ay idinisenyo upang mag-converge patungo sa isang solong, pare-parehong estado ng ledger. Ang consensus algorithm ay karaniwang tinitiyak na ang magkakasalungat na transaksyon ay hindi parehong makakamit ang makabuluhang kumpirmasyon.

Mga Konsiderasyon sa Seguridad

Habang nag-aalok ng scalability, ang mga DAG ay nagpapasok ng mga bagong hamon sa seguridad na nangangailangan ng maingat na disenyo:

  • Pag-iwas sa Double-Spending: Ang pangunahing alalahanin para sa anumang distributed ledger ay ang pagpigil sa isang user na gastusin ang parehong pondo nang dalawang beses. Sa mga DAG, ito ay karaniwang tinutugunan sa pamamagitan ng:
    • Tip Selection Algorithms: Idinisenyo upang matiyak na ang mga bagong transaksyon ay laging nabubuo sa mga valid at hindi magkakasalungat na bahagi ng graph.
    • Conflicting Transaction Resolution: Kung dalawang magkasalungat na transaksyon ang inisyu, ang network ay dapat may mekanismo upang tukuyin at kalaunan ay balewalain ang isa, karaniwang sa pamamagitan ng pagpili sa isa na may mas maraming cumulative weight o approval.
    • Node Observance: Ang bawat node sa network ay responsable sa pagmamasid at pagpapalaganap lamang ng mga valid na transaksyon, at pagtatapon ng anumang magkakasalungat na transaksyon na kanilang matutukoy.
  • Sybil Attacks: Ang Sybil attack ay nagsasangkot ng isang entity na lumilikha ng maraming pekeng pagkakakilanlan upang makakuha ng hindi katimbang na impluwensya sa network. Sa mga sistemang ang validation ng transaksyon ay isinasagawa ng mga user, ang isang Sybil attacker ay maaaring makabuo ng maraming transaksyon upang maimpluwensyahan ang kumpirmasyon o magsagawa ng double-spend. Ang mga disenyo ng DAG ay madalas na nagsasama ng mga hakbang tulad ng localized PoW o reputation systems upang mapagaan ito.
  • Attack Vectors (hal., Katumbas ng 51% Attack): Bagama't hindi isang tradisyunal na "51% attack" sa isang solong chain, ang isang malakas na attacker sa isang DAG ay maaaring makontrol ang isang malaking bahagi ng pag-isyu ng transaksyon sa network, na nagpapahintulot sa kanila na:
    • Magsagawa ng double-spend: Sa pamamagitan ng pag-isyu ng isang magkasalungat na transaksyon at pagkatapos ay mabilis na pagbuo ng mas maraming "weight" dito kaysa sa lehitimong transaksyon.
    • Mag-censor ng mga transaksyon: Sa pamamagitan ng pagtanggi na aprubahan ang mga partikular na lehitimong transaksyon. Ang mga atakeng ito ay karaniwang pinapagaan sa pamamagitan ng pagdidisenyo ng matitibay na tip selection algorithm at pagtiyak na ang gastos sa pagbuo ng malisyosong mga transaksyon ay mas malaki kaysa sa potensyal na makukuha.

Mga Alalahanin sa Sentralisasyon

Ang ilang maagang implementasyon ng DAG ay nahaharap sa kritisismo tungkol sa mga aspeto ng sentralisasyon, na madalas na ipinapakilala upang i-bootstrap ang network o pahusayin ang seguridad sa mga unang yugto. Halimbawa, ang ilang mga sistema ay maaaring gumamit ng isang "coordinator" o isang partikular na set ng mga pinagkakatiwalaang node upang magbigay ng karagdagang seguridad o matiyak ang wastong pagpili ng tip, lalo na kapag mababa pa ang aktibidad ng network. Ang layunin ng mga proyektong ito ay karaniwang maging desentralisado sa paglipas ng panahon habang lumalaki at tumatanda ang network.

Mga Bentahe at Disbentahe ng mga DAG Architecture

Ang mga DAG-based na distributed ledger ay nagpapakita ng isang kaakit-akit na alternatibo sa mga tradisyunal na blockchain, na nagdadala ng isang natatanging hanay ng mga kalamangan at kahinaan.

