Úvod
Když přemýšlíte o kryptoměně, pravděpodobně se vám vybaví pojmy „blockchain“ nebo „technologie distribuované účetní knihy“. Od spuštění Bitcoinu byly vytvořeny stovky dalších kryptoměn. Většina z nich spoléhá na podobnou síťovou architekturu. Jejich datové struktury umožňují uživatelům přenášet hodnotu nebo interagovat s decentralizovanými aplikacemi.
V blockchainu se do rostoucího řetězce bloků pravidelně přidává nový blok. Každý blok je spojen s předchozím určitým kryptografickým odkazem (konkrétně hash). V každém z těchto bloků jsou nedávné transakce, které uživatelé vysílali.
Mezi vysíláním transakce a jejím zařazením do bloku však často existuje čekací doba. Představte si to jako čekání na vlak na nádraží. V závislosti na velikosti vagónů (velikost bloku) a počtu dalších čekajících lidí (nevyřízené transakce) možná ani nebudete moci dostat další vlak. Nebo i ten následující. Na potvrzení transakce můžete čekat několik sekund až hodin.
Pro mnohé je to slušný kompromis. Koneckonců poskytuje velmi vysoký stupeň zabezpečení, aniž by se spoléhal na centralizovaného koordinátora. Pro ostatní má technologie blockchain datum vypršení platnosti. Odpůrci se domnívají, že z dlouhodobého hlediska problémy se škálovatelností, kterým technologie blockchain čelí, zabrání hromadnému přijetí.
Někteří věří, že budoucnost sítí pro platby kryptoměnami spočívá ve zcela jiné architektuře – řízených acyklických grafech (neboli DAG).
Co je to DAG?
DAG je jiný druh datové struktury – představte si to jako databázi, která spojuje různé části informací dohromady. "Směrovaný acyklický graf" je nabitý pojem, takže začněme jeho rozčleněním.
Orientovaný acyklický graf.
Koncepčně vypadají DAGy podobně jako výše. Jsou tvořeny vrcholy (koule) a hranami (čarami, které je spojují). Jsou nasměrovány, protože míří jedním směrem (můžete to vidět na obrázku pomocí šipek). Jsou acyklické (tj. nejsou cyklické), protože vrcholy se samy od sebe neotáčí – pokud začnete v jednom bodě a budete postupovat podle grafu, nemůžete se vrátit do stejného bodu. Brzy to bude jasnější.
Takové datové struktury se obecně používají k modelování dat. Můžete se spolehnout na DAG ve vědeckých nebo lékařských oborech, abyste mohli pozorovat vztah mezi proměnnými a určit, jak se navzájem ovlivňují. Můžete si například vzít věci, jako je výživa, spánkové cykly a fyzické příznaky, takže mezi nimi můžete nakreslit vazby a zjistit, jak ovlivňují pacienta.
Pro naše účely nás spíše zajímá, jak mohou pomoci dosáhnout konsenzu v distribuované síti kryptoměn.
Jak funguje DAG?
V kryptoměně založené na DAG představuje každý vrchol ve struktuře transakci. Není zde žádná představa o blocích, ani není vyžadována těžba k rozšíření databáze. Takže namísto shromažďování transakcí do bloků je každá transakce postavena na druhé. Přesto existuje malá operace Proof-of-Work, která se provádí, když uzel odešle transakci. To zajišťuje, že síť není spamována, a také ověřuje předchozí transakce.
Aby mohla být přidána nová transakce, musí stavět na starších transakcích. Předpokládejme, že Alice vytvoří novou transakci. Aby tato transakce mohla být potvrzena, musí odkazovat na předchozí. Trochu podobné tomu, jak blok v bitcoinu odkazuje na ten, který před ním byl, ale odkazuje se na více transakcí.
V některých systémech algoritmus vybere, na kterých transakcích (nebo „tipech“) musí nová transakce stavět. S větší pravděpodobností budou vybrány tipy, které mají větší akumulovanou váhu – měřítko toho, kolik potvrzení má cesta ke tipu.
Transakce, na kterých bude Alice stavět, nejsou potvrzeny. Ale jakmile se na ně Alice odvolá, stanou se potvrzenými. Alicina transakce je nyní nepotvrzená, takže na ní musí stavět někdo jiný, než bude přijata.
Uživatelé častěji potvrzují transakce s „vyšší“ váhou, takže systém neustále roste. Jinak by uživatelům nic nebránilo v neustálém navazování na starší transakce.
S blockchainy je ochrana proti dvojité útratě dostatečně snadná. Stejné prostředky nelze v bloku utratit dvakrát – uzly mohou snadno detekovat jakýkoli pokus a odmítnou jakýkoli blok obsahující konfliktní transakce. Vzhledem k tomu, že výroba bloků je pro těžaře tak nákladná, jsou motivováni hrát fér.
DAG mají také mechanismus, jak zabránit dvojímu utrácení. Je to něco podobného, ale bez těžařů. Když uzel potvrdí starší transakce, vyhodnotí celou cestu zpět k úplně první transakci DAG, aby se ujistil, že odesílatel má dostatečný zůstatek. Může existovat více cest, ale pouze jedna musí být ověřena.
