DAG چیست؟ معرفی فناوری دفتر کل توزیع شده دگ (ریدایرکت شد)

محسن ژیان پور

2

مدت زمان : 25

4 سال قبل

دگ مخفف Directed Acyclic Graph به معنای گراف جهت دار غیر مدور ، یک فناوری دفتر کل توزیع شده است. اما DAG در رمز ارزها چیست و چه تفاوت‌هایی با بلاک چین دارد؟

DAG مخفف عبارت Directed Acyclic Graph به معنای گراف جهت‌دار غیرمدور است. تکنولوژی دگ، نسل جدیدی از فناوری دفتر کل توزیع شده (DLT)  است که در دنیای رمز ارزها مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین از ویژگی‌های بارز آن می‌توان به ارائه راهی جهت حل مشکل مقیاس پذیری اشاره کرد که یکی از دغدغه‌های بزرگ موجود بر سر راه بسیاری از ارزهای دیجیتال استفاده کننده از بلاک چین مانند بیت کوین است.

بیشتر بخوانید: مقیاس پذیری بلاک چین و ارزهای دیجیتال – Scalability چیست؟

این مقاله به بخش‌های مختلفی تقسیم شده است. برای دسترسی سریع به هریک از آن‌ها می‌توانید از فهرست زیر استفاده کنید.

• کریپتوکارنسی و بلاک چین
• دگ چیست؟
• دگ چگونه کار می‌کند؟
• مزایای DAG
• معایب DAG
• معرفی پروژه‌های مبتنی بر دگ
• جمع‌بندی

کریپتوکارنسی و بلاک چین

وقتی به کریپتوکارنسی فکر می‌کنید، مفاهیم بلاک چین یا فناوری دفتر کل توزیع شده احتمالا به ذهن خطور می‌کند. از زمان راه اندازی بیت کوین، صدها ارز رمزنگاری دیگر ساخته شده است. بیشتر آن‌ها معماری شبكه یکسانی دارند. ساختار داده‌های آن‌ها به کاربران این امکان را می‌دهد تا ارزشی (مانند بیت کوین که بسیار شبیه طلا است) را منتقل نمایند یا با اپلیکیشن های غیر متمرکز تعامل برقرار کنند.

در Blockchain، یک بلوک جدید به زنجیره بلوک‌ها اضافه و هر بلوک با نوعی پیوند رمزنگاری (به طور خاص، Hash) به بلوک قبلی متصل می‌شود. بلوک‌ها شامل تراکنش‌ها یا همان معاملاتی هستند که توسط کاربران صورت گرفته است. اما اغلب، یک بازه زمانی بین دستور انجام یک تراکنش تا درج آن در یک بلوک وجود دارد؛ تصور کنید مانند انتظار کشیدن برای رسیدن قطار در ایستگاه است. بسته به اندازه واگن‌ها (اندازه بلوک‌ها) و تعداد افراد منتظر (تراکنش‌های معلق)، مشخص نیست سوار چندمین قطار خواهید شد. برای تأیید معامله می‌توانید از چند ثانیه تا چند ساعت منتظر باشید.

جنبه‌های مختلف بلاک چین، برای بسیاری تجارت مناسبی بوده و ضمن اینکه با توجه به غیر متمرکز بودن آن، از امنیت بسیار بالایی برخوردار است. اما برخی معتقدند بلاک چین منسوخ خواهد شد. آن‌ها معتقدند در دراز مدت این فناوری با مشکل مقیاس‌پذیری روبرو است و نمی‌تواند حجم بالایی از تراکنش‌ها را در زمان کم انجام دهد.

برخی معتقدند که آینده شبکه‌های پرداخت رمز ارزی در یک معماری کاملا متفاوت قرار دارد. فناوری‌ای به اسم گراف جهت‌دار غیرمدور (Directed Acyclic Graph) یا به اختصار، دگ (DAG).

دگ چیست؟

DAG نوع دیگری از ساختار داده است. دگ را مانند یک بانک اطلاعاتی تصور کنید که بخش‌های مختلفی از اطلاعات را به هم متصل می‌کند. گراف جهت‌دار غیرمدور یک اصطلاح ذخیره‎‌سازی است، بنابراین بیایید با تجزیه این اصطلاح شروع کنیم.

از نظر مفهومی، دگ ها ساختاری شبیه تصویر بالا دارند. آن‌ها از کره‌ها و خطوط اتصال دهنده تشکیل شده‌‌اند. در اصطلاح گراف جهت‌دار غیر مدور، جهت‌دار به این معنی است که فقط به یک جهت هدایت می‌شود (به فلش‌های درون تصویر توجه کنید) و غیر مدور به این معنی است که چرخه‌ای در این روند وجود ندارد. در واقع اگر در نقطه‌‌ای شروع کرده و نمودار را دنبال کنید، هرگز به آن نقطه باز نمی‌گردید.

