تکنولوژی، عرصه تغییر و تحول است. شاید امروز اینطور بنظر برسد که در حال استفاده از بهترین تکنولوژی‌ها هستیم، اما ممکن است همین فردا اختراع و طراحی تازه‌ای در حوزه تکنولوژی شگفتی‌های جدیدی به ما نشان دهد. روزی که بلاک چین به عنوان یک سیستم زنجیره‌ای پردازش داده‌ها معرفی شد و سال‌ها بعد بازار کریپتوکارنسی بر پایه آن به وجود آمد، افراد کمی گمان می‌کردند برای این پدیده هم، رقیبی تازه پیدا شود. با این حال امروز شاهد آن هستیم که بلاک چین هم به چالش کشیده شده است. نمودار غیر چرخه‌ای جهت دار که با نام اختصاری DAG شناخته می‌شود، ابزاری برای مدلسازی یا ساختار داده می‌باشد که این روزها احتمال استفاده از آن در ارز دیجیتال سر زبان‌ها افتاده است. در مقاله پیش رو به معرفی این پدیده می‌پردازیم و کاربردهای آن در زمینه کریپتوکارنسی را بررسی می‌کنیم.


گراف غیر چرخه ای جهت دار (DAG) در کریپتو چیست؟.png

گراف غیر چرخه ای جهت دار (DAG) در کریپتو چیست؟

DAG در زبان انگلیسی مخفف ترکیب The Directed Acyclic Graph است که در فارسی، نمودار غیر چرخه‌ای جهت‌دار ترجمه می‌شود. برخی معتقدند این پدیده جدید رقیبی برای بلاک چین است و برخی دیگر معتقدند DAG می‌تواند به بهبود عملکرد بلاک چین کمک کند. هم بلاک چین و هم DAG تراکنش‌ها را بر یک دفتر توزیع شده ذخیره می‌کنند اما هر کدامشان این کار را با روش متفاوتی انجام می‌دهند.


DAG از رئوسی تشکیل شده که با یک سری خط به یکدیگر متصل می‌شوند. این نمودار را جهت‌دار می‌نامند، زیرا همه خط‌ها و رئوس در مسیر مشخصی حرکت می‌کنند. از آن جهت این سیستم را غیر چرخه‌ای می‌نامند که راس‌ها روی خودشان حلقه نمی‌زنند. به تعریف بهتر اگر از یک نقطه گراف را دنبال کنید نمی‌توانید دوباره به همان نقطه برگردید.


DAG تنها در کریپتو مورد استفاده قرار نمی‌گیرد بلکه برای مدلسازی اطلاعات در دیگر عرصه‌ها نیز به کار گرفته می‌شود. برای مثال می‌توان از این شیوه مدل سازی برای نشان دادن ارتباط بین چرخه خواب، خوراک و فعالیت فیزیکی در سلامت بیمار استفاده کرد. به طور کل این ساختار داده می‌تواند برای نشان دادن ارتباط بین متغیرها و چگونگی تاثیرگذاری آن‌ها بر یکدیگر مورد استفاده قرار بگیرد.


در ساختار داده DAG تراکنش‌های کریپتو به عنوان راس ثبت شده و بعد بر یکدیگر قرار می‌گیرند. ارسال تراکنش‌ها به DAG از طریق نودها صورت می‌گیرد. با اجرای DAG رقابت میان ماینرها از بین خواهد رفت و مشکل عدم تمرکز فعلی در ارزهای دیجیتال حل خواهد شد. یکی دیگر از فایده‌های این ساختار داده پردازش سریعتر و ایمن‌تر تراکنش‌هاست.


از آنجایی که کارایی DAG در ذخیره داده‌ها و پردازش تراکنش‌های آنلاین بالاست، به عنوان جایگزینی احتمالی یا کمک‌کننده برای بلاک چین مطرح می‌شود. روند گسترش یافتن DAG نشان خواهد داد که تا چه حد می‌تواند خود را به عنوان رقیبی برای بلاک چین مطرح کند.