Mga Bentahe

  1. Mataas na Scalability: Ito marahil ang pinaka-makabuluhang bentahe. Sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa parallel processing ng mga transaksyon, ang mga DAG ay teoretikal na makakahawak ng mas mataas na volume ng mga transaksyon bawat segundo. Habang mas maraming kalahok ang sumasali at nag-iisyu ng mga transaksyon, ang kapasidad at bilis ng network ay maaari pang tumaas, na kaiba sa mga blockchain kung saan ang tumataas na demand ay madalas na humahantong sa congestion.
  2. Mababa o Zero Transaction Fees: Maraming implementasyon ng DAG ang idinisenyo upang maging fee-less. Dahil ang mga user ay madalas na nagva-validate ng mga naunang transaksyon bilang bahagi ng pagsusumite ng kanilang sariling transaksyon, hindi na kailangang magbayad ng mga panlabas na miner o validator. Ginagawa nitong ideal ang mga DAG para sa mga microtransaction at machine-to-machine na pagbabayad, na mahalaga para sa mga IoT ecosystem.
  3. Mabilis na Transaction Finality: Nang hindi na kailangang maghintay na mai-mine ang mga block o para sa maraming block confirmation, ang mga transaksyon sa mga DAG ay makakamit ang mataas na antas ng kumpirmasyon (sapat na cumulative weight) sa loob lamang ng ilang segundo, o agad-agad para sa mas maliliit na transaksyon.
  4. Energy Efficiency: Karamihan sa mga DAG-based na sistema ay hindi umaasa sa energy-intensive na Proof of Work mining upang ma-secure ang buong network. Ang "trabaho" na kinakailangan para sa isang transaksyon ay madalas na isang maliit at localized na PoW, na ginagawa ang mga DAG na mas environment-friendly kaysa sa mga PoW blockchain.
  5. Potensyal para sa Microtransactions at IoT Applications: Ang kombinasyon ng mataas na scalability, zero fees, at mabilis na finality ay gumagawa sa mga DAG na napaka-angkop para sa pagbibigay-daan sa mga pagbabayad at palitan ng data sa pagitan ng napakaraming device sa Internet of Things, gayundin para sa napakaliit at madalas na mga transaksyon.

Mga Disbentahe

  1. Kakulangan sa Maturity at Battle-Testing: Ang teknolohiya ng DAG sa larangan ng DLT ay medyo bago pa kumpara sa blockchain. Bagama't teoretikal na promising, marami sa mga proyekto ng DAG ay nasa maagang yugto pa lamang, at ang kanilang mga pahayag tungkol sa seguridad at scalability ay hindi pa gaanong "battle-tested" sa ilalim ng matitinding kondisyon sa mahabang panahon.
  2. Komplikadong Seguridad: Ang pagdidisenyo ng matitibay at tunay na desentralisadong consensus mechanism para sa mga DAG ay isang kumplikadong hamon. Ang pagtiyak ng proteksyon laban sa double-spending, Sybil attacks, at iba pang mga kahinaan nang hindi umaasa sa mga tradisyunal na pamamaraan ng blockchain ay nangangailangan ng mga makabago at madalas na masalimuot na cryptographic at algorithmic na solusyon.
  3. Antas ng Desentralisasyon: Ang ilang maagang implementasyon ng DAG ay nakaranas ng kritisismo tungkol sa kanilang antas ng desentralisasyon, lalo na kung umaasa sila sa mga bahagi tulad ng mga coordinator sa kanilang unang yugto upang mapanatili ang seguridad o gabayan ang pagpili ng tip. Bagama't marami ang naglalayong maging ganap na desentralisado, ang pagkamit nito ay maaaring isang unti-unting proseso.
  4. Network Bootstrapping: Isang pangunahing hamon para sa mga DAG na umaasa sa user-validated transactions ay ang pag-bootstrap ng isang bagong network. Kung walang sapat na aktibong mga transaksyon, ang proseso ng kumpirmasyon ay maaaring maging mabagal, na ginagawang hindi gaanong secure ang network. Ang isang partikular na antas ng aktibidad sa network ay madalas na kinakailangan para sa pinakamahusay na performance.
  5. Pag-unawa at Adopsyon: Ang konseptwal na modelo ng isang DAG ay madalas na mas kumplikadong intindihin para sa mga karaniwang user kaysa sa linear na modelo ng blockchain. Maaari itong makaapekto sa mas malawak na pag-unawa at adopsyon nito.

