فناوری دگ چیست؟ نحوه عملکرد، معایب و مزایای دگ (DAG)

اکثر اوقات در کنار ارزهای دیجیتال، نام فناوری بلاک چین (Blockchain) نیز شنیده می‌شود؛ اما اخیراً یک تکنولوژی جایگزین برای بلاک چین تحت عنوان گراف غیرمدور جهت‌دار یا دگ (Directed acyclic graph / DAG) ظهور کرده که از آن به‌عنوان آینده تراکنش‌های ارز دیجیتال یاد می‌کنند. البته خیلی از فعالان این حوزه نمی‌دانند که دگ چیست و این فناوری چگونه کار می‌کند. چنانچه در فضای رمزارزها فعالیت دارید، بهتر است که اطلاعات خود را در مورد دگ‌ها و نحوه تحول آن‌ها در فناوری دفتر کل توزیع شده (DLT) بالا ببرید. در این مقاله از صرافی ارز دیجیتال او ام پی فینکس، بررسی می‌کنیم که دگ چیست و چگونه کار می‌کند و معایب و مزایای دگ را معرفی می‌کنیم.

پادکست فناوری دگ چیست

شما هرچه بیشتر در فضای رمزارزها فعالیت داشته باشید، با مفاهیم و اسامی جدیدتری روبه‌رو خواهید شد. دنیای غیرمتمرکز روزبه‌روز در حال پیشرفت و تکامل است و راهکارهای متنوعی برای دفتر کل‌ها و ارتقای سرعت و بهینه‌سازی آن‌ها معرفی می‌شوند.

حتماً شما هم عباراتی نظیر «قاتل اتریوم» (Ethereum Killer) به گوشتان خورده است که به ارزهای دیجیتال و شبکه‌هایی گفته می‌شود که چالش کارمزدهای خرید و فروش اتریوم و مقیاس‌پذیری (Scalability) این شبکه را برطرف کرده‌اند. به همین شکل، مفهومی تحت عنوان گراف غیرمدور جهت‌دار یا دگ (DAG) وجود دارد که کارشناسان آن را «قاتل بلاک چین» (Blockchain Killer) نامیده‌اند. در ادامه این مقاله به بررسی این فناوری نوظهور می‌پردازیم.

• مطالعه بیشتر: ارز دیجیتال چیست؟ آشنایی با مفاهیم پایه در دنیای رمزارزها

دگ چیست؟

در یک شبکه بلاک چین، هر چند دقیقه یک‌بار یک بلاک (Block) جدید به انتهای زنجیره‌های قبل اضافه می‌شود. هر بلاک به بلاک قبل از خود از طریق یک پیوند رمزنگاری‌شده به‌نام هش (Hash) متصل شده و درون هر یک از این بلاک‌ها، آخرین تراکنش‌های کاربران در شبکه مربوطه ثبت و ذخیره می‌شوند. حال در وحله اول اگر بخواهیم بگوییم که دگ چیست، بهترین پاسخ «شیوه‌ای متفاوت برای ثبت اطلاعات و ساختمان داده» است.

دگ را می‌توان یک پایگاه داده (Database) در نظر گرفت که اطلاعات مختلف را به یکدیگر متصل می‌کند. گراف غیرمدور جهت‌دار یک مفهوم پیچیده است که باید مرحله به مرحله به تجزیه و تحلیل آن پرداخت.

دگ از نظر مفهومی سیستمی شبیه به تصویر بالا است. دگ‌ها از رأس (vertices) به‌شکل دایره‌های داخل تصویر و لبه (Edge)، خطوط متصل‌کننده دایره‌ها به‌هم، تشکیل می‌شوند. دگ‌ها جهت‌دار (Directed) هستند؛ چراکه فعالیت آن‌ها در یک مسیر مشخص صورت می‌گیرد. دگ‌ها غیرمدور (Acyclic) هستند، زیرا رأس‌ها به موقعیت اولیه خود برنمی‌گردند؛ زمانی که اطلاعاتی در یک نمودار (Graph) ثبت می‌شود، در راستای همان نمودار مسیر خود را ادامه می‌دهد و به موقعیت قبلی بازگشت ندارد.