نمودار غیر چرخه ای جهت دار (DAG) چگونه کار می‌کند؟.png

نمودار غیر چرخه ای جهت دار (DAG) چگونه کار می‌کند؟

حال که با چیستی DAG آشنا شده اید احتمالا می‌خواهید بدانید این سیستم چگونه کار می‌کند. در واقع ما در این بخش چگونگی عمل کردن کریپتوکارنسی مبتنی بر DAG را شرح خواهیم داد. در چنین سیستمی، هر راس نشانگر یک تراکنش است. برخلاف بلاک چین اینجا خبری از بلاک‌ها نیست و ساختار داده برای گسترش نیازی به کمک ماینرها ندارد. از آنجایی که در این ساز و کار بلاکی وجود ندارد، هر تراکنش بر روی تراکنشی دیگر ساخته می‌شود. الگوریتم اثبات کار (POW) در این سیستم هم نقش آفرین است. وقتی گره تراکنشی را ارسال می‌کند الگوریتم اثبات کار مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از این الگوریتم، ایمنی سیستم تضمین و تراکنش‌های قبلی تایید می‌شوند.


همانطور که اشاره کردیم تراکنش‌های جدید در این سیستم بر روی تراکنش‌های قبلی ایجاد می‌شوند. فرض کنید شما تراکنشی ایجاد کرده‌اید، این تراکنش برای این که به رسمیت شناخته شود باید به تراکنش‌های قبلی اشاره کند. این ساز و کار ما را به یاد تایید بلاک‌ها در بیت کوین می‌اندازد. در شبکه بیت کوین نیز هر بلاک برای این که تایید شود باید نشان دهد چه مسیری را طی کرده است. مانند بلاک چین، DAG هم مکانیزمی برای جلوگیری از دو بار خرج کردن (Double-spending) دارد. این مکانیزم شبیه مکانیزم بلاک چین است ولی ماینرها در آن نقشی ندارند. بعد از تایید تراکنش‌های قبلی توسط نود، برای بررسی کافی بودن موجودی فرستنده تراکنش، DAG همه مسیر را تا اولین تراکنش به سرعت بررسی می‌کند. برای رسیدن به تراکنش نخست، مسیرهای مختلفی وجود دارد ولی بررسی همه آن‌ها برای تایید تراکنش لازم نیست.


ایجاد تراکنش در مسیر نادرست به نادیده گرفته شدن تراکنش منجر خواهد شد، چرا که هیچ نودی دوست ندارد مسیری نادرست ادامه پیدا کند. پس این مسیر با در نظر نگرفتن یک تراکنش قطع خواهد شد.


برخلاف بلاک چین، DAG می‌تواند چند تراکنش را در هر لحظه پردازش کند که مزیتی مهم نسبت به بلاک چین به حساب می‌آید. الگوریتم انتخاب در این سیستم تراکنش‌هایی را اولویت قرار می‌دهد که وزن انباشته شده بیشتری دارند.


نمودار غیر چرخه ای جهت دار (DAG) برای چه مواردی استفاده می‌شوند؟.png

نمودار غیر چرخه ای جهت دار (DAG) برای چه مواردی استفاده می‌شوند؟

DAG دو ویژگی مهم دارد که موارد کاربرد آن را در حال حاضر تعیین می‌کند. یکی از ویژگی‌هایی که برای DAG برشمرده می‌شود عدم تمرکز است، با این حال هنوز این سیستم کاملا غیرمتمرکز نیست. در حال حاضر نمی‌توان از DAG برای ساخت شبکه‌ای پایدار استفاده کرد. از آنجایی که هنوز این سیستم به عدم تمرکز کامل نرسیده از آن برای راه‌اندازی شبکه‌ها استفاده می‌کنند که این کاربرد نیز هنوز در مراحل اولیه است.


ویژگی دیگر DAG تاثیر آن بر مقیاس پذیری است. به دلیل اینکه در این ساز و کار بلاک وجود ندارد، پس برای انجام تراکنش‌ها نیاز به وجود ماینرها نیست. این موضوع همچنین باعث می‌شود تراکنش‌ها بدون محدودیت پردازش شوند. پس کاربرد دیگر DAG در پردازش تراکنش‌های کریپتوکارنسی است.


نقش نمودار غیر چرخه ای جهت دار (DAG) در بلاک چین چیست؟.png

نقش نمودار غیر چرخه ای جهت دار (DAG) در بلاک چین چیست؟

بلاک چین در زمینه‌های مقیاس‌پذیری، هزینه تراکنش‌ها و سرعت پردازش آن‌ها هنوز ضعیف است. DAG می‌تواند با ورود به عرصه کریپتوکارنسی این ضعف‌ها را پوشش دهد. به همین دلیل این سیستم را جایگزین مناسبی برای بلاک چین می‌دانند. هر کدام از این دو سیستم به روش خودشان داده‌ها را ذخیره‌سازی و پردازش می‌کنند. در حال حاضر DAG نه به عنوان جایگزین بلکه در کنار بلاک چین استفاده می‌شود.


