ایجاد فناوری زنجیره بلوکی توسط Satoshi Nakamoto یک انقلاب تکنولوژیکی بی نظیر بود . از آن زمان تاکنون ، بسیاری از توسعه دهندگان تلاش کرده اند تا به عنوان گام بزرگ بعدی موقعیتی کسب کنند ، یکی از این تلاش ها DAG گراف جهت دار بدون دور است.
DAG مخفف عبارت Directed Acyclic Graph به معنی گراف جهت دار بدون دور است . DAG ساختاری است که سالهاست در دنیای ریاضیات و رایانه ، با قدمتی بالاتر از فناوری بلاکچین شناخته شده است. اما اخیراً به دلیل امکان فنی ساخت سیستم های توزیع شده با استفاده از فناوری بلاکچین ، توجهات را به خود جلب کرده اند.
[irp posts=”3523″ name=”سیستم های توزیع شده”]
DAG یا گراف جهت دار بدون دور چیست ؟
DAG ها مفهوم جدیدی نیستند. در حقیقت ، DAG ها از زمان توسعه تئوری های گراف در ریاضیات شناخته شده اند . و بعداً به دلیل کاربرد بسیار زیاد در این زمینه ، از آنها در محاسبات استفاده شد. همانطور که بحث کردیم ، وقتی در مورد DAG صحبت می کنیم ، در مورد گرافی صحبت می کنیم که دارای دو ویژگی بسیار جالب است: جهت دار و بدون دور.
یک گراف ، زمانی جهت دار است که همه گره ها (یا رئوس) که بخشی از گراف هستند توسط یالهایی به هم متصل شوند که جهت مشخص شده ای را نشان دهند.
منظور از بدون دور بودن در گراف این است که غیرممکن است که از یک راس گراف شروع کرده ، از بقیه رأس آن عبور کرد و به راس محل شروع مسیر بازگشت.
بنابراین در گراف بدون دور جهتدار ، یا DAG رأسهای آن توسط یالها هایی با جهت خاص متصل می شود و مسیر کل گراف ما را از نقطه A به نقطه F می برد ، بدون اینکه به هیچ وجه امکان بازگشت به نقطه A را داشته باشد.
تاریخچه DAG گراف جهت دار بدون دور
مطالعه این نوع سازه ها در سال 1878 آغاز شد . زمانی که جیمز جوزف سیلوستر ، ریاضیدان مشهور انگلیسی ، مطالعات خود را در گرافها آغاز کرد. از آن زمان ، تئوری گراف به مطالعه و طبقه بندی این نوع ساختارها خصوصاً در ریاضیات ، فیزیک ، محاسبات ، زبانشناسی و سایر زمینه های علمی اختصاص یافته است.
ریاضیات و گراف چه ارتباطی با ارزهای رمزپایه دارد؟
اکنون که منشأ و مفهوم DAG را دانستید ، احتمالاً این سوال را در ذهن خود جای داده اید که اینها چه ارتباطی با ارزهای رمزپایه و بلاکچین دارد؟ چگونه می توانیم از DAG استفاده کنیم طوری که همان کار با بلاکچین را انجام دهیم؟
پاسخ به این سوالات دیدگاه جدیدی در مورد چگونگی تکامل بلاکچین به شما ارائه دهد.
بلاکچین یا زنجیره بلاکی همان چیزی است که نام آن می گوید: اطلاعاتی که در مجموعه ها گروه بندی می شوند ، و با روشی منظم و رمزنگاری شده با مجموعه قبلی مرتبط هستند. و چنین رابطه ای در هیچ نقطه قبلی زنجیره قطع نمی شود .
در واقع این ساختار پیوستن بلاک ها به روشی خاص برای ایجاد یک تاریخچه غیرقابل تغییر با آنهاست . و اینکه در صورت تغییر ، یک فورک تولید می شود . این کار را با یک DAG هم می توان انجام داد.
