DAG là gì? DAG (Directed Acyclic Graph) là một mô hình dữ liệu tiên tiến được sử dụng trong công nghệ Blockchain và các hệ thống phi tập trung. DAG nổi lên như một giải pháp thay thế cho các Blockchain truyền thống nhờ khả năng xử lý nhanh chóng và không cần Miners. Trong bài viết này, cùng tìm hiểu cơ chế hoạt động cũng như những lợi ích và hạn chế của Directed Acyclic Graph nhé!
DAG là gì?
DAG (Directed Acyclic Graph) hay đồ thị không tuần hoàn có hướng là mô hình dữ liệu được sử dụng trong ngành công nghiệp tiền điện tử.
DAG hoạt động khác với các Blockchain thông thường. Thay vì các khối, DAG sử dụng một mạng lưới các giao dịch được liên kết trực tiếp với nhau. Mỗi giao dịch mới phải xác nhận các giao dịch trước đó, dẫn đến một chuỗi xác nhận liên tục. Điều này giúp loại bỏ sự cần thiết của Miners đồng thời tăng tốc độ xử lý giao dịch. Độ tin cậy của giao dịch được hỗ trợ bởi số lượng kết nối và xác nhận, mang lại một hệ thống an toàn và hiệu quả.
Cấu trúc khối của Directed Acyclic Graph
Sự kết hợp giữa Blockchain và DAG bắt nguồn từ khái niệm sidechain, cho phép giao dịch song song trên nhiều chuỗi. DAG vẫn giữ nguyên khái niệm về các khối nhưng sắp xếp chúng theo cấu trúc đồ thị chứ không theo chuỗi tuyến tính như Blockchain truyền thống.
Trong Blockchain, dữ liệu được tổ chức thành các khối xếp chồng lên nhau tạo thành chuỗi (hình a), trong khi DAG tổ chức dữ liệu theo cấu trúc biểu đồ phân tán. Điều này cải thiện tốc độ giao dịch và khả năng mở rộng.
Hệ thống DAG tập trung vào xử lý và lưu trữ giao dịch trực tuyến, tổ chức dữ liệu dưới dạng biểu đồ (hình b). Mô hình DAG được coi là mô hình khả thi cho tiền điện tử hiệu suất cao vì nó cân bằng giữa tính phân cấp và hiệu quả xử lý giao dịch.
Trong mô hình này, các nút sẽ được tạo đồng thời để tăng tốc độ xử lý giao dịch thay vì “người xác thực (Validators) hoặc người khai thác (Miners)” cạnh tranh với nhau để tìm các khối (49100) mới để thêm vào chuỗi khối.
Cơ chế hoạt động của DAG là gì?
Dữ liệu có thể được lưu trữ hiệu quả hơn trong biểu đồ có hướng. Các nút được kết nối với nhau đóng vai trò là các “nhánh” của nó, tạo cho nó một cấu trúc giống như cây.
Mô hình DAG cho phép xác thực đồng thời nhiều giao dịch vì mỗi nút có thể có nhiều nút gốc. Điều này giúp tiết kiệm thời gian bằng cách loại bỏ nhu cầu giao dịch phải chờ hoàn thành giao dịch trước đó.
Các khối sau này trong chuỗi khối thông thường chỉ được xử lý bằng cách sử dụng tham chiếu của khối trước đó. Điều này là do chỉ khi một giao dịch được tham chiếu bởi một giao dịch khác thì nó mới có thể được xác nhận thành công.
Một giao dịch được biểu diễn bằng mỗi đỉnh trong Directed Acyclic Graph. Thay vì tập hợp thành các khối, các giao dịch được xây dựng chồng lên nhau. Sau đó, các nhiệm vụ bằng chứng công việc được thực hiện mỗi khi nút gửi giao dịch để ngăn chặn thư rác và xác thực các giao dịch trước đó.
Trong tiền điện tử dựa trên mô hình DAG, các giao dịch mới thường được xây dựng dựa trên các giao dịch trước đó. DAG có thể tham chiếu nhiều giao dịch thay vì chỉ một giao dịch tại một thời điểm, đây là điểm khác biệt chính của Blockchain.
Ứng dụng mô hình DAG trong Crypto
Tính phân quyền và khả năng mở rộng của công nghệ Blockchain là hai nhược điểm mà mô hình Directed Acyclic Graph hướng tới giải quyết cũng như nâng cao tính bảo mật.
Người khai thác chỉ có thể sản xuất một khối tại một thời điểm trên chuỗi khối Ethereum hoặc Bitcoin. Do đó, chỉ sau khi giao dịch đó kết thúc, giao dịch mới mới có thể được xác thực. Bằng cách loại bỏ các khối này, DAG sẽ thêm các giao dịch trực tiếp vào Blockchain.
