ما هو الرسم البياني باتجاه واحد (DAG) في مجال العملات الرقمية؟
جدول المحتويات
المقدمة
ما هو الرسم البياني باتجاه واحد (DAG)؟
كيف يعمل الرسم البياني باتجاه واحد (DAG)؟
مزايا وعيوب الرسوم البيانية باتجاه واحد
أفكار ختامية
ما هو الرسم البياني باتجاه واحد (DAG) في مجال العملات الرقمية؟
الصفحة الرئيسيةالمقالات
ما هو الرسم البياني باتجاه واحد (DAG) في مجال العملات الرقمية؟

ما هو الرسم البياني باتجاه واحد (DAG) في مجال العملات الرقمية؟

متوسط
Published Jul 19, 2020Updated Feb 3, 2022
7m

المحتويات


المقدمة

عندما تفكر في العملات الرقمية، فمن المحتمل أن يتبادر إلى الذهن مصطلح "سلسلة البلوكشين" أو مصطلح "تقنية دفتر الأستاذ الموزع". منذ إطلاق البيتكوين، تم إنشاء المئات من العملات الرقمية الأخرى. ويعتمد معظمها على بنية شبكة مماثلة. وتسمح هياكل البيانات الخاصة بها للمستخدمين بنقل القيمة أو التفاعل مع التطبيقات اللامركزية.
في سلسلة البلوكشين، تتم إضافة الكتلة بشكل دوري إلى سلسلة متزايدة من الكتل. وترتبط كل كتلة بالكتلة السابقة بنوع من روابط التشفير (على وجه التحديد،  تجزئة). وفي كل من هذه الكتل، توجد معاملات حديثة تم بثها من قِبل المستخدمين.
ولكن غالباً ما تكون هناك فترة انتظار بين بث المعاملة وتضمينها في الكتلة. يمكنك اعتبارها مثل فترة انتظار قطار في المحطة. واعتماداً على حجم العربات (حجم الكتلة)، وعدد الأشخاص الآخرين المنتظرين (المعاملات المعلقة)، قد لا تتمكن حتى من اللحاق بالقطار التالي. أو حتى القطار الذي يليه. يمكنك الانتظار في أي مكان لفترة من ثوانٍ إلى ساعات حتى يتم تأكيد المعاملة.
بالنسبة للكثيرين، تُعتبر هذه مقايضة جيدة. حيث إنها، في نهاية الأمر، توفر درجة عالية جداً من الأمان دون الاعتماد على منسق مركزي. وبالنسبة للآخرين، فإن تقنية سلسلة البلوكشين لها تاريخ انتهاء صلاحية. يعتقد المعارضون أنه على المدى الطويل، ستمنع مشكلات قابلية التوسع التي تواجهها تقنية سلسلة البلوكشين استخدامها على نطاق واسع.

يعتقد البعض أن مستقبل شبكات مدفوعات العملات الرقمية يكمن في بنية مختلفة تماماً – الرسوم البيانية باتجاه واحد (أو DAGs).


ما هو الرسم البياني باتجاه واحد (DAG)؟

يُمثل الرسم البياني باتجاه واحد (DAG) نوعاً مختلفاً من بنية البيانات – يمكنك اعتبارها كقاعدة بيانات تربط أجزاء مختلفة من المعلومات معاً. "الرسم البياني باتجاه واحد" مصطلح مليء بالمعاني، لنبدأ بتفصيلها.


الرسم البياني باتجاه واحد.


من الناحية النظرية، تبدو الرسوم البيانية باتجاه واحد (DAGs) شيئاً مشابهاً للصورة أعلاه. وهي مكونة من القمم (المجالات) و الحواف (الخطوط التي تربطها). وهي موجهة لأنها تتجه في اتجاه واحد (يمكنك رؤية هذا موضحاً بالأسهم). وهي غير حلقية (أي ليست دورية) لأن القمم لا تلتف على نفسها مرة أخرى – إذا بدأت من نقطة ما واتبعت الرسم البياني، فلا يمكنك العودة إلى نفس النقطة. سيتضح هذا بعد قليل.

تُستخدم هياكل البيانات هذه عموماً في نمذجة البيانات. يمكنك الاعتماد على الرسم البياني باتجاه واحد في المجالات العلمية أو الطبية لمراقبة العلاقة بين المتغيرات وتحديد كيفية تأثيرها على بعضها البعض. على سبيل المثال، يمكنك أخذ أشياء مثل التغذية ودورات النوم والأعراض الجسدية، بحيث يمكنك رسم الروابط بينها لتحديد كيفية تأثيرها على المريض.

بالنسبة للأغراض الخاصة بنا، فنحن مهتمون أكثر بكيفية مساعدة هذه الرسوم البيانية في تحقيق إجماع في شبكة عملات رقمية موزعة.