چنین ساختارهای داده‌ای، معمولا برای مدل‌سازی داده‌ها استفاده می‌شوند. در زمینه‌های علمی از دگ به منظور مشاهده و تعیین رابطه بین متغیرها و چگونگی تاثیر آن‌ها بر یکدیگر استفاده می‌شود. به عنوان مثال، از طریق DAG مواردی مانند تغذیه، چرخه خواب و علائم جسمانی مدل‌سازی می‌شوند تا پزشکان بتوانند ارتباط بین آنها و تأثیر آن‌ها روی بیماران را مشاهده کنند.

البته در حوزه رمز ارزها ما بیشتر علاقه‌مند به درک چگونگی عملکرد دگ در یک شبکه رمزنگاری توزیع شده برای دستیابی به اجماع در شبکه هستیم.

دگ چگونه کار می‌کند؟

در رمزنگاری مبتنی بر دگ، هر کره در ساختار،‌‌ یک تراکنش را نشان می‌دهد. در اینجا هیچ مفهومی از بلوک وجود ندارد و مانند بلاک چین، به استخراج برای تداوم شبکه نیازی نیست. بنابراین به جای تجمیع تراکنش‌ها در بلوک‌ها، هر تراکنش روی دیگری ایجاد می‌شود. البته یک عملیات اثبات کار کوچک در دگ وجود دارد که وقتی یک نود تراکنشی را ارسال می‌کند، می‌بایست تراکنش قبلی را تایید کند تا ثبت آن انجام ‌شود. این کار تضمین کننده پایداری شبکه بوده و تراکنش‌های قبلی را نیز اعتبار می‌بخشد.

در Dag، هر تراکنش جدید بعد از تراکنش‌های قدیمی قرار می‌گیرد. فرض کنید که فردی یک تراکنش جدید ایجاد می‌کند. برای تأیید آن، این تراکنش باید موارد قبلی را ارجاع دهد، کمی شبیه به این که چگونه یک بلوک در بیت کوین به یکی از تراکنش‌های قبل از آن مراجعه می‌کند، اما معاملات متعددی ارجاع می‌شوند. تراکنشی که فرد ایجاد خواهد کرد تأیید نشده است، اما هنگامی که تراکنش قبلی را تایید کند، تراکنش او جهت تایید شخص دیگری ثبت و پس از تایید، در شبکه نهایی می‌شود.

در برخی از سیستم‌های مبتنی بر دگ، الگوریتم انتخاب می‌کند که تراکنش جدید باید پس از کدام تراکنش تایید شده قرار بگیرد. احتمالا رشته‌هایی انتخاب می‌شوند که طویل‌تر بوده و تایید بیشتری دارند. با وجود بلاک چین، محافظت در برابر خطر دوبار خرج کردن (Double Spending) بسیار آسان است. وجوه دو بار در یک بلاک نمی‌تواند هزینه شود. نود‌ها می‌توانند هر تلاشی را به راحتی تشخیص دهند و هرگونه بلوک حاوی معاملات متضاد را رد کنند. DAG ها نیز مکانیسمی برای جلوگیری از خطر دوباره خرج کردن دارند، اما بدون استفاده از عملیات استخراج که در بلاک چین مرسوم است. وقتی یک گره تراکنش‌های قدیمی را تأیید می‌کند، آن‌ها کل مسیری را که به اولین تراکنش دگ برمی‌گردد ارزیابی می‌کنند، تا مطمئن شوند فرستنده از اعتبار کافی برخوردار است. در شبکه DAG همیشه امکان دارد چندین مسیر وجود داشته باشد، اما فقط باید تصحیح گردند.

در ابتدا دگ مشکل دارد بنظر می‌رسد. شاید بپرسید آیا نمی‌توان در شرایطی قرار گرفت که چندین شاخه که از یکدیگر آگاهی ندارند وجود داشته باشند؟ پس آیا افراد نمی‌توانند یک بودجه را در مسیرهای مختلف خرج کنند؟

این مشکل دگ با یک “الگوریتم انتخاب” حل می‌شود. این الگوریتم، شاخه‌های دارای تایید بیشتر را پیشنهاد می‌‌کند. این بدان معناست که با گذشت زمان، شاخه‌ای خواهیم داشت که بسیار قوی‌تر از بقیه است. ضعیف‌ترها رها می‌شوند و این شبکه به ساخت رشته اصلی خود ادامه خواهد داد.