کدام شبکه‌های کریپتوکارنسی از DAG استفاده می‌کنند؟

استفاده از فناوری DAG در ارزهای دیجیتال تقریبا شروع شده است. چند مورد از ارزهای دیجیتال هستند که در حال حاضر با این تکنولوژی توسعه داده شدند. ارزهای نانو (NANO)، آیوتا (IOTA) و (Obyte) سه مورد از استفاده‌های موفق از این فناوری در کریپتوکارنسی هستند. در ادامه به شرح مختصری از هر کدام از این ارزها خواهیم پرداخت.


نانو (NANO)

نانو ارز دیجیتالی با کارمزد صفر است. این تنها مزیت نانو نیست، بلکه بررسی و تایید تراکنش‌ها روی این شبکه با سرعت بسیار بالا انجام می‌شود. این‌ها همان مزایایی هستند که DAG قرار است به کریپتوکارنسی اضافه کند. در این ارز دیجیتال بلاک چین‌های مستقل وجود دارند که گره‌ها، آن‌ها را به یکدیگر متصل کرده‌اند. به این ساختار «فناوری شبکه بلاک» می‌گویند. تلفیق بلاک چین و DAG موجب به وجود آمدن این پدیده می‌شود.


آیوتا (IOTA)

یکی از ارزهای پر طرفدار بازار کریپتوکارنسی آیوتا است. کارمزد تراکنش‌ها در این شبکه نزدیک به صفر است، به خاطر همین استفاده از این ارز برای تراکنش‌های کوچک مقرون به صرفه می‌باشد. این شبکه فاقد بلاک چین، در سال 2016 ایجاد شد. در این شبکه کاربران می‌توانند به عنوان ماینر عمل کنند و برای تاثیرگذاری بیشتر آن‌ها، ساز و کارهایی پیاده سازی شده است.


(Obyte)

اگرچه تراکنش‌های Obyte هنوز کارمزد دارند ولی این رمز ارز کاملا از بلاک چین مستقل است و با فناوری DAG کار می‌کند. کاربران قابل اعتماد در این شبکه به عنوان تایید کننده عمل می‌کنند. به طور کل الگوریتم اجماع این ارز متکی به همین کاربران است. تراکنش‌های غیرقابل ردیابی و قراردادهای غیرقابل دسترس از دیگر ویژگی‌هایی هستند که در Obyte وجود دارد.


تفاوت DAG با بلاک چین چیست؟.png

تفاوت DAG با بلاک چین چیست؟

بر خلاف بلاک چین، DAG هنوز آزمایش خود را در زمینه ماینینگ ارزهای دیجیتال پس نداده است. این فناوری، نسبت به بلاک چین سیستم استخراج و اجماع پیچیده تری دارد. در واقع در سیستم DAG مانند بلاک چین، ماینر وجود ندارد به همین خاطر کارمزد تراکنش‌ها بسیار پایین است.


با توجه به الگوی Double-committed transaction یا معاملات دوگانه متعهد که در DAG وجود دارد، هر تراکنش تنها در صورتی می‌تواند برگشت ناپذیر باشد که دوبار تایید شود. در حالی که در بلاک چین بیت کوین همه تراکنش‌ها برگشت ناپذیر هستند.


برای این که بهتر به تفاوت‌های میان این دو فناوری پی ببرید، در ادامه مزایا و معایب هر کدام از آن‌ها را برایتان شرح داده‌ایم.


مزایا و معایب DAG


مزایای DAG

  • سرعت تایید تراکنش ها: یکی از مزایای DAG سرعت پردازش تراکنش هاست. این ساز و کار، محدودیتی برای تعداد تراکنش های در لحظه و تعداد تراکنش های هر شخص ندارد. به همین خاطر می‌تواند چند تراکنش را در هر لحظه پردازش کند. همچنین کاربر نیز می تواند چند تراکنش ارائه دهد.

  • عدم نیاز به استخراج: مسئله استخراج رمز ارز، یکی از نقاط منفی در کارنامه کریپتوکارنسی است، زیرا معضلات زیست محیطی را تشدید می‌کند. یکی از ویژگی‌های DAG این است که نیاز به استخراج را برای انجام تراکنش‌ها از بین می‌برد. اگرچه این سیستم از الگوریتم اثبات کار استفاده می‌کند، اما روش استفاده آن با بلاک چین متفاوت است.