Real-World Applications at mga Kilalang Halimbawa ng mga DAG sa Crypto

Ilang proyekto na ang sumubok sa pagpapatupad ng mga arkitektura ng DAG, bawat isa ay may bahagyang magkakaibang diskarte at target na use case.

Constellation (DAG)

Ang Constellation ay isang cryptocurrency project na tahasang gumagamit ng "DAG" bilang bahagi ng ticker symbol nito, na nagbibigay-diin sa pundamental nitong arkitektura. Layunin nitong lutasin ang mga isyu sa scalability na kinakaharap ng mga tradisyunal na blockchain, lalo na para sa paghawak ng big data at pagpapadali ng interoperability sa pagitan ng iba't ibang data sources.

Gumagamit ang Constellation ng isang natatanging multi-layered DAG architecture na tinatawag na Hypergraph. Ang Hypergraph ay idinisenyo upang maging isang network ng magkakaugnay na mga DAG, na nagpapahintulot sa paglikha ng iba't ibang "state channels" o mga sub-DAG na maaaring magproseso ng iba't ibang uri ng data at transaksyon nang sabay-sabay. Nagbibigay-daan ito sa Constellation na humawak ng mga kumplikadong data computation at microservice-oriented na mga arkitektura na may mataas na throughput at mababang latency. Tina-target nito ang mga enterprise solution, secure na palitan ng data, at ang mahusay na validation ng malalaking dataset, na kritikal para sa mga industriya tulad ng aerospace, healthcare, at supply chain management.

IOTA

Ang IOTA ay isa sa mga pioneer sa pagpapasikat ng teknolohiya ng DAG para sa mga distributed ledger, partikular na sa "Tangle" architecture nito. Ang Tangle ay isang DAG kung saan ang bawat bagong transaksyon ay direktang nag-aapruba ng dalawang naunang, unconfirmed na transaksyon. Sa paggawa nito, ang mga user na nagsusumite ng mga transaksyon ay nag-aambag sa seguridad at proseso ng kumpirmasyon ng network nang hindi nangangailangan ng mga miner o transaction fee. Ang pangunahing pokus ng IOTA ay sa Internet of Things (IoT), machine-to-machine communication, at ang "machine economy," kung saan ang mga device ay maaaring ligtas na magpalitan ng data at halaga sa isa't isa. Ang fee-less at scalable na disenyo nito ay partikular na kaakit-akit para sa bilyun-bilyong maliliit na transaksyong inaasahan sa hinaharap ng IoT.

Nano

Ang Nano ay isa pang kilalang DAG-based na cryptocurrency project na nakatuon sa pagbibigay ng mabilis, feeless, at scalable na mga pagbabayad. Ang arkitektura nito, na kilala bilang Block-Lattice, ay nagtatalaga sa bawat account ng sarili nitong indibidwal na blockchain (isang "block-lattice"). Kapag nagpadala ang isang user ng pondo, gumagawa sila ng isang "send" block sa sarili nilong chain, at ang tatanggap naman ay gumagawa ng kaukulang "receive" block sa kanilang sariling chain. Ang natatanging diskarte na ito ay nagbibigay-daan sa mga transaksyon na maproseso nang halos instant, dahil walang pandaigdigang proseso ng kumpirmasyon ng block na kailangang hintayin. Binibigyang-diin ng Nano ang pagiging simple at kahusayan, na naglalayong maging isang praktikal na alternatibo para sa pang-araw-araw na mga digital currency payment.