Việc loại bỏ khối sẽ loại bỏ nhu cầu khai thác trong mô hình DAG. Điều này cần ít năng lượng hơn để duy trì hoạt động mạng. Ngoài ra, DAG còn cung cấp một số lợi ích, bao gồm:
- Việc tạo khối không bị cản trở tốc độ giao dịch cao.
- Thân thiện với môi trường hơn do sử dụng ít năng lượng so với khai thác coin.
So sánh giữa DAG và Blockchain
Blockchain và Directed Acyclic Graph (DAG) khác nhau chủ yếu ở cách chúng sắp xếp và xác thực các giao dịch. Cụ thể:
- Blockchain: Các khối giao dịch được thêm vào chuỗi theo thứ tự thời gian trong Blockchain. Một số lượng giao dịch được xác định trước bằng cách khai thác hoặc xác thực bao gồm trong mỗi khối. Tính bảo mật và tính nhất quán của dữ liệu trên chuỗi được đảm bảo bởi quy trình này.
- DAG: Không có thứ gọi là khối hay chuỗi trong DAG. Trong biểu đồ, mỗi giao dịch là một đỉnh được kết nối với các giao dịch mà nó phụ thuộc vào. Giao dịch được xác minh bằng cách tham chiếu trực tiếp đến giao dịch trước đó; không có khối nào được tạo ra. Kết quả là một mạng lưới giao dịch gắn kết chặt chẽ được hình thành, cho phép xử lý song song và tốc độ giao dịch nhanh hơn.
Do đó, DAG cho phép mỗi giao dịch thực hiện các tham chiếu phi tuyến tính đến nhiều giao dịch khác, trong khi Blockchain phụ thuộc vào cấu trúc chuỗi tuyến tính. Điều này có thể dẫn đến thời gian xử lý giao dịch nhanh hơn và giá rẻ hơn so với Blockchain truyền thống. Mặt khác, DAG gặp những khó khăn nhất định trong việc phân phối đồng đều và bảo mật.
Top 6 dự án sử dụng mô hình DAG
6 ứng dụng nổi tiếng của Directed Acyclic Graph (DAG) trong tiền điện tử như sau:
IOTA
Năm 2016, IOTA đã giới thiệu mạng “Blockchain không khối” của mình. IOTA dựa trên quan điểm rằng mọi người dùng về cơ bản đều là thợ mỏ. Chẳng hạn, người dùng cần xác nhận hai giao dịch để xác thực một giao dịch.
Mỗi người dùng đều giữ cho mạng được cập nhật. Mọi người đều tham gia để đạt được sự đồng thuận. Điều này hỗ trợ mạng đạt được khả năng mở rộng tốt và tính phân cấp cao.
IOTA là một lựa chọn tiết kiệm chi phí cho các khoản thanh toán vi mô vì nó hầu như không tính phí. Cấu trúc DAG của IOTA cho phép nó xử lý các giao dịch nhanh chóng mà không cần đến thợ mỏ. Vì điều này, IOTA là loại tiền điện tử hoạt động tốt cho các giao dịch nhỏ.
OByte (GBYTE)
DAG và cơ sở dữ liệu phi tập trung được kết hợp bởi OByte, trước đây là Byteball, để tạo ra một giải pháp thanh toán và hợp đồng thông minh hoàn chỉnh. Các hợp đồng thông minh phức tạp, an toàn và minh bạch có thể được thực hiện trực tiếp trên biểu đồ nhờ cấu trúc DAG. Bằng cách loại bỏ người trung gian, OByte tăng tốc giao dịch và giảm chi phí. Giao dịch được người dùng xác nhận trực tiếp, tăng cường tính phân cấp và bảo mật.
Ví dụ: Trong ngành chăm sóc sức khỏe, OByte đã được sử dụng để theo dõi thông tin bệnh nhân và hồ sơ y tế, đảm bảo khả năng truy cập và tính toàn vẹn dữ liệu giữa các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau.
Nano
Một loại tiền điện tử khác sử dụng hệ thống DAG là Nano. Nano được gọi là công nghệ mạng khối và bao gồm các chuỗi khối riêng biệt được kết nối bởi các nút. Về mặt kỹ thuật, nó là sự kết hợp giữa Blockchain và DAG.
Mỗi người dùng đều có một Blockchain và một ví cá nhân. Trên ví hoặc blockchain của riêng họ, chỉ người dùng mới có khả năng thực hiện thay đổi. Khi cả người gửi và người nhận đều thực hiện hoạt động trên chuỗi khối tương ứng của họ, giao dịch được coi là hoàn tất.