هنگامی که هر تراکنش در دگ اعتبارسنجی می‌شود، باید به یک تراکنش موجود و نسبتا جدید در شبکه DAG مرتبط گردد، این در حالی است که اگر هر بار به تراکنش‌های قبلی پیوند داشته باشد، شبکه برای تأیید تراکنش‌های جدید بسیار گسترده می‌شود. در نتیجه، شبکه دگ تراکنش بعدی را برای اتصال به هنگام وقوع یک تراکنش جدید انتخاب می‌کند. هدف این است که عرض شبکه در یک محدوده خاص نگه داشته شود تا بتوان از اعتبار سنجی سریع تراکنش‌ها پشتیبانی کرد.

برای Blockchain، قطعیتی وجود ندارد و شما هرگز نمی‌توانید 100 درصد مطمئن باشید که تراکنش‌های ثبت شده در شبکه معکوس نخواهد شد. بسیار بعید به نظر می‌رسد، اما از لحاظ تئوری می‌توانید شبکه بیت کوین یا اتریوم را خنثی‌سازی و تمام تراکنش‌ها را معکوس کنید. هرچه تعداد بلوک‌های بیشتری بعد از تراکنش شما اضافه شود، اعتماد بیشتری برای عدم تقلب می‌توانید داشته باشید. برای دگ نیز این چنین است و به همین دلیل توصیه می‌شود قبل از هزینه بودجه، تا شش تأیید صبر کنید.

در دگ هایی مانند Tangle IOTA، ایده اطمینان در مورد تأیید وجود دارد. الگوریتم انتخاب 100 بار اجرا می‌شود و شما می‌توانید چند بار تراکنش خود را به طور مستقیم یا غیر مستقیم در نقاط انتخاب شده بررسی کنید. هرچه درصد بالاتر باشد، اطمینان بیشتری خواهید داشت که تراکنش شما بدون مشکل در شبکه DAG تایید شده است.

ممکن است به نظر برسد که این مسئله منجر به سوء استفاده کاربر می‌شود، اما این طور نیست. اگر آلیس برای باب 10 مجیک دگ توکن (MagicDAGToken) ارسال کند، دیگر نیازی به نگرانی در مورد انتخاب رشته مناسب گراف نیست. در شبکه، آلیس می‌بایست موارد زیر را رعایت کند:

• رشته‌های سنگین دگ را انتخاب کند (به یاد داشته باشید، این مواردی هستند که بیشترین تأیید را دارند).                             
• مسیر برگشت را از طریق تراکنش‌های قبلی دنبال کند تا اطمینان حاصل شود که رشته تعادل کافی برای هزینه دارد.
• پس از اطمینان تراکنش خود را به DAG اضافه کرده و تراکنش‌هایی را كه در آن ساخته شده تأیید کند.

به نظر آلیس، این دقیقاً شبیه به گردش منظم کریپتوکارنسی خواهد بود. او آدرس باب و مبلغی را که می‌خواهد هزینه کند وارد می‌کند، سپس ارسال را فشار می‌دهد. لیست بالا نوعی اثبات کار است که هر شرکت کننده هنگام ایجاد یک تراکنش در شبکه مبتنی بر دگ اجرا می‌کند.

مزایای DAG

تکنولوژی گراف جهت دار غیر مدور یا دگ به سبب ساختار متفاوتش با بلاک چین، دارای مزایایی نسبت به آن است که در ادامه به معرفی مهم‌ترین آن‌ها می‌پردازیم.

سرعت بالای دگ

بدون محدودیت در زمان بلوک، هر کسی می‌تواند معاملات خود را در هر زمان پردازش کند. هیچ محدودیتی در تعداد تراکنش‌هایی که کاربران انجام می‌دهند وجود ندارد، مشروط بر اینکه آن‌ها انجام تراکنش‌های قدیمی‌تر را تایید کنند.

عدم نیاز به ماینینگ در دگ

DAG ها از الگوریتم‌های اجماع PoW به روشی که ما به آن عادت کرده‌ایم استفاده نمی‌کنند. بنابراین آن‌ها مانند بسیاری از ارزهای رمزپایه که برای تأمین امنیت شبکه بلاک چین خود به استخراج تکیه می‌کنند، نیستند.

مقیاس پذیری بالای دگ

بدون محدودیت در زمان بلوک، دگ ها می‌توانند تراکنش‌های بیشتری را در هر ثانیه نسبت به شبکه‌های سنتی بلاک چین پردازش کنند. بسیاری از طرفداران معتقدند که این امر باعث می‌شود آن‌ها در اینترنت اشیاء (IoT) و همچنین در مواردی که باید انواع ماشین‌ها با یکدیگر تعامل داشته باشند، استفاده شوند.

محبوب برای پرداخت‌های خرد

با پیشرفت DAG، می‌توان امیدوار بود که بالاترین بازدهی و حداقل هزینه تراکنش‌ها امکان‌پذیر باشد. این بدان معنی است که کاربران می‌توانند پرداخت‌های خرد را بدون کارمزد‌ بالا مانند بیت کوین یا اتریوم ارسال کنند.

