الرسوم البيانية غير الحلقية الموجهة (DAG) وتقنية Blockchain الفعالة

التشابك,ايوتاتوفر بنية الرسم البياني اللاحلقي الموجه (DAG) بديلاً واعدًا وقابل للتطوير وفعالًا لآليات توافق blockchain التقليدية.

مع نمو إنترنت الأشياء (IoT)، أصبحت المدفوعات الصغيرة والأجهزة المترابطة أكثر انتشارًا، مما يتطلب دفتر أستاذ موزعًا قادرًا على إنتاجية عالية للمعاملات.

في هذا المنشور، سنستكشف كيف يستفيد التشابك من DAGs لتحقيق الإجماع اللامركزي وقابلية التوسع.

لماذا تكافح Blockchains التقليدية مع الحجم؟

تعمل سلاسل الكتل مثل Bitcoin وEthereum على تجميع المعاملات في كتل، مع ربط كل كتلة جديدة بشكل مشفر بالكتلة السابقة في السلسلة.

يحد هذا الهيكل المتسلسل من إنتاجية المعاملة إلى حجم الكتلة ومعدل الإنشاء.

مع انضمام المزيد من المستخدمين إلى الشبكة، تزداد المنافسة على المساحة المحدودة داخل الكتل، مما يؤدي إلى ارتفاع رسوم المعاملات وأوقات التأكيد.

بالإضافة إلى ذلك،إجماع إثبات العمل يتطلب استخدام العديد من سلاسل الكتل كميات هائلة من قوة الحوسبة للتحقق من صحة المعاملات وتأمين الشبكة.

في حين تهدف الحلول المختلفة إلى تحسين قابلية التوسع في blockchain، لا تزال هناك قيود أساسية بسبب بنية البيانات الأساسية وآليات الإجماع .

وقد حفز هذا البحث في بنيات دفاتر الأستاذ الموزعة البديلة لبناء شبكات لامركزية قابلة للتطوير بدرجة كبيرة.

تقديم الرسوم البيانية المتشابكة وغير الحلقية الموجهة

يمثل تشابك IOTA خروجًا كبيرًا عن سلاسل الكتل الكلاسيكية.

بدلاً من أن يكون سلسلة خطية من الكتل، فإن التشابك عبارة عن بنية بيانات رسم بياني غير حلقي موجه (DAG).

يتم تمثيل المعاملات من خلال القمم على الرسم البياني، المرتبطة ببعضها البعض بدلا من تسلسلها في كتل.

لإصدار معاملة جديدة، يجب على المستخدم التحقق من صحة معاملتين سابقتين عن طريق إجراء عملية حسابية صغيرة لإثبات العمل.

وتتمثل هذه الموافقات بحواف موجهة تؤكد أن المعاملة الصادرة مرجعية وتتحقق من صحة المعاملتين السابقتين.

مع مرور الوقت، تصبح المعاملات مترابطة، وتشكل شبكة من الموافقات التي توفر الإجماع.

تسمح بنية DAG هذه للتشابك بالتوسع أفقيًا مع انضمام المعاملات الجديدة إلى الشبكة.

نظرًا لأن المستخدمين يتحققون من المعاملات السابقة، فإن المزيد من المعاملات يعني المزيد من التأكيدات وتحسين الأمان.

لا توجد أحجام كتل ثابتة أو فترات زمنية تحد من الإنتاجية. كلما زاد النشاط على الشبكة، تم تأكيد المعاملات بشكل أسرع.

الخصائص الرئيسية للتشابك (DAG)

بعض الميزات الرئيسية التي تمكن التشابك من العمل كسجل تشفير لامركزي وقابل للتطوير:

• الإجماع غير المتزامن – بدلاً من الكتل المتسلسلة، تصل المعاملات إلى النهاية الاحتمالية من خلال سلسلة عشوائية من الموافقات عبر DAG. وهذا يسمح بإنتاجية عالية دون اختناقات.
• لا رسوم المعاملات – يقوم المستخدمون بالتحقق من المعاملات لإصدار المعاملات الخاصة بهم، لذلك لا توجد تكاليف لتقديم المعاملات. وهذا يتيح عمليات الدفع الصغيرة والمعاملات المتكررة بين أجهزة إنترنت الأشياء.
• الأمن اللامركزي – كلما كبرت الشبكة، زاد عدد المعاملات التي يتم التحقق منها والتحقق من صحتها. المزيد من المستخدمين يعني أمانًا موزعًا بشكل أفضل.
• إنتاجية قابلة للتطوير - تزداد المعاملات في الثانية مع نشاط الشبكة بسبب عملية التحقق المتوازية. لا توجد قيود على حجم الكتلة.

Tangle هو نوع من DAG يُستخدم في شبكة العملات المشفرة IOTA

توفر IOTA وتقنية Tangle الخاصة بها بنية دفاتر حسابات موزعة قابلة للتطوير ومناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات:

• إنترنت الأشياء (IoT) - تمكين عمليات الدفع الصغيرة من جهاز إلى جهاز وتوفير نقل موثوق للبيانات بين الأجهزة. تشمل الأمثلة شحن السيارات الكهربائية، وتتبع سلسلة التوريد، وشبكات الاستشعار اللاسلكية.
• المدن الذكية – تحسين كفاءة وشفافية الخدمات العامة من خلال شبكات الأجهزة المتصلة. تطبيقات مثل إدارة النفايات الذكية، ومراقبة التلوث، ومواقف السيارات الذكية.
• الهوية الرقمية – السماح للمستخدمين بامتلاك بياناتهم الشخصية وهويتهم والتحكم فيها على شبكة لا مركزية.
• الخدمات المالية – توفير البنية التحتية للمدفوعات الصغيرة بدون احتكاك، بالإضافة إلى تسوية الأصول الرمزية عبر دفاتر الأستاذ.
• الرعاىة الصحية - مشاركة السجلات الطبية ومراجعتها بشكل آمن، وتمكين الوصول إلى بيانات مستشعرات إنترنت الأشياء الطبية، والتكامل مع أنظمة الرعاية الصحية الذكية.