Nano không cung cấp cho người dùng tốc độ giao dịch hoặc phí giao dịch cao.
Casper
Casper là một Blockchain được thiết kế cho người dùng doanh nghiệp, các dự án, DApp, nhà phát triển hoặc người xác thực sẽ là khách hàng của dự án. DAG được sử dụng bởi thuật toán đồng thuận Highway của Casper để gửi dữ liệu hiệu quả hơn cho người xác thực tổng hợp và xử lý.
Fantom (FTM)
Thuật toán đồng thuận DAG, Lachesis, được Fantom, một nền tảng hợp đồng thông minh, sử dụng để giải quyết các vấn đề về bảo mật và khả năng mở rộng. Tính hữu hạn gần như ngay lập tức đạt được thông qua quá trình xử lý giao dịch song song được thực hiện bởi Lachesis, giao thức aBFT. Fantom đạt được hiệu quả và tốc độ trong Blockchain.
Nhiều nền tảng DeFi, bao gồm Spooky Swamp, đã áp dụng công nghệ Fantom để cung cấp giao dịch nhanh chóng và giá cả thấp, đảm bảo khả năng xử lý khối lượng giao dịch cao.
Hedera Hashgraph (HBAR)
Blockchain truyền thống được thay thế bằng Hedera Hashgraph, sử dụng cấu trúc DAG Hashgraph. Bỏ phiếu ảo và giao thức “gossip-about-gossip” tạo điều kiện thuận lợi cho việc xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây. Hedera vượt trội hơn Blockchain truyền thống về tốc độ, sự công bằng và bảo mật.
Các doanh nghiệp như Avery Dennison đã áp dụng công nghệ này để theo dõi nguồn gốc và tính xác thực của sản phẩm trong toàn bộ chuỗi cung ứng, nâng cao độ tính minh bạch.
Ưu nhược điểm của DAG
Mặc dù công nghệ DAG vẫn còn ở giai đoạn phát triển đầu tiên nhưng nó đã có những ưu điểm và nhược điểm như sau:
Ưu điểm DAG
- Không giới hạn tốc độ giao dịch: Blocktime không giới hạn khả năng gửi và xử lý giao dịch của bất kỳ cá nhân nào. Người dùng có thể gửi bao nhiêu giao dịch tùy thích miễn là họ đang xác nhận các giao dịch trước đó.
- Không có phí giao dịch: Người dùng không phải trả phí tối thiểu hoặc miễn phí để xử lý các giao dịch trong kiến trúc DAG cơ bản. Điều này tốt cho các giao dịch vi mô giá trị thấp.
- Tiêu hao năng lượng thấp: Không giống như các Blockchain truyền thống, DAG không sử dụng thuật toán đồng thuận PoW hoặc POS nổi tiếng. Do đó, chúng có chi phí vận hành thấp hơn nhiều và lượng khí thải carbon nhỏ hơn nhiều so với tiền điện tử sử dụng chuỗi khối bằng chứng công việc (PoW).
- Không cần khai thác: Không có công cụ khai thác nào có mặt trong mạng DAG. Giao dịch được xác thực trực tiếp trên giao dịch. Điều này có nghĩa là các giao dịch của người dùng diễn ra gần như ngay lập tức.
- Khả năng mở rộng: Không giống như các mạng Blockchain thông thường, DAG không bị hạn chế bởi Blocktime và có thể xử lý nhiều giao dịch hơn mỗi giây. Do đó, nhiều người ủng hộ cho rằng chúng sẽ hữu ích trong các trường hợp sử dụng Internet of Things (IoT).
Nhược điểm DAG
- Không hoàn toàn phi tập trung: Các thành phần tập trung khác nhau sẽ có mặt trong các giao thức sử dụng kiến trúc DAG. Đây là một hạn chế khá lớn đối với một số người.
- Spam Attack: Kiến trúc DAG dễ bị các tác nhân độc hại tấn công vào mạng spam vì phí giao dịch gần như bằng 0.
Như vậy, DAG không chỉ là một cấu trúc dữ liệu mà còn là một bước tiến quan trọng trong công nghệ Blockchain. Với khả năng xử lý giao dịch nhanh chóng, chi phí thấp và khả năng mở rộng cao, DAG hứa hẹn sẽ mang đến nhiều ứng dụng mới trong tương lai. Mong rằng, qua bài viết của Sanforexviet.com giúp bạn hiểu rõ hơn về DAG là gì?