Iba Pang Umuusbong na Proyekto

Bagama't ang IOTA, Nano, at Constellation ang mga kilalang halimbawa, iba't ibang proyekto at inisyatiba sa pananaliksik ang nag-e-explore sa mga istruktura ng DAG o mga hybrid na modelong DAG-blockchain upang malutas ang mga partikular na hamon sa industriya. Kasama rito ang mga proyektong nakatuon sa traceability ng supply chain, decentralized identity, at high-performance computing, na lahat ay gumagamit ng natatanging scalability at potensyal na kahusayan ng mga DAG.

Ang Kinabukasan ng mga DAG sa Larangan ng DLT

Ang paglitaw ng Directed Acyclic Graphs ay kumakatawan sa isang mahalagang ebolusyonaryong hakbang sa larangan ng distributed ledger technology. Ang mga ito ay hindi lamang simpleng pagbabago sa umiiral na mga paradigma ng blockchain kundi isang pundamental na muling pag-iisip kung paano ma-iistruktura ng mga desentralisadong network ang data at makakamit ang konsensus.

Kapalit o Pantulong na Teknolohiya?

Ang tanong kung papalitan ba ng mga DAG ang mga blockchain ay kumplikado. Mas malamang na magsisilbi sila bilang isang pantulong na teknolohiya (complementary technology), kung saan bawat isa ay mas magaling sa magkakaibang use case:

  • Ang mga Blockchain ay maaaring patuloy na mas piliin para sa mga application na nangangailangan ng napakataas na seguridad, pagiging simple ng istruktura, at predictable na transaction finality, lalo na kung saan ang dami ng transaksyon ay hindi ang pinakapangunahing alalahanin (hal., pag-iimbak ng mga high-value asset, mga pangunahing DeFi protocol).
  • Ang mga DAG ay nakatakdang mangibabaw sa mga senaryong nangangailangan ng napakalaking scalability, agarang transaksyon, zero fees, at mahusay na paghawak ng mga microtransaction o high-frequency data streams, lalo na sa mga sektor tulad ng IoT, big data analytics, at posibleng pati na rin sa micropayments.

Malamang din na ang mga hybrid solution ay magiging mas karaniwan, na pinagsasama ang lakas ng parehong arkitektura. Halimbawa, ang isang blockchain ay maaaring magsilbi bilang isang secure na base layer para sa pangkalahatang koordinasyon ng network o paglutas ng mga hindi pagkakaunawaan, habang ang isang DAG naman ang hahawak sa malaking bulto ng transactional throughput para sa mga partikular na application.

Patuloy na Pananaliksik at Pag-unlad

Ang larangan ng DAG-based DLT ay bata pa at sentro ng patuloy na pananaliksik at pag-unlad. Ang mga engineer at cryptographer ay patuloy na nagsisikap sa:

  • Pagpapahusay sa mga Consensus Algorithm: Pagbuo ng mga mas matibay, desentralisado, at napatunayang ligtas na consensus mechanism para sa mga DAG.
  • Pagpapalakas ng Attack Resistance: Pagpapatibay sa mga DAG laban sa iba't ibang anyo ng malisyosong atake, lalo na habang tumataas ang aktibidad ng network at ang halagang nakaimbak sa mga ito.
  • Scalability Optimization: Higit pang pagpapalawak sa mga hangganan ng transactional throughput at latency.
  • Interoperability: Pag-explore kung paano maayos na makakapag-ugnayan ang mga DAG sa ibang mga DAG at sa mga tradisyunal na blockchain.

Ang pagtulak para sa mas scalable, mahusay, at environment-friendly na mga distributed ledger ay tumitiyak na ang mga DAG ay mananatiling mahalagang bahagi ng inobasyon. Habang ang mga teknolohiyang ito ay tumatanda at nagkakaroon ng mas maraming real-world adoption, may potensyal silang magbukas ng bagong henerasyon ng mga desentralisadong application at serbisyo na dati ay hindi posible dahil sa mga limitasyon ng tradisyunal na blockchain. Ang ebolusyon patungo sa lalong mahusay at maraming-gamit na mga distributed ledger ay isang kapana-panabik na paglalakbay, at ang mga DAG ay hindi mapagkakailang kritikal na bahagi ng kinabukasan nito.