Đồ thị tuần hoàn có hướng (DAG) và Blockchain hiệu quả

Sự rối rắm,IOTAkiến trúc đồ thị không theo chu kỳ có hướng (DAG), cung cấp một giải pháp thay thế hiệu quả và có thể mở rộng đầy hứa hẹn cho các cơ chế đồng thuận blockchain truyền thống.

Khi Internet of Things (IoT) phát triển, các khoản thanh toán vi mô và các thiết bị kết nối trở nên phổ biến hơn, đòi hỏi một sổ cái phân tán có khả năng thông lượng giao dịch cao.

Trong bài đăng này, chúng ta sẽ khám phá cách mớ hỗn độn này tận dụng DAG để đạt được sự đồng thuận phi tập trung và khả năng mở rộng.

Tại sao Blockchain truyền thống gặp khó khăn về quy mô

Các chuỗi khối như Bitcoin và Ethereum gói các giao dịch thành các khối, với mỗi khối mới được liên kết bằng mật mã với khối trước đó trong chuỗi.

Cấu trúc tuần tự này giới hạn thông lượng giao dịch ở kích thước khối và tốc độ tạo.

Khi có nhiều người dùng tham gia mạng hơn, sự cạnh tranh về không gian hạn chế trong các khối sẽ tăng lên, làm tăng phí giao dịch và thời gian xác nhận.

Ngoài ra,sự đồng thuận bằng chứng công việc được nhiều blockchain sử dụng đòi hỏi lượng sức mạnh tính toán khổng lồ để xác thực các giao dịch và bảo mật mạng.

Mặc dù các giải pháp khác nhau nhằm mục đích cải thiện khả năng mở rộng blockchain, nhưng vẫn còn những hạn chế cơ bản do cấu trúc dữ liệu cơ bản vàcơ chế đồng thuận .

Điều này đã thúc đẩy nghiên cứu về các kiến ​​trúc sổ cái phân tán thay thế để xây dựng các mạng phi tập trung, có khả năng mở rộng cao.

Giới thiệu đồ thị rối và có hướng theo chu kỳ

Sự phức tạp của IOTA thể hiện sự khác biệt đáng kể so với các blockchain cổ điển.

Thay vì một chuỗi các khối tuyến tính, tangle là cấu trúc dữ liệu đồ thị không theo chu kỳ có hướng (DAG).

Các giao dịch được thể hiện bằng các đỉnh trên biểu đồ, liên kết với nhau thay vì sắp xếp thành các khối.

Để phát hành một giao dịch mới, người dùng phải xác thực hai giao dịch trước đó bằng cách thực hiện một phép tính nhỏ bằng chứng công việc.

Các phê duyệt này được thể hiện bằng các cạnh được định hướng, xác nhận rằng các tham chiếu giao dịch đã phát hành và xác minh tính hợp lệ của hai giao dịch trước đó.

Theo thời gian, các giao dịch trở nên liên kết với nhau, tạo thành một mạng lưới phê duyệt mang lại sự đồng thuận.

Cấu trúc DAG này cho phép mạng lưới mở rộng theo chiều ngang khi các giao dịch mới tham gia mạng.

Bởi vì người dùng xác minh các giao dịch trước đó nên nhiều giao dịch hơn có nghĩa là nhiều xác nhận hơn và tính bảo mật được cải thiện.

Không có kích thước hoặc khoảng thời gian khối cố định nào hạn chế thông lượng. Càng nhiều hoạt động trên mạng, giao dịch được xác nhận càng nhanh.

Các thuộc tính chính của Tangle (DAG)

Một số tính năng chính cho phép mạng rối hoạt động như một sổ cái mật mã phi tập trung và có thể mở rộng:

• Sự đồng thuận không đồng bộ – Thay vì các khối tuần tự, các giao dịch đạt đến kết thúc xác suất thông qua bước phê duyệt ngẫu nhiên trên DAG. Điều này cho phép thông lượng cao mà không bị tắc nghẽn.
• Không có phí giao dịch – Người dùng xác minh giao dịch để phát hành giao dịch của riêng mình nên không mất phí gửi giao dịch. Điều này cho phép thanh toán vi mô và giao dịch thường xuyên giữa các thiết bị IoT.
• Bảo mật phi tập trung – Mạng càng phát triển thì càng có nhiều giao dịch được xác minh và xác thực. Nhiều người dùng hơn có nghĩa là bảo mật được phân phối tốt hơn.
• Thông lượng có thể mở rộng – Số giao dịch mỗi giây tăng lên khi hoạt động mạng do quá trình xác thực song song. Không có giới hạn kích thước khối.

Tangle là một loại DAG được sử dụng trong mạng tiền điện tử IOTA

IOTA và công nghệ Tangle của nó cung cấp kiến ​​trúc sổ cái phân tán có thể mở rộng phù hợp với nhiều ứng dụng:

• Internet vạn vật (IoT) – Kích hoạt thanh toán vi mô giữa các máy và cung cấp khả năng truyền dữ liệu đáng tin cậy giữa các thiết bị. Ví dụ bao gồm sạc xe điện, theo dõi chuỗi cung ứng và mạng cảm biến không dây.
• Những thành phố thông minh – Nâng cao hiệu quả và tính minh bạch của các dịch vụ công thông qua mạng thiết bị được kết nối. Các ứng dụng như quản lý chất thải thông minh, giám sát ô nhiễm và đỗ xe thông minh.
• Nhận dạng kỹ thuật số – Cho phép người dùng sở hữu và kiểm soát dữ liệu cá nhân cũng như danh tính của họ trên mạng phi tập trung.
• Các dịch vụ tài chính – Cung cấp cơ sở hạ tầng cho các khoản thanh toán vi mô dễ dàng, cũng như giải quyết các tài sản được mã hóa trên sổ cái.
• Chăm sóc sức khỏe – Chia sẻ và kiểm tra hồ sơ y tế một cách an toàn, cho phép truy cập vào dữ liệu cảm biến IoT y tế và tích hợp với các hệ thống chăm sóc sức khỏe thông minh.

