Saturs
Ar
kriptovalūtām parasti saista tādus jēdzienus kā "
blokķēde" vai "sadalītās virsgrāmatas tehnoloģija". Kopš
Bitcoin ieviešanas ir radītas simtiem citu kriptovalūtu. Vairums kriptovalūtu izmanto līdzīgu tīkla arhitektūru. To datu struktūras ļauj lietotājiem pārskaitīt līdzekļus vai mijiedarboties ar decentralizētām lietotnēm.
Blokķēdē periodiski tiek pievienots jauns
bloks, un bloku skaits turpina palielināties. Katrs nākamais bloks ir savienots ar iepriekšējo, izmantojot kriptogrāfisku saiti (proti,
jaucējkodu). Katrs no šiem blokiem ietver nesen veiktus darījumus, kurus ir pārraidījuši lietotāji.
Taču bieži vien starp darījuma pārraidīšanu un iekļaušanu blokā ir noteikts gaidīšanas periods. Tas līdzinās vilciena gaidīšanai stacijā. Atkarībā no vagonu (bloku) lieluma un gaidošo cilvēku (neapstiprināto darījumu) skaita pastāv pat iespēja, ka nākamajā vilcienā netiksi. Iespējams, nevarēsi braukt arī ar aiznākamo. Gaidīšanas laiks, līdz darījumi tiks
apstiprināti, var ilgt no dažām sekundēm līdz vairākām stundām.
Daudziem tas šķiet saprātīgs kompromiss. Galu galā, tas sniedz ievērojamu drošību bez nepieciešamības paļauties uz centralizētu koordinatoru. Citiem šķiet, ka blokķēdes tehnoloģijas dienas ir skaitītas. Šī risinājuma kritiķi uzskata, ka ilgtermiņā blokķēdes tehnoloģijas
mērogojamības problēmu dēļ tā netiks plaši izmantota.
Daži ir pārliecināti, ka kriptovalūtu maksājumu tīkli nākotnē tiks balstīti pavisam atšķirīgā arhitektūrā – virzītajos bezciklu grafikos jeb DAG.
DAG ir atšķirīga veida datu struktūra – līdzīga datubāzei, kas apvieno dažādas informācijas vienības. Jēdziens "virzītais bezciklu grafiks" ir visai sarežģīts, tāpēc sāksim to šķetināt.
Virzītais bezciklu grafiks
Konceptuāli DAG izskatās līdzīgi kā augstāk attēlā. Šos grafikus veido punkti jeb virsotnes (sfēras) un šķautnes (savienojošās līnijas). Tie ir virzīti, jo ir vērsti vienā virzienā (parādīts attēlā ar bultām). Tie ir bezciklu (acikliski), jo nenotiek atgriešanās iepriekšējos punktos (virsotnēs) – sākot vienā punktā un sekojot grafikam, vairs nav iespējams atgriezties tajā pat punktā. Drīz tas kļūs saprotamāks.
Šādas datu struktūras parasti izmanto datu modelēšanai. DAG var izmantot zinātnē vai medicīnā, analizējot sakarības starp mainīgajiem un nosakot to savstarpējo ietekmi. Piemēram, var skatīt saistību starp uzturu, miega cikliem un fiziskajiem simptomiem, vērtējot šo faktoru ietekmi uz pacientu.
Mūs vairāk interesē tas, kā šīs datu struktūras var palīdzēt sasniegt
konsensu decentralizētā kriptovalūtu tīklā.
DAG balstītās
kriptovalūtās ar katru punktu (virsotni) struktūrā tiek apzīmēts darījums. Šeit nav tāda jēdziena kā
bloki, un datubāzes paplašināšanai nav nepieciešama
ieguve. Tātad tā vietā, lai apkopotu darījumus blokos, darījumi tiek veidoti cits virs cita. Tomēr tiek veikta neliela
darba apliecinājuma darbība brīdī, kad
mezgls iesniedz darījumu. Tas nodrošina tīkla nepiesārņošanu ar nevēlamu informāciju, kā arī iepriekšējo darījumu apstiprināšanu.
