ما وراء البلوكتشين: فهم الرسم البياني الحلقي الموجه (DAG) التكنولوجيا

لقد هيمنت تقنية البلوكشين على صناعة العملات الرقمية منذ بداية بيتكوين. ومع ذلك، ظهرت ابتكار موازٍ يتحدى بنية السجل التقليدية: الرسم البياني الحلقي الموجه (DAG). بينما يُطلق عليه غالبًا “قاتل البلوكشين”، فإن DAG لا يمثل بديلاً بل نهجًا بديلًا للتحقق من المعاملات وتوافق الشبكة. هذه التقنية تعيد تشكيل كيفية تفكيرنا في الأنظمة الموزعة، خاصة عندما تكون السرعة وقابلية التوسع وكفاءة الطاقة مهمة.

DAG مقابل البلوكتشين: الاختلافات المعمارية الأساسية

في جوهرها، تحل البلوكتشين و DAG مشاكل مشابهة ولكن من خلال آليات مختلفة. تنظم البلوكتشين المعاملات في كتل متسلسلة، مما يخلق هيكلًا شبيهًا بالسلسلة. في المقابل، تنظم الرسم البياني الحلقي الموجه المعاملات كعقد متصلة دون الحاجة إلى الكتل. هذا الاختلاف الذي يبدو صغيرًا ينتج عنه آثار عملية كبيرة.

تعمل البلوكتشين بشكل خطي. تنتظر المعاملات لتكون مجموعة في كتل، ثم تضاف إلى السلسلة. يتطلب إنشاء كل كتلة عملاً حسابيًا ( خاصةً تحت إثبات العمل )، مما يخلق اختناقات متأصلة. من ناحية أخرى، يسمح DAG للمعاملات بالإشارة إلى معاملات سابقة متعددة مباشرة. بدلاً من الانتظار لإنشاء الكتل، تؤكد كل معاملة جديدة المعاملات السابقة، مما يبني شبكة مترابطة بدلاً من سلسلة خطية.

تعني الخاصية الاتجاهية أن المعلومات تتدفق في اتجاه واحد فقط - حيث تشير المعاملات الأحدث دائمًا إلى الأقدم، دون أي دورة للخلف. تضمن خاصية عدم الدوران عدم وجود حلقات في هيكل الرسم البياني. هذا التصميم يقضي على سباق التعدين الذي يحدد أنظمة البلوكشين.

كيف تعمل بنية DAG فعليًا

يتطلب فهم DAG تحليل مكوناته. كل معاملة تصبح “رأس” (دائرة) في الرسم البياني، بينما تمثل موافقات المعاملات “حواف” (خطوط اتجاهية). عند تقديم معاملة، يجب أولاً التحقق من معاملتين غير مؤكدتين سابقتين - تُسمى هذه “نصائح.”

إليك الآلية: تقوم باختيار معاملتين بارزتين والتحقق من شرعيتهما عن طريق تتبع التاريخ الكامل للمعاملات حتى الجذور. إذا كانت كلا المسارين متوافقة—مما يعني أن الأرصدة الكافية موجودة طوال الوقت—تتم تأكيد معاملتك وتدخل الشبكة. الآن تصبح معاملتك قمة جديدة، في انتظار تأكيد من المشارِك التالي.

هذا يخلق دورة تعزز نفسها. كلما زاد عدد المستخدمين المشاركين، يتم تأكيد المزيد من المعاملات، ويزداد تدفق الشبكة بشكل طبيعي. لا يوجد قيود زمنية اصطناعية تحد من عدد المعاملات التي يمكن معالجتها في وقت واحد. يمكن للمستخدمين إجراء المعاملات في أي لحظة، بشرط أن يتحققوا من المعاملات السابقة أولاً.