Việc áp dụng Tangle của IOTA vẫn còn ở giai đoạn đầu, nhưng khả năng mở rộng, giao dịch dễ dàng và giao thức nhẹ mang lại những lợi thế độc đáo so với các chuỗi khối truyền thống cho các ứng dụng IoT và nền kinh tế máy móc.

Một số công ty đã khám phá các trường hợp sử dụng bao gồm Dell, Intel, TM Forum, ngân hàng lớn nhất Na Uy DNB và công ty phần mềm năng lượng Grid+.

Với việc cải thiện hiệu ứng mạng và công nghệ hoàn thiện, việc áp dụng của doanh nghiệp và khu vực công sẽ tăng tốc.

Đồ thị không theo chu kỳ có hướng (DAG) và Tangle hoạt động như thế nào?

Đồ thị không theo chu kỳ có hướng (DAG) là cấu trúc dữ liệu bao gồm các nút và cạnh, trong đó mỗi cạnh được định hướng từ mộtnút sang cái khác và không có chu kỳ.

Điều này có nghĩa là không thể bắt đầu từ một nút và đi theo các cạnh để quay lại cùng một nút.

DAG thường được sử dụng để biểu diễn dữ liệu có thứ tự tự nhiên, chẳng hạn như biểu đồ phụ thuộc nhiệm vụ hoặc dòng thời gian.

Ví dụ: biểu đồ phụ thuộc nhiệm vụ có thể được sử dụng để biểu thị thứ tự mà một nhóm nhiệm vụ phải hoàn thành.

Tangle là một loại DAG được sử dụng để lưu trữ và xử lý các giao dịch bằng tiền điện tử IOTA.

Tangle bao gồm các giao dịch, được biểu diễn dưới dạng các nút và các cạnh, kết nối các giao dịch với nhau.

Khi một giao dịch mới được thêm vào Tangle, nó phải tham chiếu hai giao dịch trước đó.

Quá trình xác thực hai giao dịch trước đó được gọi là “bằng chứng công việc” (PoW). PoW giúp bảo mật Tangle bằng cách gây khó khăn cho việc thêm các giao dịch không hợp lệ.

Khi một giao dịch được thêm vào Tangle, nó được coi là được xác nhận. Càng nhiều giao dịch được thêm vào Tangle thì mỗi giao dịch càng trở nên an toàn hơn.

Đây là một ví dụ đơn giản về cách hoạt động của Tangle:

1. Alice muốn gửi 10 IOTA cho Bob.
2. Alice tạo một giao dịch mới và tham chiếu hai giao dịch trước đó.
3. Alice phát sóng giao dịch lên mạng Tangle.
4. Các nút khác trên mạng Tangle nhận giao dịch và xác thực nó bằng cách kiểm tra xem nó có tham chiếu đến hai giao dịch trước đó hay không.
5. Nếu giao dịch hợp lệ, các nút sẽ thêm nó vào bản sao Tangle của riêng họ.
6. Giao dịch của Alice hiện được coi là đã được xác nhận.

Tangle có một số lợi thế so với các blockchain truyền thống, bao gồm:

• Khả năng mở rộng: Tangle được thiết kế có khả năng mở rộng để xử lý số lượng lớn giao dịch mỗi giây.
• vô cảm: Không có phí giao dịch trên Tangle.
• Chắc chắn: Tangle được bảo mật bằng quy trình PoW.

Tuy nhiên, Tangle vẫn đang được phát triển và có một số thách thức cần giải quyết, chẳng hạn như nguy cơ giao dịch spam và nhu cầu cải thiện hiệu suất của mạng.

Nhìn chung, DAG và Tangle là những công nghệ đầy hứa hẹn có tiềm năng cách mạng hóa cách xử lý giao dịch.

Phần kết luận

Rối này thể hiện sự phát triển trong công nghệ sổ cái phân tán, khắc phục các hạn chế về khả năng mở rộng chính của các chuỗi khối thông thường bằng cách sử dụng cấu trúc dựa trên DAG.

Điều này cho phép nó xử lý hiệu quả khối lượng giao dịch lớn, khiến nó rất phù hợp để kích hoạt các khoản thanh toán vi mô và tương tác máy trong Internet of Things.

Khi các ứng dụng blockchain tiếp tục được khám phá, các kiến ​​trúc DAG giống như mớ rối mang đến một hướng đi mới hấp dẫn để xây dựng các mạng giao dịch thực sự phi tập trung và có thể mở rộng.

Để tóm tắt:

• Tangle sử dụng DAG thay vì blockchain tuyến tính, cho phép khả năng mở rộng cao hơn
• Giao dịch xác thực 2 giao dịch trước đó, cho phép đồng thuận không đồng bộ
• Không có công cụ khai thác hoặc phí giao dịch nào cho phép thanh toán vi mô cho IoT
• Nhiều người dùng hơn cải thiện tính bảo mật và thông lượng nhờ xác thực được liên kết với nhau
• Thiếu phí và thông lượng cao khiến nó trở nên lý tưởng cho các giao dịch giữa máy với máy
• Cấu trúc DAG giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng của chuỗi khối truyền thống