Lai pievienotu jaunu darījumu, tas ir jāizveido virs kāda no iepriekšējiem darījumiem. Pieņemsim, ka Alise izveido jaunu darījumu. Lai tas tiktu apstiprināts, darījumam ir jāietver atsauce uz iepriekšējiem darījumiem. Tas zināmā mērā līdzinās tam, kā bloki Bitcoin tīklā ir saistīti ar iepriekšējo bloku, taču šajā gadījumā atsauce ir uz vairākiem darījumiem.
Dažās sistēmās algoritms izvēlas, uz kuriem darījumiem ("virsotnēm") jāveido jauns darījums. Parasti tiek atlasītas virsotnes ar lielāku uzkrāto "svaru" – lielāku apstiprinājumu skaitu ceļā līdz attiecīgajai virsotnei.
Darījumi, uz kuriem Alise veidos savu darījumu, nav apstiprināti. Taču tie tiks apstiprināti brīdī, kad Alise izvietos uz tiem atsauces. Pagaidām Alises darījums vēl nav apstiprināts, tādēļ kādam citam ir jāizveido darījums virs tā, lai Alises darījums tiktu apstiprināts.
Lietotāji, visticamāk, apstiprinās darījumus ar lielāku "svaru", lai sistēma varētu turpināt augt. Pretējā gadījumā nekas netraucētu lietotājiem turpināt kārtot darījumus virs senākiem darījumiem.
Blokķēžu gadījumā ir visai viegli nodrošināt aizsardzību pret
dubultiem tēriņiem. Vienus un tos pašus līdzekļus blokā nav iespējams iztērēt divreiz, jo mezgli var viegli identificēt šādu mēģinājumu un noraidīt bloku, kurš ietver pretrunīgus darījumus. Tā kā ieguvējiem bloku izveide izmaksā ļoti dārgi, viņi ir ieinteresēti strādāt godīgi.
Arī DAG ietver mehānismu dubulto tēriņu novēršanai. Tas ir līdzīgs, tikai bez ieguvējiem. Kad mezgls apstiprina senākus darījumus, tiek novērtēts viss ceļš atpakaļ līdz pašam pirmajam DAG darījumam, lai pārliecinātos, ka sūtītājam ir pietiekams līdzekļu atlikums. Ceļi var būt vairāki, bet jāverificē ir tikai viens.
Ja lietotāji veido darījumus uz nederīga ceļa, pastāv risks, ka viņu pašu darījums tiks ignorēts. Viņu darījums var būt likumīgs, bet neviens nevēlēsies paplašināt konkrēto ceļu gadījumā, ja iepriekšējais darījums ir bijis nelikumīgs.
Sākumā tas var šķist mulsinoši – vai nevarētu rasties situācija ar vairākiem atzariem, kuri nezina viens par otra pastāvēšanu? Vai cilvēki tādā gadījumā nevarētu tērēt vienus un tos pašus līdzekļus šajos atšķirīgajos atzaros?
Tāda iespējamība tiešām pastāv, tomēr to risina atlases algoritms, kurš dod priekšroku virsotnēm ar lielāku uzkrāto "svaru". Tas nozīmē, ka kāds atzars būs daudz spēcīgāks par pārējiem. Vājākie atzari tiks atmesti, un tīkls turpinās veidot darījumus uz spēcīgākā atzara.
Līdzīgi kā blokķēžu gadījumā – nav absolūta galīguma, jo nekad nevari būt pilnībā pārliecināts par to, ka darījums netiks atgriezts. Tas ir ārkārtīgi maz ticams, bet teorētiski
Bitcoin vai
Ethereum bloku ir iespējams atcelt, atceļot visus tajā ietilpstošos darījumus. Jo vairāk bloku ir pievienoti pēc bloka, kurā ietilpst tavs darījums, jo pārliecinātāks vari par to būt. Tāpēc iesakām pirms līdzekļu tērēšanas sagaidīt sešus apstiprinājumus.
Tādā DAG kā
IOTA Tangle pastāv
apstiprinājuma ticamības jēdziens. Atlases algoritms tiek darbināts 100 reizes, un tev ir jāskaita, cik reižu tavs darījums tiek tieši vai netieši apstiprināts atlasītajās virsotnēs. Jo lielāks ir šis procentuālais īpatsvars, jo lielāka ir pārliecība, ka darījums netiks atcelts.