يتضمن النظام حماية مدمجة من الإنفاق المزدوج. عندما تتحقق العقد من مسار المعاملة الكامل، فإنها تؤكد أن لا وحدة واحدة قد تم إنفاقها مرتين. يؤدي محاولة بناء معاملات على مسار تاريخي غير صالح إلى رفض الشبكة، مما يضمن سلامة الاقتصاد دون الحاجة إلى التحقق المركزي.

مزايا الأداء: السرعة، القابلية للتوسع، والكفاءة

تترجم مزايا DAG المعمارية إلى مكاسب أداء قابلة للقياس. سرعة المعاملة تتحسن بشكل كبير لأنه لا توجد أوقات تأكيد كتلة. في أنظمة البلوكشين، يجب أن تنتظر المعاملات حتى يتم إنتاج الكتلة التالية ( عادةً 10 دقائق لبيتكوين، و12 ثانية للإيثيريوم ). مع DAG، يحدث التأكيد بمجرد انضمام المشارك التالي والتحقق.

قابلية التوسع تصبح متأصلة بدلاً من أن تكون مصممة. تواجه تقنية البلوكشين الثلاثي المعضلة: الأمن، اللامركزية، وقابلية التوسع نادراً ما تتواجد معاً. يتجاوز DAG هذا من خلال السماح بمعالجة المعاملات بشكل متوازي. يتحقق كل مستخدم من المعاملات ويقدمها في الوقت نفسه، مما يخلق نظاماً قابلاً للتوسع بشكل طبيعي دون الحاجة إلى حلول الطبقة الثانية أو تقسيم البيانات.

استهلاك الطاقة ينخفض بشكل كبير. بينما لا تزال بعض شبكات DAG تستخدم إثبات العمل كإجراءات لمكافحة الرسائل غير المرغوب فيها، فإنها تستهلك أجزاءً من الطاقة التي تتطلبها البلوكشين إثبات العمل. لا توجد سباق تعدين، ولا منافسة على معدل التجزئة. تصل الشبكة إلى توافق من خلال المشاركة الجماعية بدلاً من الهيمنة الحاسوبية.

تكاليف المعاملات تصبح غير ملحوظة أو صفرية. يظهر سوق الرسوم في البلوكشين لأن عمال المناجم يجب تعويضهم عن إنتاج الكتل. تلغي DAGs هذا المتطلب. بعض التطبيقات تفرض رسوم عقد بسيطة، لكن هذه تبقى تافهة مقارنة بتكاليف معاملات البلوكشين. بالنسبة للمدفوعات الصغيرة—حيث سيتم تدمير معاملة بقيمة 0.001 دولار بسبب رسوم البلوكشين—تصبح DAGs قابلة للتطبيق عمليًا.

مشاريع DAG في العالم الحقيقي

IOTA $5 أطلقت 2016( رائدة في تنفيذ الرسم البياني الحلقي الموجه في العملات الرقمية. استبدلت IOTA الكتل بهيكل يسمى Tangle، حيث يجب على كل معاملة التحقق من معاملتين سابقتين بالضبط. يركز البروتوكول على تطبيقات إنترنت الأشياء، حيث تحتاج العديد من الأجهزة الصغيرة إلى إجراء المعاملات دون رسوم باهظة. يحقق هيكل IOTA اللامركزية الحقيقية لأن كل مشارك يساهم في التوافق—لا يوجد عمال مناجم متخصصون ينشئون نقاط مركزية اصطناعية.

نانو يتبنى نهجًا هجينًا، يمزج بين مبادئ الرسم البياني الحلقي الموجه ومفاهيم البلوكتشين. يحتفظ كل مستخدم بسلسلة حساباته الخاصة )مكون البلوكتشين(، بينما يستخدم الشبكة هياكل شبيهة بالرسم البياني الحلقي الموجه للتحقق. وهذا يسمح لنانو بتقديم معاملات فورية بدون رسوم مع لامركزية حقيقية. يُحقق كل من المرسل والمستقبل المدفوعات، مما يوزع مسؤولية الإجماع عبر الشبكة.