این‌گونه ساختارها عموماً در زمینه مدل‌سازی داده‌ها استفاده می‌شوند. از دگ‌ می‌توان در حوزه علوم و پزشکی استفاده کرد تا بتوان ارتباط بین متغیرها و اثرگذاری آن‌ها بر یکدیگر را مورد بررسی قرار داد. مثلاً می‌توان مواردی از قبیل تغذیه، چرخه خواب و علائم فیزیکی را گردآوری و با پیوند آن‌ها به یکدیگر، تاثیرشان بر یک بیمار را بررسی کرد.

از مدل‌سازی دگ می‌توان به‌عنوان یک راهکار جایگزین برای چالش فعلی تمرکززدایی (Decentralization) در صنعت رمزارزها استفاده کرد. در مدل دگ، دیگر به ماینرها و رقابت آن‌ها با یکدیگر جهت تولید بلاک‌های جدید نیازی نیست؛ فرآیندی که نمونه بارز آن، ماینینگ بیت کوین (Bitcoin Mining) است. اما نودهای دگ با فعالیت هم‌زمان خود، تراکنش‌ها را با سرعت بیشتری پردازش می‌کنند. توسعه‌دهندگان در صورت تکامل و مقیاس‌پذیری بیشتر دگ، این فناوری را یک راهکار بهینه‌تر و امن‌تر جهت بهبود عملکرد یک شبکه می‌بینند.

• مطالعه بیشتر: هاوینگ بیت کوین چه زمانی اجرا می‌شود؟

دگ چگونه کار می‌کند؟

اکنون که فهمیدیم مفهوم دگ چیست، با بررسی عملکرد این فناوری، می‌توانیم تصویر واضح‌تری از آن داشته باشیم. در رمزارزهای مبتنی بر فناوری دگ، هر رأس در ساختار این شبکه حکم یک تراکنش را دارد.

در فناوری دگ هیچ خبری از بلاک یا ماینرها جهت فعالیت شبکه و گسترش پایگاه داده آن نیست؛ از این رو، در عوض جمع‌آوری تراکنش‌ها در بلاک‌ها، هر تراکنش روی یک تراکنش دیگر ایجاد و ذخیره می‌شود. با این وجود، همچنان فعالیتی شبیه به الگوریتم اجماع اثبات کار (Proof-of-Work / PoW) نیاز است تا یک نود، تراکنشی را در شبکه ثبت کند. این مسئله باعث جلوگیری از تولید اطلاعات هرز یا اسپم (Spam) در شبکه شده و در عین حال، به اعتبارسنجی تراکنش‌های قبلی کمک می‌کند.

با توجه به نحوه ثبت تراکنش‌ها در یک دگ که در بالا به آن اشاره شد، فرض کنیم که یک کاربر تراکنش جدیدی را ایجاد کرده است. جهت اطلاع پیداکردن شبکه از ایجاد یک تراکنش جدید، آن تراکنش باید به تراکنش‌های قبل از خود ارجاع داده شود که این مکانیزم، تا حدی شبیه به ارجاع‌دادن هش آخرین بلاک در شبکه بیت کوین به یک بلاک قبل از خود است. تفاوت در این‌جا است که تراکنش دگ به چندین تراکنش قبل از خود ارجاع داده می‌شود.

• دسترسی سریع: مشاهده قیمت لحظه ای و خرید بیت کوین

وضعیت تراکنش‌های قبلی که تراکنش جدید روی آن‌ها ایجاد شده، تاییدنشده (Unconfirmed) است؛ اما زمانی که کاربر صادرکننده تراکنش آن را به تراکنش‌های قبلی ارجاع می‌دهد، وضعیت آن تراکنش‌ها به حالت تاییدشده (Confimred) تغییر پیدا می‌کند. در این مرحله، وضعیت تراکنش جدید تاییدنشده است که پس از ایجاد یک تراکنش جدید روی آن، تایید می‌شود.