كيف يعمل الرسم البياني باتجاه واحد (DAG)؟

بالنسبة لـ العملات الرقمية المستندة إلى الرسم البياني باتجاه واحد، تُمثل كل قمة رأس في الهيكل معاملة ما. لا توجد أي فكرة عن الكتل هنا، و التعدين غير مطلوب لتوسيع قاعدة البيانات. لذلك بدلاً من تجميع المعاملات في كتل، يتم إنشاء كل معاملة فوق الأخرى. ومع ذلك، هناك عملية  إثبات العمل صغيرة يتم تنفيذها عندما تقوم العقدة بإرسال معاملة. ويضمن ذلك عدم تعرض الشبكة لرسائل البريد العشوائية، وكذلك التحقق من المعاملات السابقة.

لكي تتم إضافة معاملة جديدة، يجب إنشاؤها فوق المعاملات القديمة. لنفترض أن أليس تقوم بإنشاء معاملة جديدة. لكي يتم الاعتراف بها، يجب أن تشير هذه المعاملة إلى المعاملات السابقة. الأمر يشبه إلى حد ما الطريقة التي تشير بها كتلة في البيتكوين إلى الكتلة التي جاءت قبلها، ولكن هناك معاملات متعددة تتم الإشارة إليها. 

في بعض الأنظمة، ستحدد الخوارزمية المعاملات (أو "القمم") التي يجب إنشاء المعاملة الجديدة فوقها. القمم التي من المرجح أن يتم اختيارها هي تلك التي تحتوي على وزن تراكمي أكبر – مقياس لعدد التأكيدات التي يحتوي عليها المسار إلى القمة.

المعاملات التي ستقوم أليس بإنشاء المعاملة فوقها غير مؤكدة. ولكن بمجرد أن تشير أليس إليها، ستصبح مؤكدة. معاملة أليس غير مؤكدة الآن، لذلك يجب على شخص آخر إنشاء المعاملة فوقها قبل قبولها.

من المرجح أن يقوم المستخدمون بتأكيد المعاملات ذات الوزن "الأثقل" حتى يستمر النظام في النمو. وإلا فلن يكون هناك ما يمنع المستخدمين من الإنشاء المستمر للمعاملات فوق المعاملات القديمة.

باستخدام سلاسل البلوكشين، تُعد حماية الإنفاق المزدوج سهلة بما فيه الكفاية. لا يمكن إنفاق الأموال نفسها مرتين في الكتلة – يمكن للعُقد اكتشاف أي محاولة بسهولة ورفض أي كتلة تحتوي على معاملات متعارضة. نظراً لأنه مكلف للغاية بالنسبة للمُعدِّنين إنتاج الكتل في المقام الأول، يتم تحفيزهم للعب بطريقة عادلة.

لدى الرسوم البيانية باتجاه واحد أيضاً آلية لمنع الإنفاق المزدوج. وهي مماثلة نوعاً ما، لكن بدون المُعدِّنين. عندما تؤكد العقدة المعاملات القديمة، فإنها تقوم بتقييم مسار كامل للعودة إلى أول معاملة للرسم البياني باتجاه واحد من أجل التأكد من أن المُرسِل لديه رصيد كافٍ. يمكن أن تكون هناك عدة مسارات، ولكن يجب التحقق من مسار واحد فقط.



إذا قام المستخدمون بإنشاء المعاملات في مسار غير صالح، فإنهم يخاطرون بتجاهل معاملاتهم الخاصة. قد تكون المسارات الخاصة بهم شرعية، ولكن نظراً لأن المسار السابق لم يكن كذلك، فلن يرغب أحد في تمديد هذا المسار المحدد.

قد يكون هذا غريباً في البداية – ألا يمكن أن ينتهي بك الأمر في موقف حيث توجد عدة فروع ليست على علم بوجود بعضها البعض؟ ثم، ألا يستطيع الأشخاص إنفاق نفس الأموال في هذه الفروع المختلفة؟



هذا بالفعل احتمال، لكن تم حله باستخدام خوارزمية اختيار تفضل القمم ذات الوزن التراكمي الأثقل. وهذا يعني أنه بمرور الوقت، سينتهي بك الأمر في فرع أقوى بكثير من البقية. وسيتم التخلي عن الفروع الأضعف، وستستمر الشبكة في إنشاء المعاملات فوق الفرع الأثقل. 

كما هو الحال بالنسبة لسلاسل البلوكشين، لا يوجد أمر نهائي مطلق – لا يمكنك أن تكون متأكداً بنسبة 100% من أن المعاملة لن يتم عكسها. من غير المحتمل بشكل لا يصدق، ولكن يمكنك نظرياً "التراجع" عن كتلة البيتكوين أو Ethereum، مما سيؤدي إلى عكس جميع المعاملات بداخلها. كلما زاد عدد الكتل المضافة بعد الكتلة التي تحتوي على معاملتك، زادت ثقتك فيها. وهذا هو السبب في أنه من المستحسن أن تنتظر ستة تأكيدات قبل إنفاق الأموال.
في الرسم البياني باتجاه واحد مثل عقدة IOTA، هناك فكرة عن الثقة في التأكيد. يتم تشغيل خوارزمية الاختيار 100 مرة، وتقوم باحتساب عدد المرات التي تمت فيها الموافقة على معاملتك بشكل مباشر أو غير مباشر في القمم المحددة. كلما ارتفعت النسبة المئوية، زادت ثقتك في أن معاملتك ستظل "ثابتة".