بین رأس ها (که در بلاکچین بلوک هستند) رابطه وجود دارد و این رابطه توسط یال ها (هش و ریشه مرکل بلوک های بلاکچین) داده می شود. اگر در DAG یک یال را تغییر دهیم ، هرچه که باشد ، رابطه آن بازنویسی شده ، یک DAG جدید ایجاد می کند . بنابراین یک تاریخ متفاوت (یک فورک در زنجیره بلوک)به وجود می آید.
گراف DAG اصلاح شده ، یک انشعاب یا بازنویسی مجدد DAG از گراف اصلی است و به ما نشان می دهد که می توان با استفاده از این نوع گراف ، رابطه مشابهی را در بلاکچین ایجاد کرد.
ویژگی های DAG گراف جهت دار بدون دور
این گرافها دارای یک نقطه شروع (مبدا) و یک نقطه پایان هستند. هنگامی که جهتدار می شود ، این اطمینان را می دهد که مسیر ما همیشه از یک نقطه مبدا به یک نقطه انتهایی می رود و ما نمی توانیم در آن مسیر برگردیم. اگر این قوانین به طور متوالی اعمال شود ، همانطور که در بلاکچین اتفاق می افتد ، می توان یک تاریخچه افزایشی در DAG ایجاد کرد.
اصلاح رابطه بین رئوس ، موجب بازنویسی کل DAG می شود ، زیرا ساختار و وزن آن متفاوت است. این معادل این است که اگر یک بلاک را در بلاکچین اصلاح کنیم ، در نتیجه آن یک بلاکچین متفاوت یا فورک از آن نقطه به بعد ایجاد می شود.
قابلیت موازی بودن دارند. یک DAG می تواند تولید موازی و مسیرهایی با ارزش متفاوت بین رئوس مختلف داشته باشد. این امر تولید و توانایی تأیید رابطه بین رئوس و اطلاعاتی را که ممکن است در آنها بهینه شود بهبود می بخشد.
قابل کاهش هستند. ویژگی منحصر به فرد DAG ها این است که می توان ساختار آنها را به نقطه مطلوب کاهش داد . به گونه ای که مسیر آنها بدون هیچ گونه خسارت ، تمام روابط مشخص شده در آن را برآورده کند. اساساً به این معنی است که می توان روابط راس ها (یا بلوک ها) را به حداقل نقطه ای کاهش داد که این کاهش بر توانایی بررسی اطلاعات هر راس در هر زمان تأثیر نگذارد. این ویژگی به ویژه در کیف پول های سبک SPV بسیار مفید است.
DAG در مقابل بلاکچین: کدام یک بهتر است؟
از آنجا که می دانیم DAG ها و ویژگی های آنها چیست و می توانند همان کار بلاکچین را انجام دهند . این سوال پیش می آید که کدام یک بهتر است؟
پاسخ این مسئله پیچیده است و پاسخ دادن به آن بستگی به در نظر گرفتن موارد مختلف دارد. امروز بیش از 10 سال از ایجاد بلاکچین می گذرد . ولی ، DAG ها یک فناوری هستند که در حال حاضر در زمینه ارزهای رمزپایه بسیار آزمایشی هستند.
از طرف دیگر ، ایجاد یک سیستم استخراج و اجماع در DAG بسیار پیچیده تر است. روشی که در آن می توان بلاک ایجاد کرد ، ایجاد روابط بین آنها ، کاهش این روابط بدون از دست دادن عملکرد سطح بالاتری از پیچیدگی الگوریتمی اضافه می شود.این پیچیدگی بیشتر منجر به خطاهای برنامه نویسی یا شکست در ساختار عملکرد سیستم می شود.
ممکن است Satoshi Nakamoto این مشکل را دیده و به آن پرداخته باشد و در عوض تصمیم گرفته است یک راه حل بسیار ساده تر و به همان اندازه موثر طراحی کند و بدین ترتیب بلاکچین ایجاد کند.
مزایای DAG
در یک DAG ، یک گره می تواند به تنهایی تراکنشی را صادر و تأیید کند. برای دستیابی به این هدف ، تراکنش و اعتبار آن باید پیوند داده شود و تأیید حداقل به دو معامله قبلی در DAG اضافه شود.