معایب DAG

همانطور که تفاوت ساختار دگ با بلاک چین منجر به ایجاد مزایایی در آن می‌شود، این تفاوت‌ها معایبی را نیز به دنبال دارند که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم.

عدم تمرکززدایی کامل DAG

پروتکل‌هایی که به DAG متکی‌اند دارای عناصر متمرکز مختلفی به عنوان مثال نودها، هستند. برای برخی، ظاهرا یک راه‌حل کوتاه مدت برای راه‌ اندازی شبکه وجود دارد، اما هنوز مشخص نیست که آیا دگ ها بدون دخالت شخص ثالث می‌توانند پیشرفت کنند یا خیر.

عدم آزمایش DAG در مقیاس بزرگ

گرچه رمز ارزهای دارای پشتوانه DAG چند سالی است که وجود دارند، اما آن‌ها قبل از مشخص شدن کاربردهای گسترده، مسیری طولانی را می‌بایست طی ‌کنند. به این ترتیب، پیش بینی اینکه کاربران ممکن است چه مشکلاتی در بهره برداری از سیستم دگ در آینده داشته باشند، دشوار است.

معرفی پروژه‌های مبتنی بر دگ

در ادامه به معرفی چند پروژه که از DAG استفاده می‌کنند خواهیم پرداخت.

آیوتا (IOTA)

آیوتا از اولین استارت‌آپ‌هایی بود که شبکه بدون بلوک را در سال 2016 پیاده‌سازی کرد. این شبکه، از گروه نودها برای سرعت بخشیدن به روند اعتبار‌سنجی استفاده می‌کند. در شبکه دگ IOTA، همه کاربران ماینر می‌شوند، زیرا برای تأیید یک تراکنش، باید دو تراکنش قبلی را تأیید کنند. همه در اجرای اجماع شبکه مشارکت دارند و با قدرت کمی در حفظ شبکه همکاری می‌کنند. به این ترتیب آیوتا در عین مقیاس پذیر بودن، از تمرکززدایی بالایی هم بهره‌مند است.

IOTA مخفف Internet of Things Applications است و هدف آن ارائه تراکنش‌های تقریبا فوری با کارمزد صفر برای کاربران است. این یک راه‌حل مقرون به صرفه برای پرداخت خرد با ارزهای رمزپایه است.

نانو (Nano)

“نانو” رمز ارز و پلتفرم دیگری است که روی سیستم DAG کار می‌کند. این شبکه از زنجیره‌های بلوکی مستقل ساخته شده است که از طریق گره‌ها به هم متصل می‌شوند. به این فناوری بلوک مشبک گفته می‌شود و ترکیبی از چارچوب مبتنی بر دگ و بلاک چین معمول است.

در Nano، هر کاربر با یک والت جداگانه، یک بلاک چین دریافت می‌کند و تنها کسی است که می‌تواند تغییرات را روی آن اعمال کند. برای تکمیل یک تراکنش، هم فرستنده و هم گیرنده باید عملیاتی را روی بلاک چین انجام دهند. همانطور که نانو مشخص می‌کند، کاربران معاملات سریع و بدون کارمزد را بسیار دوست دارند.

اوبیت دگ (obyte DAG)

اوبیت رمز ارز دیگری است که از دگ استفاده می‌کند. با وجود پیاده‌سازی مدل DAG ، تراکنش‌ها در آن به این دلیل که شبکه از یک سیستم اعتبارسنج برای بررسی مجدد تراکنش‌ها استفاده می‌کند، بدون کارمزد نیستند. این الگوریتم اجماع متکی به شاهدان است، یعنی کاربران معتبری که نقش اعتبارسنج را ایفا می‌کنند. این پلتفرم همچنین از قراردادهای غیر قابل دسترس و معاملات غیر قابل ردیابی پشتیبانی می‌کند.

جمع بندی

گراف‌ جهت‌دار غیر مدور یا دگ مطمئنا یک فناوری جذاب برای ایجاد شبکه‌های رمزنگاری است. تاکنون پروژه‌های نسبتا کم از آن استفاده کرده‌اند و هنوز هم به طور کامل تکامل نیافته‌اند. البته اگر آن‌ها بتوانند از پتانسیل‌های خود به طور کامل استفاده کنند، می‌توان امیدوار بود که اکوسیستم‌های مقیاس‌پذیر منعطف را قدرت دهند. فناوری DAG دارای بی‌شمار کاربرد در مواردی است که نیاز به توان بالا و هزینه بسیار ناچیز یا بدون هزینه، مانند اینترنت اشیاء (IoT) و پرداخت های خرد دارند.

---

برچسب ها: آیوتا اثبات کار

---

لینک صفحه

9

2