شبکه‌های دگ یک مکانیزم جهت جلوگیری از حملات دوبار خرج‌کردن یا دابل اِسپندینگ (Double-Spending) نیز دارند که شبیه به شبکه‌های بلاک چین، اما بدون حضور ماینرها عمل می‌کنند. زمانی که یک نود دگ تراکنش‌های قبلی را تایید می‌کند، تمام مسیر را تا اولین تراکنش ایجادشده در شبکه مورد ارزیابی قرار می‌دهد تا اطمینان حاصل کند که فرستنده تراکنش، اعتبار و موجودی کافی را داشته باشد. در این فرآیند شاید چندین مسیر وجود داشته باشد که تنها یکی از آن‌ها نیاز به تایید دارند. چنانچه کاربر تراکنش‌ خود را روی یک مسیر نامعتبر ایجاد کند، ریسک نادیده‌گرفته شدن تراکنش خود در شبکه را می‌پذیرد.

تراکنش این کاربر شاید معتبر و قانونی باشد، اما از جایی که مسیر و تراکنش‌های قبلی آن معتبر نیستند، کاربر دیگری روی این مسیر تراکنش جدید ایجاد نمی‌کند و نودهای شبکه نیز، آن‌ها را تایید نمی‌کنند.

در بلاک چین‌ها هم همیشه همه‌چیز به‌طور ۱۰۰% تکمیل نمی‌شود و نمی‌توان کاملاً مطمئن بود که یک تراکنش برگردانده نمی‌شود. این احتمال بسیار ضعیف است اما از لحاظ تئوری، بلاک‌های بیت کوین یا اتریوم را می‌توان دست‌کاری کرد و تمام تراکنش‌های موجود در آن‌ها را بازگشت داد. از این رو، هرچه تعداد بلاک‌های بعد از بلاک حاوی تراکنش شما بیشتر باشند، احتمال رخداد این مسئله ضعیف‌تر می‌شود.

در یک شبکه دگ نظیر پروژه آیوتا (IOTA)، مفهومی تحت عنوان «اطمینان از تایید» (Confirmation Confidence) وجود دارد؛ طبق این فرآیند، الگوریتم انتخاب مسیر تراکنش ۱۰۰ مرتبه تکرار می‌شود و شما می‌توانید تعداد تاییدهای مستقیم و غیرمستقیم تراکنش خود را بشمارید. هرچه این رقم بالاتر باشد، می‌توانید اطمینان بیشتری داشته باشید که تراکنش شما دست‌نخورده و تکمیل‌شده باقی می‌ماند.

دگ چه مزایایی دارد؟

حال که می‌دانیم دگ چیست، بهتر است به برخی از مهم‌ترین مزایای این فناوری جدید بپردازیم تا تفاوت عملکرد آن با شبکه‌های بلاک چین را بهتر درک کنیم. از میان مهم‌ترین مزایای دگ می‌توان به سرعت شبکه، عدم نیاز به فرآیند ماینینگ (استخراج ارز های دیجیتال / Mining) و موارد مرتبط با مقیاس‌پذیری اشاره کرد.

سرعت: از آن جایی که شبکه دگ بلاک نداشته و زمانی نیاز ندارد تا یک بلاک جدید برای تایید تراکنش‌ها تولید شود، هر کاربری می‌تواند در هر زمانی اقدام ایجاد تراکنش کند و شبکه به پردازش آن مشغول می‌شود. تعداد تراکنش‌هایی که یک کاربر می‌تواند ایجاد کند محدودیت نداشته، چراکه ایجاد تراکنش‌های جدید با تایید تراکنش‌های قبلی همراه می‌شود.

