دگ (DAG) چیست؟ همه چیز درباره گراف جهت دار غیر مقدور

چه می‌شود اگر روزی برسد که فناوری بلاکچین دیگر پاسخ‌گوی نیاز میلیون‌ها کاربر نباشد؟ همین حالا هم سرعت پایین تراکنش‌ها، کارمزدهای بالا و ازدحام شبکه، مسیر رشد بسیاری از پروژه‌های غیرمتمرکز را کند کرده‌اند. اینجا جایی ا‌ست که یک تکنولوژی نوظهور با ساختاری متفاوت وارد صحنه می‌شود: دگ (DAG) یا گراف جهت‌دار غیرمقدور.

DAG برخلاف بلاکچین، ساختاری شبکه‌ای و غیرخطی است که در آن تراکنش‌ها هم‌زمان و مستقل از هم تایید می‌شوند. با دگ، دیگر مشکل مقیاس‌پذیری و کارمزدهای سنگین وجود ندارد؛ اما دگ چیست و چطور کار می‌کند؟ آیا می‌شود به دگ امیدوار بود؟

دگ چیست و نحوه کار آن چگونه است؟

DAG یا گراف جهت‌دار غیرمقدور (Directed Acyclic Graph) یک ساختار داده پیشرفته و غیرخطی است که در دنیای بلاکچین برای افزایش سرعت، مقیاس‌پذیری و حذف نودهای تایید مرکزی استفاده می‌شود. دگ برخلاف زنجیره‌ی سنتی بلاک‌ها در بلاکچین، ساختار بلوک به‌بلوک ندارد؛ در عوض، هر تراکنش به چند تراکنش قبلی متصل می‌شود و خود آن بخشی از مسیر تایید دیگر تراکنش‌هاست.

در واقع در فناوری دگ، تراکنش‌ها دیگر منتظر تایید بلوک خاصی نمی‌شوند و از طریق تایید مستقیم تراکنش‌های قبلی، خود نیز به تایید سریع‌تر شبکه کمک می‌کنند. این ساختار بدون چرخه، امکان انجام تعداد زیادی تراکنش هم‌زمان را فراهم می‌کند، بدون این که ازدحام یا صف انتظار ایجاد شود.

در عمل، کاربران با ارسال تراکنش در شبکه DAG، موظف‌اند ۱ یا ۲ تراکنش قبلی را تایید کنند. این فرآیند امنیت را نیز افزایش می‌دهد. به این ترتیب، در دگ حتی ورود کاربران بیشتر سرعت پردازش را بیشتر می‌کند.

پل کهکشانی او ام پی فینکس

دیگه نیازی نیست رمزارزهات رو نقد کنی! پل کهکشانی اوام‌پی فینکس، از رمزارزات کم می‌کنه و تراکنش ریالی انجام می‌ده

همین حالا سفارش بده

دگ چگونه کار می‌کند؟

برخلاف بلاکچین، در دگ هیچ خبری از ماینر یا تاییدکننده 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.

اجزای دگ نیز عبارتند از:

• راس (vertices): وظایف یا عملیات‌های منفرد را در یک گردش کار نشان می‌دهند.
• لبه (Edge): روابط یا وابستگی‌های بین گره‌ها را نشان می‌دهند و نشان می‌دهند کدام وظایف باید قبل از شروع وظایف دیگر تکمیل شوند.
• جهت‌ (Directed): دگ‌ها دارای جهت هستند و جریان اجرا یا وابستگی را نشان می‌دهند.
• غیرمدور (Acyclic): هیچ چرخه‌ای وجود ندارد، به این معنی که نمی‌توانید مسیری از یال‌های جهت‌دار را دنبال کنید و به همان گره بازگردید.