Pokud uživatelé staví na neplatné cestě, vystavují se riziku, že jejich vlastní transakce bude ignorována. Jejich by mohla být legitimní, ale protože ta předchozí nebyla, nikdo nebude chtít tuto konkrétní cestu prodloužit.
Zpočátku to vypadá neintuitivně – nemohli jste se dostat do situace, kdy existuje více poboček, které o sobě navzájem nevědí? Nemohli by pak lidé utratit stejné prostředky na tyto různé pobočky?
To je skutečně možnost, ale je vyřešena algoritmem výběru, který upřednostňuje hroty s větší akumulovanou hmotností. To znamená, že časem skončíte s větví, která je mnohem silnější než ostatní. Slabší budou opuštěny a síť bude nadále stavět na té nejtěžší.
Stejně jako u blockchainů neexistuje absolutní konečnost – nikdy si nemůžete být 100% jisti, že transakce nebude stornována. Je to neuvěřitelně nepravděpodobné, ale teoreticky byste mohli „zrušit“ blok bitcoinu nebo etherea a zvrátit všechny transakce uvnitř. Čím více bloků bude přidáno po tom, ve kterém je vaše transakce, tím větší důvěru v ni můžete mít. Proto se doporučuje, abyste před utracením prostředků vyčkali na šest potvrzení.
V DAG, jako je IOTA's Tangle, existuje myšlenka potvrzení důvěry. Algoritmus výběru se spustí 100krát a ve vybraných tipech spočítáte, kolikrát byla vaše transakce přímo nebo nepřímo schválena. Čím vyšší procento, tím větší jistotu můžete mít, že vaše transakce zůstane „vypořádaná“.
Může se zdát, že to vede ke špatné uživatelské zkušenosti. Ale není tomu tak. Pokud Alice pošle Bobovi 10 MagicDAGTokenů, nemusí si dělat starosti s výběrem správných tipů grafu. Pod kapotou by její peněženka mohla dělat následující:
Vyberte těžké tipy (nezapomeňte, že tyto tipy mají nejvíce nahromaděných potvrzení).
Sledujte cestu zpět přes předchozí transakce, abyste se ujistili, že spropitné bude mít dostatečný zůstatek na útratu.
Jakmile jsou spokojeni, přidají svou transakci do DAG a potvrzují transakce, na kterých jsou postaveny.
Alici to bude připadat jako běžný pracovní postup kryptoměn. Zadá Bobovu adresu a částku, kterou chce utratit, a stiskne odeslat. Výše uvedený seznam je dokladem o práci, který spouští každý účastník při vytváření transakce.
➠ Chcete začít s kryptoměnou? Kupte si bitcoiny na Binance!
Klady a zápory orientovaných acyklických grafů
Klady DAGů
Rychlost
Bez omezení blokovými časy může kdokoli vysílat a kdykoli nechat zpracovat své transakce. Neexistuje žádný limit na počet transakcí, které uživatelé odešlou, za předpokladu, že starší potvrdí stejně jako oni.
Žádná těžba
DAG nepoužívají konsenzuální algoritmy PoW způsobem, na který jsme zvyklí. Jejich uhlíková stopa je tak zlomkem uhlíkové stopy kryptoměn, které se spoléhají na těžbu, aby zajistily svou blockchainovou síť.
Žádné transakční poplatky
Protože zde nejsou žádní těžaři, uživatelé nemusí platit poplatky za vysílání svých transakcí. Některé však vyžadují, aby se speciálním druhům uzlů platil malý poplatek. Nízké poplatky (nebo lépe nulové poplatky) jsou pro mikroplatby lákavé, neboť jejich účel maří značné poplatky za sítě.
Žádné problémy se škálovatelností
Bez omezení dobou blokování mohou DAG zpracovat mnohem více transakcí za sekundu než tradiční blockchainové sítě. Mnoho zastánců se domnívá, že díky tomu budou cenní v případech použití internetu věcí (IoT), kde budou všechny druhy strojů vzájemně interagovat.
Nevýhody DAGů
Ne úplně decentralizované
Protokoly, které se spoléhají na DAG, mají různé prvky centralizace. Pro některé je to údajně krátkodobé řešení pro bootstrap sítě, ale teprve se uvidí, zda DAG mohou prosperovat bez zásahu třetích stran. Pokud ne, otevřou se útokům vektorů, které by mohly nakonec ochromit jejich sítě.
Netestováno v měřítku
Přestože kryptoměny založené na DAG existují již několik let, čeká je ještě dlouhá cesta, než se dočkají širokého využití. Je proto obtížné předvídat, jaké pobídky mohou mít uživatelé k využívání systému v budoucnu.
Závěrečné myšlenky
Directed Acyclic Graphs jsou jistě zajímavou technologií pro budování sítí kryptoměn. Projektů, které datovou strukturu využívají, je zatím relativně málo a musí se ještě plně vyvinout.
To znamená, že pokud dokážou využít svůj potenciál, mohli by pohánět masivně škálovatelné ekosystémy. Technologie DAG má nespočet případů použití v oblastech, které vyžadují vysokou propustnost a žádné poplatky, jako je internet věcí (IoT) a mikroplatby.