لا يزال اعتماد Tangle الخاص بـ IOTA في مراحله المبكرة، ولكن قابلية التوسع والمعاملات السهلة والبروتوكول الخفيف يوفر مزايا فريدة مقارنة بسلاسل الكتل التقليدية لتطبيقات إنترنت الأشياء واقتصاد الآلة.

بعض الشركات التي تستكشف حالات الاستخدام بالفعل تشمل Dell، وIntel، وTM Forum، وأكبر بنك في النرويج DNB، وشركة برمجيات الطاقة Grid+.

ومع تحسن تأثيرات الشبكة ونضوج التكنولوجيا، أصبح اعتماد المؤسسات والقطاع العام في وضع يسمح لها بالتسارع.

كيف تعمل الرسوم البيانية الحلقية الموجهة (DAG) والتشابك؟

الرسم البياني غير الدوري الموجه (DAG) هو بنية بيانات تتكون من العقد والحواف، حيث يتم توجيه كل حافة من واحدةالعقدة إلى آخر وليس هناك دورات.

هذا يعني أنه من المستحيل البدء من العقدة واتباع الحواف للعودة إلى نفس العقدة.

غالبًا ما يتم استخدام DAGs لتمثيل البيانات ذات الترتيب الطبيعي، مثل الرسم البياني لتبعية المهمة أو المخطط الزمني.

على سبيل المثال، يمكن استخدام الرسم البياني لتبعية المهمة لتمثيل الترتيب الذي يجب إكمال مجموعة المهام به.

Tangle هو نوع من DAG يُستخدم لتخزين ومعالجة المعاملات بالعملة المشفرة IOTA.

يتكون Tangle من المعاملات، التي يتم تمثيلها كعقد، وحواف، والتي تربط المعاملات معًا.

عند إضافة معاملة جديدة إلى Tangle، يجب أن تشير إلى معاملتين سابقتين.

تسمى عملية التحقق من صحة معاملتين سابقتين "إثبات العمل" (PoW). يساعد إثبات العمل (PoW) على تأمين Tangle عن طريق جعل إضافة معاملات غير صالحة أمرًا صعبًا.

بمجرد إضافة المعاملة إلى Tangle، يتم اعتبارها مؤكدة. كلما زاد عدد المعاملات التي تتم إضافتها إلى Tangle، أصبحت كل معاملة أكثر أمانًا.

فيما يلي مثال مبسط لكيفية عمل Tangle:

1. تريد أليس إرسال 10 IOTA إلى بوب.
2. تقوم أليس بإنشاء معاملة جديدة وتشير إلى معاملتين سابقتين.
3. تقوم أليس ببث المعاملة إلى شبكة Tangle.
4. تتلقى العقد الأخرى على شبكة Tangle المعاملة وتتحقق من صحتها عن طريق التحقق من أنها تشير إلى معاملتين سابقتين.
5. إذا كانت المعاملة صالحة، تضيفها العقد إلى نسختها الخاصة من Tangle.
6. تعتبر معاملة أليس الآن مؤكدة.

تتمتع Tangle بعدد من المزايا مقارنة بسلاسل الكتل التقليدية، بما في ذلك:

• قابلية التوسع: تم تصميم Tangle ليكون قابلاً للتطوير للتعامل مع عدد كبير من المعاملات في الثانية.
• عديم الشعور: لا توجد رسوم المعاملات على Tangle.
• يؤمن: يتم تأمين التشابك من خلال عملية PoW.

ومع ذلك، فإن Tangle لا يزال قيد التطوير وهناك بعض التحديات التي تحتاج إلى معالجة، مثل خطر معاملات البريد العشوائي والحاجة إلى تحسين أداء الشبكة.

بشكل عام، تعد DAGs وTangle من التقنيات الواعدة التي لديها القدرة على إحداث ثورة في طريقة معالجة المعاملات.

خاتمة

يمثل التشابك تطورًا في تكنولوجيا دفاتر الأستاذ الموزعة، والتغلب على قيود قابلية التوسع الرئيسية لسلاسل الكتل التقليدية باستخدام هيكل قائم على DAG.

وهذا يسمح لها بالتعامل بكفاءة مع حجم كبير من المعاملات، مما يجعلها مناسبة تمامًا لتمكين المدفوعات الصغيرة والتفاعلات الآلية في إنترنت الأشياء.

مع استمرار استكشاف تطبيقات blockchain، توفر معماريات DAG مثل Tangle اتجاهًا جديدًا مثيرًا للاهتمام لبناء شبكات معاملات لا مركزية وقابلة للتطوير حقًا.

لتلخيص:

• يستخدم التشابك DAG بدلاً من blockchain الخطي، مما يسمح بقابلية أكبر للتوسع
• تتحقق المعاملات من صحة 2 من المعاملات السابقة، مما يتيح الإجماع غير المتزامن
• لا يوجد عمال تعدين أو رسوم معاملات تمكن من إجراء عمليات دفع صغيرة لإنترنت الأشياء
• يعمل المزيد من المستخدمين على تحسين الأمان والإنتاجية بسبب عمليات التحقق المترابطة
• إن قلة الرسوم والإنتاجية العالية تجعلها مثالية للمعاملات من آلة إلى آلة
• تعمل بنية DAG على حل مشكلات قابلية التوسع في سلاسل الكتل التقليدية