Varētu šķist, ka tā rezultātā pasliktinās lietotāja pieredze. Tomēr tā nav. Ja Alise nosūta Kārlim 10 MagicDAGToken, viņai nav jāraizējas par to, vai grafikā ir izvēlētas pareizās virsotnes. Tikmēr viņas makā varētu noritēt šādi procesi:
- Stiprāko virsotņu atlase (atceries – tās ir virsotnes ar vislielāko uzkrāto apstiprinājumu skaitu).
- Izsekošana atpakaļceļam caur iepriekšējiem darījumiem, lai pārliecinātos, ka šajās virsotnēs ir pietiekams pieejamais atlikums.
- Pozitīvu rezultātu gadījumā darījums tiek pievienots DAG, attiecīgi apstiprinot darījumus, uz kuriem tas tika pievienots.
Alisei tas izskatīsies pēc parasta kriptovalūtas pārskaitījuma. Viņa ievadīs Kārļa adresi un summu, kuru vēlēsies nosūtīt, un tad nospiedīs sūtīt. Augstāk uzskaitītās darbības ir darba apliecinājums, kuru katrs dalībnieks veic darījuma izveides brīdī.
DAG priekšrocības
Ātrums
Bez bloku izveides laika radītajiem ierobežojumiem ikviens var jebkurā laikā pārraidīt un apstrādāt savus darījumus. Nav ierobežots lietotāja iesniegto
darījumu skaits, ja vien lietotājs šajā procesā apstiprina agrāk veiktos darījumus.
Nav jāveic ieguve
DAG neizmanto
darba apliecinājuma (PoW) konsensa algoritmus mums ierastajā veidā. Tādējādi šādu kriptovalūtu radītā oglekļa dioksīda pēda atbilst vien nelielai daļai no tās, ko rada
kriptovalūtas, sava blokķēžu tīkla nodrošināšanai izmantojot
ieguvi.
Nav komisijas maksu
Tā kā nav ieguvēju, lietotājiem nav jāmaksā komisijas maksas, lai pārraidītu savus darījumus. Tajā pat laikā dažkārt tiek piemērota neliela komisijas maksa īpašu veidu
mezgliem. Zemas komisijas maksas (vai, vēl labāk, nekādas komisijas maksas) ir vilinošas mikromaksājumiem, jo augstu tīkla komisijas maksu rezultātā tie zaudē savu jēgu.
Nav mērogojamības problēmu
Bez bloku izveides laika radītajiem ierobežojumiem DAG var apstrādāt daudz vairāk
darījumu sekundē salīdzinājumā ar tradicionālajiem blokķēžu tīkliem. Daudzi šī risinājuma atbalstītāji uzskata, ka šis aspekts paaugstinās tā vērtību
lietu interneta (IoT) jomā, kur visu veidu iekārtas savstarpēji mijiedarbosies.
DAG trūkumi
Nav pilnīgas decentralizācijas
Protokoliem, kas izmanto DAG, ir raksturīgi dažādi centralizācijas elementi. Dažiem tas šķiet īstermiņa risinājums tīkla sākumielādei, taču laiks rādīs, vai DAG var attīstīties bez trešo pušu iesaistīšanās. Ja nē, uzbrukumu vektori var padarīt šādu kriptovalūtu tīklus neizmantojamus.
Nav pārbaudīti pienācīgā mērogā
Lai arī DAG principā balstītas kriptovalūtas pastāv jau vairākus gadus, tām vēl ir tāls ceļš ejams, lai sasniegtu plašu lietojumu. Tādējādi ir grūti paredzēt, kādos veidos lietotāji varētu nākotnē mēģināt sistēmu izmantot ļaunprātīgi.
Virzītie bezciklu grafiki noteikti ir interesanta
kriptovalūtu tīklu izveides tehnoloģija. Pagaidām šo datu struktūru izmanto salīdzinoši neliels projektu skaits, un šie projekti vēl nav pilnībā attīstījušies.
Tomēr, izmantojot savu potenciālu, tie varētu nodrošināt plaši mērogojamu ekosistēmu darbību. DAG tehnoloģijai ir neskaitāmi daudz lietošanas iespēju tādās jomās, kurās ir nepieciešama liela caurlaidspēja un nav vēlamas komisijas maksas, piemēram,
lietu interneta (IoT) un mikromaksājumu jomā.