عدم نیاز به ماینینگ: شبکه‌های دگ به شکل رایج امروز از مکانیزم اجماع اثبات کار (PoW) استفاده نمی‌کنند. به این ترتیب، سطح تولید گازهای کربنی این شبکه‌ها در مقایسه با بلاک چین‌ها و رمزارزهای اثبات کار، بسیار ناچیز است. مسئله‌ای که طی سال‌های اخیر به یک بحران نسبی و عامل بازدارنده برای پذیرش جهانی بیت کوین تبدیل شده است.

بدون کارمزد: به‌دلیل این‌که در شبکه دگ ماینری وجود ندارد، کاربران برای پردازش تراکنش‌های خود کارمزدی پرداخت نمی‌کنند. البته برخی تراکنش‌ها که نیاز به پردازش نودهای خاصی از شبکه دارند، شامل مقداری کارمزد می‌شوند. کارمزدهای بسیار پایین یا صفر برای ریزپرداخت‌ها (Micropayments) بسیار مناسب هستند، چراکه پرداخت کارمزد برای یک ریزپرداخت عملاً ماهیت آن تراکنش را زیر سوال می‌برد.

مقیاس‌پذیری بدون مشکل: عدم نیاز به زمان برای تولید بلاک، شبکه‌های دگ را قادر ساخته تا تراکنش‌های بیشتری را در مقایسه با بلاک چین‌ها پردازش کنند. بسیاری از حامیان این حوزه معتقدند که این مسئله در دنیای اینترنت اشیاء (Internet of Things / IoT) که در آن، سیستم‌های زیادی باهم در ارتباطند، کاربردهای بسیار زیادی خواهد داشت.

دگ چه معایبی دارد؟

بدون شک هیچ نوآوری و فناوری، به‌ویژه در سال‌های ابتدایی کار خود بی‌نقص نبوده و در کنار مزایا، معایب ویژه خود را نیز دارد. فناوری دگ نیز از این قاعده مستثنی نیست. از معایب دگ می‌توان به عدم تکامل آن در مسئله تمرکززدایی اشاره کرد.

دگ تماماً غیرمتمرکز نیست: پروتکل‌هایی که بر پایه فناوری دگ طراحی و اجرا می‌شوند، حاوی چندین نقطه نفوذ برای متمرکزشدن هستند. شاید این فناوری برای راه‌اندازی سریع یک شبکه گزینه ایده‌آلی باشد، اما با گذر زمان مشخص خواهد شد که آیا دگ‌ها می‌توانند بدون دخالت نهادهای شخص ثالث (Third-Parties) به فعالیت خود ادامه دهند یا خیر. چنانچه فناوری دگ در این مسئله ضعیف ظاهر شوند، به‌شدت در معرض حملات سایبری گوناگون و در نهایت هک کل شبکه قرار خواهد گرفت.

دگ‌ها در مقیاس بزرگ تست نشده‌اند: با وجود این‌که رمزارزهای مبتنی بر فناوری دگ چندین سال است که در این صنعت مشغول به کار هستند، همچنان راه درازی را تا پذیرش گسترده در سراسر دنیا پیش روی خود دارند. به همین ترتیب، هنوز نمی‌توان پیش‌بینی کرد که کاربران و توسعه‌دهندگان چه انگیزه‌هایی در استفاده از شبکه‌های دگ می‌توانند داشته باشند. اگر به کسب اطلاعات عمیق درباره دنیای ارزهای دیجیتال علاقه دارید، می‌توانید مقاله رمز ارز چیست را مطالعه کنید.

چه ارزهایی از دگ استفاده می کنند؟

در گذشته فکر کردن به یک پروژه ارز دیجیتال بدون در نظر گرفتن فناوری بلاک چین غیرممکن بود؛ اما امروزه رمزارزهایی هستند که از بلاک چین استفاده نکرده و بر پایه دگ ساخته شده‌اند. از میان معروف ترین ارزهای دیجیتال مبتنی بر دگ می‌توان به اوبایت (Obyte)، آیوتا (IOTA) و نانو (NANO) اشاره کرد.