BlockDAG يوسع هذه المبادئ مع نهج تعدين موجه للهواتف المحمولة وجدول تقليل مكافآت لمدة 12 شهرًا ) مقابل دورة بيتكوين التي تستمر 4 سنوات (. يجمع المشروع بين فوائد DAG التقليدية وميزات الوصول المصممة للمستخدمين العاديين بدلاً من المتخصصين الفنيين.

القيود: المخاوف من المركزية والنضوج

على الرغم من المزايا النظرية، تواجه شبكات DAG تحديات عملية تمنعها من استبدال تقنية البلوكشين على الفور. تمثل مخاطر المركزية القلق الأساسي. تتطلب العديد من تطبيقات DAG وجود عقدة منسقة خلال مراحل الإقلاع—وهي كيان موثوق يقوم بالتحقق من المعاملات حتى يصل الشبكة إلى حجم كافٍ. هذا يقدم وسيطًا موثوقًا، مما يتعارض مع روح اللامركزية للعملات المشفرة.

بعض البروتوكولات تكافح للحفاظ على اللامركزية على نطاق واسع. بدون تصميم حوافز مناسب، قد تتخلى العقد الصغيرة، مما يركز قوة التحقق بين المشاركين الكبار. هذا يعكس المشاكل التي حلتها تقنية البلوكشين من خلال مكافآت التعدين، ومع ذلك لم تقم تطبيقات DAG بإعادة إنتاج توافق الحوافز في البلوكشين بشكل كامل.

اختبار المعركة المحدود يمثل عقبة أخرى. تكنولوجيا DAG لا تزال أصغر سناً وأقل اختباراً من بدائل البلوكشين. معظم التطبيقات لم تواجه الظروف المعادية والنطاق الواسع الذي تتحمله شبكات البلوكشين. قد تظهر ثغرات غير معروفة مع زيادة الاعتماد. نادراً ما تتضمن مؤتمرات الأمن أبحاث DAG مقارنة بمناقشات بروتوكولات البلوكشين.

تأخر اعتماد المؤسسات بشكل ملحوظ. في حين تستكشف المؤسسات المالية الكبرى تطبيقات البلوكشين، تظل DAG تقنية هامشية. تعني القوائم المحدودة في البورصات، والمجتمعات المطورة الأصغر، وحالات الاستخدام الإنتاجي الأقل أن DAG لم تحقق نضج النظام البيئي اللازم لتحدي هيمنة البلوكشين.

تقييم موقع DAG المستقبلي

تمثل الرسوم البيانية الحلقي الموجه نهجًا مبتكرًا حقًا نحو الإجماع الموزع. إن مزاياها من حيث السرعة والقابلية للتوسع وكفاءة الطاقة ليست نظرية - حيث تُظهر مشاريع مثل IOTA و Nano هذه الخصائص في الشبكات الحية.

ومع ذلك، لم تثبت تقنية DAG أنها تستطيع استبدال blockchain في جميع حالات الاستخدام. تخلق طول عمر blockchain، وسجل الأمان، والدعم المؤسسي، وتأثيرات الشبكة مزايا تنافسية هائلة. من المحتمل أن تنجح التقنية ليس من خلال استبدال blockchain ولكن من خلال ملء فجوات محددة حيث تكون خصائص DAG ذات أهمية أكبر: شبكات المدفوعات الصغيرة، تطبيقات إنترنت الأشياء، والسيناريوهات التي تدفع فيها إزالة الرسوم والتسوية الفورية التبني.

تستفيد مساحة العملات المشفرة من التنوع التكنولوجي. بدلاً من منافسة تأخذ كل شيء، من المحتمل أن تت coexist تقنيات DAG و blockchain، حيث تم تحسين كل منهما لأغراض مختلفة. مع نضوج تطبيقات DAG ومعالجتها لمخاوف المركزية، توقع رؤية حالات استخدام موسعة واعتماد أوسع - ليس كبديل، ولكن كتكنولوجيا مكملة تلبي مطالب السوق المتميزة.