دلایل استفاده از دگ

فناوری دگ، به دلایل ویژگی‌های منحصر به فردی که دارد، روز به روز بیشتر مورد توجه توسعه‌دهندگان قرار می‌گیرد. برخی از دلایل استفاده توسعه‌دهنگان و پروژه‌های جدید از دگ عبارتند از:

• سرعت بسیار بالا در پردازش تراکنش‌ها: در دگ هر تراکنش به‌صورت مستقیم چند تراکنش قبلی را تایید می‌کند و این باعث تایید هم‌زمان و سریع تراکنش‌ها می‌شود.
• مقیاس‌پذیری فوق‌العاده: با افزایش تعداد کاربران تراکنش‌ها، سریع‌تر و قوی‌تر می‌شود.
• کاهش چشمگیر هزینه‌های تراکنش: بسیاری از پروژه‌های دگ مانند IOTA، Nano و Fantom کارمزدهای بسیار پایین یا حتی صفر دارند که این ویژگی آن‌ها را برای تراکنش‌های خرد و مکرر بسیار مناسب می‌کند.
• مصرف انرژی کم: دگ به‌دلیل عدم نیاز به ماینر و استخراج، مصرف انرژی بسیار کمتری نسبت به بلاک‌چین‌های سنتی دارد که باعث پایدارتر شدن آن از نظر زیست‌محیطی می‌شود.

تمامی این ویژگی‌ها باعث شده تا پروژه‌های ارز دیجیتال جدید این بستر را برای اجرای ایده‌های خود انتخاب کنند. فناوری دگ همچنین در کارهایی مانند مهندسی داده، گردش‌های مالی تجاری و یادگیری ماشینی، نیز کاربرد دارد.

تفاوت بلاک‌چین و DAG: کدام برای آینده بهتر است؟

فناوری بلاکچین با زنجیره‌ای از بلوک‌ها که به‌صورت خطی به هم متصل‌اند، اولین نسل از دفترکل‌های غیرمتمرکز را به جهان معرفی کرد. با این حال، با رشد ارزهای دیجیتال و افزایش تعداد کاربر این فناوری، محدودیت‌هایی مانند سرعت پایین تراکنش‌ها، کارمزد بالا و مقیاس‌پذیری محدود به موانعی جدی تبدیل شدند.

به این ترتیب بود که نیاز به فناوری جایگزینی که این چالش‌ها را نداشته‌باشد نیز به‌وجود آمد. در جدول زیر برخی از تفاوت‌های بلاکچین و دگ را مشاهده می‌کنید:

اما بیاید کمی جزئی‌تر به تفاوت‌های بلاکچین و دگ بپردازیم.

ساختار

در بلاکچین، تمام تراکنش‌ها باید در قالب بلوک‌هایی پشت‌سر‌هم و به ترتیب زمانی، ثبت شوند. این ساختار خطی باعث می‌شود تایید تراکنش‌ها زمان‌بر باشد و گاهی در شبکه‌های شلوغ، صف‌های طولانی ایجاد شود. در مقابل، ساختار DAG به‌صورت گراف جهت‌دار و بدون چرخه است؛ یعنی هر تراکنش می‌تواند هم‌زمان با دیگر تراکنش‌ها ثبت شود و در عین حال، با اتصال به چند تراکنش قبلی، به فرایند تایید آن‌ها کمک کند. این ساختار غیرخطی و پویا، سرعت پردازش را تا حد زیادی افزایش می‌دهد.

سرعت پردازش

در بلاکچین سنتی، کاربران باید منتظر استخراج بلوک بعدی یا تایید اعتبار از سوی ولیدیتورها بمانند که این فرآیند ممکن است چند ثانیه تا چند دقیقه طول بکشد. اما در DAG، نیازی به منتظر ماندن نیست. هر کاربر با ارسال تراکنش جدید، به‌صورت خودکار دو تراکنش قبلی را تأیید می‌کند. همین روند باعث می‌شود هرچه کاربران بیشتری در شبکه فعالیت کنند، سرعت تأیید نیز بالاتر برود.