اوبایت (Obyte): اوبایت یا بایت‌بال (ByteBall)، ارز دیجیتالی است که هیچ نیازی به زیرساخت یک بلاک چین ندارد و فناوری دگ را برای فعالیت خود پیاده‌سازی کرده است. البته، تراکنش‌های ارز دیجیتال اوبایت شامل کارمزد می‌شوند. این مسئله به این دلیل است که شبکه اوبایت از یک سیستم اعتبارسنجی استفاده می‌کند که طبق آن، تراکنش‌ها دو مرتبه مورد بررسی قرار می‌گیرند. این شبکه از یک الگوریتم اجماع با تکیه بر شاهدها (Witnesses) استفاده می‌کند. این شاهدها کاربران معتمد و خوش‌سابقه‌ای هستند که نقش اعتبارسنج‌های (Validators) شبکه را دارند. تراکنش‌های این شبکه غیر قابل ردیابی هستند.

آیوتا (IOTA): اپلیکیشن اینترنت اشیا یا آیوتا (Internet of Things Application) یک «شبکه بلاک چین بدون بلاک» را در سال ۲۰۱۶ طراحی و راه‌اندازی کرد. ایده اصلی در طرح پروژه آیوتا، فعالیت تمام کاربران شبکه در قالب ماینرها است. شبکه آیوتا متشکل از نودها و گره‌ها (Tangle) است که در واقع گروهی از نودها هستند و فرآیند اعتبارسنجی تراکنش‌ها را سریع‌تر و بهینه‌تر ساخته‌اند.

تمامی کاربران در شبکه آیوتا بخشی از نیروی مصرفی شبکه را تامین کرده و همه افراد در اجرای مکانیزم اجماع شبکه شرکت می‌کنند. این قابلیت باعث شده که شبکه از سطح تمرکززدایی و مقیاس‌پذیری بالایی بهره ببرد. کارمزد تراکنش‌ها در این شبکه نزدیک به صفر است و از این رو، آیوتا یک رمزارز جایگزین مناسب برای ریزپرداخت‌ها به‌شمار می‌آید.

نانو (NANO): نانو یکی دیگر از رمزارزهایی است که از فناوری دگ استفاده می‌کند. نانو دارای بلاک چین‌های مستقل است که توسط نودهای شبکه به یکدیگر متصلند که اصطلاحاً به آن فناوری شبکه توری بلاکی (Block-Lattice Technology) می‌گویند. نانو از نظر فنی، ترکیبی از دگ و بلاک چین است.

در نانو هر کاربر دارای کیف پول و بلاک چین شخصی خودش است و تنها همان کاربر قادر به ایجاد تغییرات در آن کیف پول و بلاک چین خواهد بود. در این سیستم، تراکنش‌ها زمانی تکمیل می‌شوند که فرستنده و گیرنده، هر دو عملیات مربوط به خود در بلاک چین‌ها را انجام دهند. کارمزد تراکنش‌ها در شبکه نانو صفر است و با سرعت بالایی پردازش می‌شوند.

گراف غیرمدور جهت‌دار یا دگ (DAG) بدون شک یک فناوری جذاب بین شبکه رمزارزها محسوب می‌شود؛ اما به‌دلیل نوظهور بودن این فناوری، هنوز تعداد کمی از پروژه‌ها از ساختار داده آن استفاده کرده. در نتیجه، دگ راه درازی تا تکامل پیش روی خود دارد.

در این پست از بلاگ صرافی ارز دیجیتال او ام پی فینکس به این موضوع پرداختیم که دگ چیست و چگونه کار می‌کند. چنانچه در رابطه با مطالب فوق سوال، پیشنهاد و یا انتقادی داشتید، لطفاً با ما در قسمت نظرات همین پست در ارتباط باشید.

سوالات شما از مقاله دگ چیست؟