به دلیل غیرمتمرکز بودن و موازی بودن عملکرد آنها بسیار مقیاس پذیر هستند. زیرا تراکنش ها در DAG مستقل هستند. فرایندهای اعتبارسنجی به همان اندازه مستقل هستند.
تراکنش ها در یک DAG طرحی را ایجاد می کند که به عنوان ” Double Committed Transactions ” شناخته می شود. بدان معنا که تحت هر طرحی ، تراکنش فقط با دو تأیید می تواند غیرقابل برگشت باشد . واقعیتی که به لطف کار موازی شبکه ، ممکن است چند ثانیه طول بکشد.
در DAG هیچ ماینری وجود ندارد . بنابراین هیچ هزینه ای یا کمیسیون با ارزش زیاد پرداخت نمی شود. به لطف اعتبار سنجی رمزنگاری شده و عملکرد بالا ، سود کل گره از تراکنش تایید شده با کل حجم تراکنش های شرکت شده در میان سایر سرویس هایی که گره می تواند ارائه دهد ، بازیابی می شود.
معایب گراف DAG
توسعه DAG ها پیچیده است . خصوصاً به دلیل الگوریتم اجماع پیچیده و محافظت های لازم برای جلوگیری از سو استفاده از موازی کاری.
DAG ها به سیستم های هماهنگی نیاز دارند. این سیستم های هماهنگی به نقطه ای از خرابی تبدیل می شوند که می توانند بر عملکرد شبکه تأثیر منفی بگذارند.
بسیاری از پروژه های DAG از ابزار رمزنگاری ایمن استفاده نمی کنند . این امر درها را برای حملات باز می کند. این مورد در ارز رمزنگاری شده معروف IOTA ارائه شد. مهاجمان از این نقطه ضعف برای دستیابی به وجوه کاربران IOTA و سرقت پول آنها استفاده کردند. در مجموع ، بیش از 10 میلیون دلار به دلیل این حمله خسارت وارد شد.
استفاده از تکنیک های رمزنگاری ضعیف باعث می شود تولید آدرس ها عملاً وجود نداشته باشد ، این یک مسئله جدی حفظ حریم خصوصی است.
موارد استفاده DAG گراف جهت دار بدون دور
در حال حاضر چندین پروژه وجود دارد که از فناوری DAG برای ارائه گزینه های واقعی و کاربردی در قالب ارزهای رمزپایه استفاده می کنند. برخی از این پروژه ها عبارتند از:
اتریوم
الگوریتم استخراج اتریوم به نام Ethash (Ethash Dagger-Hashimoto)، از DAG برای ایجاد یک ساختار داده پیچیده استفاده می کند . که در حال حاضر می تواند به 4-5 گیگابایت داده برسد. این ساختار با الگوریتم Dagger ، توسط ویتالیک بوترین ایجاد شده و هدف آن تهیه استخراج الگوریتم هاشیموتو است.
IOTA
IOTA یک پروژه ارز رمزنگاری شده با هدف دنیای IoT (اینترنت اشیا) است که به لطف DAG ، معاملات سریع ، بسیار ارزان و مقیاس پذیری بی نظیر را نوید می دهد. این پروژه در سال 2016 با هدف ارائه میلیاردها دستگاه متصل به اینترنت اشیا یک زیرساخت مستحکم و مقیاس پذیر برای انتقال ارزش ارائه شد.
با این وجود ، تحت تأثیر مشکلات جدی امنیتی که کاربران آن را تحت تأثیر قرار داده و منجر به از دست دادن حدود 50 میلیون دلار شده است .
Obyte
Obyte پروژه ای است که همچنین روی تولید ارزهای رمزپایه و سایر خدمات یکپارچه در DAG متمرکز شده است. این پروژه مربوط به سال 2016 است و در Bitcointalk ارائه شده است. این یک پروژه کوچک است ، با سرمایه بازار حدود 12 میلیون یورو. با این وجود ، ارزش توکن آن 17 دلار است و عرضه آن به 1 میلیون سکه محدود می شود.