  • کارمزد پایین تراکنش ها: یکی دیگر از مزایای حذف ماینرها این است که کاربران دیگر نباید برای پردازش تراکنش‌هایشان به آن‌ها کارمزد بپردازند. تنها مقداری کارمزد به نوعی خاص از نودها پرداخت می‌شود. کارمزد نزدیک به صفر برای تراکنش‌هایی با حجم جابجا شده پایین عالی است. در بلاک چین چنین تراکنش‌هایی به خاطر کارمزد شبکه عملا ناکارآمد هستند.

  • نبود مشکل مقیاس پذیری: از آن جایی که محدودیتی از جانب بلاک‌ها برای DAG وجود ندارد، این سیستم می‌تواند به صورت همزمان چندین تراکنش را تایید کند. اهمیت این موضوع در اینترنت اشیا مشخص می‌شود که همه وسایل می‌توانند با یکدیگر در کمترین زمان ممکن تعامل داشته باشند.

معایب DAG

  • کاملا غیر متمرکز نیست: کاربران کریپتوکارنسی به شدت به غیرمتمرکز بودن فعالیت‌هایشان علاقه دارند. به همین دلیل، این که پروتکل‌های DAG دارای عناصر متمرکز هستند امتیازی منفی برای آن حساب می‌شود. باید دید که رشد فناوری DAG بدون وجود شخص ثالث امکان پذیر است یا خیر.

  • در مقیاس بزرگ آزمایش نشده: DAG هنوز در دنیای کریپتوکارنسی به طور کامل آزمایش نشده است. این فناوری برای حضور گسترده در کریپتوکارنسی راه طولانی در پیش دارد. این که استقبال از این فناوری در این حوزه تا چه حد باشد به کاربران وابسته است.

مزایا و معایب Blockchain.png

مزایا و معایب Blockchain


مزایای بلاک چین

  • امنیت، شفافیت و عدم تمرکز: این سه مورد، از مهم ترین مزایایی هستند که برای بلاک چین برشمرده می‌شوند. امنیت بلاک چین بسیار بالاست و هکرها، برای هک کردن ارزهای دیجیتال کار بسیار سختی در پیش دارند. از طرفی به خاطر تغییر ناپذیر بودن تراکنش‌ها، شفافیت این فناوری نیز زبانزد است. نمی‌توان هیچ تاریخچه تراکنشی را در بلاک چین تغییر داد. عدم تمرکز ویژگی مهم دیگر بلاک چین است. در حالی که DAG هنوز به طور کامل از این ویژگی بهره نمی‌برد.

  • فراگیر شدن در کریپتوکارنسی: بلاک چین در حال حاضر به طور گسترده توسط ارزهای دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فناوری در کریپتوکارنسی کاملا فراگیر شده است.

  • مقرون به صرفه، برای معاملات پرحجم: اگرچه بلاک چین برای تراکنش‌های کوچک به صرفه نیست، ولی برای تراکنش‌های بزرگ می‌توان به خوبی و کارمزد مقرون به صرفه از آن بهره برد.

معایب بلاک چین

  • مشکل مقیاس پذیری: یکی از مهم‌ترین مشکلات بلاک چین به خصوص بیت کوین، سرعت پایین پردازش تراکنش‌هاست. در حال حاضر تنها می‌توان یک تراکنش در هر لحظه پردازش کرد.

  • صدمات زیست محیطی: از آنجایی که چندین ارز دیجیتال قابل استخراج هستند، این مسئله می‌تواند به خاطر استفاده بی‌رویه از برق، صدمات زیست محیطی برای کره زمین به همراه داشته باشد.

  • کارمزد بالای معاملات: وجود ماینرها در دنیای بلاک چین، یک مشکل دیگر نیز به همراه دارد، آن هم بالا رفتن کارمزد تراکنش‌هاست. کارمزد تراکنش در واقع پاداش ماینر از انجام تراکنش است. کارمزد بالای معاملات برای برخی از ارزهایی که از POS نیز استفاده می‌کنند، صادق است.


سخن پایانی


در این مقاله به بررسی فناوری DAG و موضوعات پیرامون آن پرداختیم. اگر این فناوری به خوبی رشد کند، شاید در آینده شاهد استفاده از آن در کنار بلاک چین باشیم. این که شما به عنوان کاربر از کدام‌ ساز و کار استفاده کنید، بستگی به این دارد که بیشتر در فضای کریپتوکارنسی به دنبال چه هستید. امنیت، کارمزد پایین، عدم تمرکز و... ویژگی‌‎هایی هستند که تعیین می کنند شما از کدام یک از این دو بهره ببرید