مقیاس‌پذیری

یکی از محدودیت‌های بلاکچین این است که با افزایش تعداد کاربران، سرعت شبکه کاهش می‌یابد و هزینه تراکنش‌ها بالا می‌رود. اما در دگ، ورود کاربران نه‌تنها باعث ایجاد مشکل نمی‌شود بلکه به‌دلیل مشارکت آن‌ها در تایید تراکنش‌ها، مقیاس‌پذیری افزایش می‌یابد و شبکه با سرعت بیشتری کار می‌کند.

کارمزد و مصرف انرژی

تایید تراکنش در بلاکچین‌هایی مانند بیت‌کوین یا اتریوم توسط اعتبارسنج یا ماینرهایی انجام می‌شود که انرژی بالایی را مصرف می‌کنند. در مقابل، بسیاری از پروژه‌های مبتنی بر DAG مانند IOTA یا  Nano، نیازی به ماینر ندارند و تایید تراکنش‌ها به‌صورت غیرمتمرکز و با مصرف انرژی بسیار کمتر انجام می‌شود. به همین دلیل، کارمزدها در این شبکه‌ها بسیار پایین یا حتی صفر است.

مزایا و معایب استفاده از دگ در شبکه‌های غیرمتمرکز

همانطور که خواندید، گراف جهت‌دار غیرمدور (DAG) یک ساختار داده است که در کاربردهای مختلف، از جمله ارزهای دیجیتال و مهندسی داده، مورد استفاده قرار می‌گیرد و مزایایی مانند سرعت و مقیاس‌پذیری را ارائه می‌دهد. با این حال، این فناوری نیز با چالش‌هایی در زمینه تمرکززدایی و امنیت نیز مواجه است که باید مورد توجه و بررسی قرار بگیرند.

برخی از مزایای دگ عبارتند از:

• سرعت بالای تایید تراکنش‌ها به دلیل پردازش موازی و عدم نیاز به انتظار در صف.
• مقیاس‌پذیری بهتر که با افزایش کاربران، عملکرد شبکه بهبود می‌یابد.
• هزینه بسیار پایین یا حتی صفر برای تراکنش‌ها، مناسب برای پرداخت‌های خرد.
• مصرف انرژی کم که باعث دوستدار محیط زیست بودن شبکه می‌شود.

اما معایب دگ نیز شامل:

• پیچیدگی در طراحی و پیاده‌سازی شبکه که می‌تواند فرایند توسعه را دشوار کند.
• پذیرش گسترده و استانداردسازی محدود به دلیل نو بودن فناوری.
• نگرانی‌های امنیتی و احتمال حملات که هنوز به طور کامل رفع نشده‌اند.

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 انواع ارزهای مبتنی بر دگ می‌توان به اوبایت (Obyte)، آیوتا (IOTA) و نانو (NANO) اشاره کرد.

اوبا(Obyte)

اوبایت (Obyte) 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 به اصطلاح 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.

آیا DAG می‌تواند جای بلاکچین را بگیرد؟

فناوری دگ (DAG) با ساختار متفاوت و مزایای چشمگیری مانند سرعت بالا، مقیاس‌پذیری بهتر، کارمزد پایین و مصرف انرژی کم، توانسته توجه بسیاری از پروژه‌های نوآور در دنیای بلاک‌چین را به خود جلب کند. هرچند این فناوری هنوز در حال توسعه و تثبیت است و چالش‌هایی مانند پیچیدگی فنی و مسائل امنیتی دارد، اما به‌وضوح جایگزینی قدرتمند برای بلاک‌چین‌های سنتی به شمار می‌رود.

در صورتی که پروژه‌ای به دنبال تراکنش‌های سریع، ارزان و مقیاس‌پذیر باشد، DAG می‌تواند انتخابی هوشمندانه برای معماری آن باشد. آینده نشان خواهد داد که تا چه اندازه این ساختار می‌تواند در مسیر تکامل فناوری‌های غیرمتمرکز مؤثر باشد.

سوالات شما درباده دگ چیست؟