قد يبدو هذا وكأنه يؤدي إلى تجربة مستخدم سيئة. لكن الأمر ليس كذلك. إذا أرسلت أليس إلى بوب 10 MagicDAGTokens، فليس عليها أن تقلق بشأن تحديد القمم الصحيحة بالرسم البياني. في حقيقة الأمر، قد تقوم محفظتها بما يلي:

  • تحديد القمم الثقيلة (تذكر، هذه هي القمم التي لديها أكثر التأكيدات المتراكمة).
  • اتباع المسار مرة أخرى من خلال المعاملات السابقة للتأكد من أن القمم لديها رصيد كافٍ للإنفاق.
  • إذا كان الأمر كذلك، ستقوم بإضافة معاملتها إلى الرسم البياني باتجاه واحد، لتأكيد المعاملات التي يتم الإنشاء فوقها.
بالنسبة لأليس، سيبدو هذا مثل سير عمل العملات الرقمية المعتاد. ستقوم بإدخال عنوان بوب والمبلغ الذي تريد إنفاقه، ثم ستضغط على إرسال. القائمة أعلاه هي إثبات العمل الذي يقوم كل مشارك بتشغيله عند إنشاء معاملة.



مزايا وعيوب الرسوم البيانية باتجاه واحد

مزايا الرسوم البيانية باتجاه واحد

السرعة

غير مقيدة بأوقات الكتلة، يمكن لأي شخص البث ومعالجة معاملاته في أي وقت. لا يوجد حد لـ عدد المعاملات التي يرسلها المستخدمون، بشرط أن يؤكدوا المعاملات الأقدم كما يفعلون.


لا يوجد تعدين

لا تستخدم الرسوم البيانية باتجاه واحد خوارزميات إجماع إثبات العمل بالطريقة التي اعتدنا عليها. وبالتالي فإن البصمة الكربونية الخاصة بها هي جزء بسيط من تلك الموجودة في العملات الرقمية التي تعتمد على التعدين لتأمين شبكة سلسلة البلوكشين الخاصة بها.


لا توجد رسوم معاملات

نظراً لعدم وجود أي مُعدِّنين، لا يحتاج المستخدمون إلى دفع رسوم لبث معاملاتهم. ومع ذلك، تتطلب بعض المعاملات دفع رسوم رمزية لأنواع خاصة من العُقد. الرسوم المنخفضة (أو الأفضل، بدون رسوم) مغرية للمدفوعات الصغيرة، لأن الغرض منها يتنافى مع رسوم الشبكة الكبيرة.


لا توجد مشكلات قابلية توسع

غير مقيدة بأوقات الكتلة، يمكن للرسوم البيانية باتجاه واحد معالجة العديد من المعاملات في الثانية الواحدة مقارنةً بشبكات سلاسل البلوكشين التقليدية. يعتقد العديد من المؤيدين أن هذا سيجعل المعاملات ذات قيمة في حالات استخدام إنترنت الأشياء (IoT)، حيث ستتفاعل جميع أنواع الأجهزة مع بعضها البعض.


عيوب الرسوم البيانية باتجاه واحد

ليست لامركزية بالكامل

البروتوكولات التي تعتمد على الرسوم البيانية باتجاه واحد لديها عناصر مختلفة من المركزية. بالنسبة للبعض، من المفترض أن يكون هذا حلاً قصير الأجل لتمهيد الشبكة، ولكن لم يتضح حتى الآن ما إذا كانت الرسوم البيانية باتجاه واحد يمكن أن تزدهر دون تدخل أطراف خارجية أم لا. وإذا لم يكن الأمر كذلك، فإنها تفتح الباب لوسائل الهجوم التي قد تؤدي في النهاية إلى شل شبكاتها.


لم يتم اختبارها على نطاق واسع 

على الرغم من أن العملات الرقمية المستندة إلى الرسم البياني باتجاه واحد كانت موجودة منذ بضع سنوات، إلا أن أمامها طريق طويل قبل أن تشهد انتشاراً واسع النطاق. وعلى هذا النحو، من الصعب التنبؤ بالدوافع التي قد تدفع المستخدمين إلى استغلال النظام في المستقبل.


أفكار ختامية

الرسوم البيانية باتجاه واحد هي بالتأكيد تقنية مثيرة للاهتمام لبناء شبكات العملات الرقمية. وحتى الآن، هناك عدد قليل نسبياً من المشروعات التي تستخدم هيكل البيانات، ولم تتطور بشكل كامل بعد. 
مع ذلك، إذا تمكنت من تحقيق إمكاناتها، فيمكنها تشغيل منظومات بلوكشين ذات قابلية كبيرة للتوسع. تقنية الرسم البياني باتجاه واحد لديها عدد لا يحصى من حالات الاستخدام في المناطق التي تتطلب إنتاجية عالية وبدون رسوم، كما هو الحال في إنترنت الأشياء (IoT) والمدفوعات الصغيرة.