Блокчейн третьего поколения (blockchain 3.0) и DAG-сети

Содержание

• О блокчейне предыдущих поколений
• Технология DAG
• Проекты blockchain 3.0
• В чем преимущества DAG-транзакций
• Выводы

Технологии блокчейн, как ни странно, всего три года, хотя впервые она была опробована на биткоине в 2008 году. В концепции Сатоши Накамото он был всего лишь способом структурирования данных – блоки (blocks), объединенные в цепочку вычислений (chain).

В итоге, сама концепция объединения данных в блочную цепочку получила успех на волне популярности биткоина и зажила самостоятельной жизнью. Теперь blockchain – это чуть ли не главная инновация современных IT-технологий.

О блокчейне предыдущих поколений

Итак, bitcoin – исторически первый способ передачи данных при помощи blockchain. По этой причине он был определен в категорию блокчейн 1.0. У блокчейна первого поколения есть отличия от следующих итераций:

• создание следующих блоков путем математических вычислений (хэширование);
• майнинг как основа функционирования системы;
• блокчейн служит для транзакций криптовалюты

Вторым поколением blockchain стало изобретение децентрализованной платформы для приложений Ethereum. Благодаря блокчейну стало возможно создавать самоисполняющиеся контракты (смарт-контракты), которые будут работать по строго заданному алгоритму с четким выполнением всех условий. Таким образом, blockchain 2.0 ассоциируется с эфиром и всеми ему подобными платформами.

В настоящее время криптовалютная индустрия формулирует то, какая технология будет лежать в Blockchain 3.0. И есть все основания считать, что речь идет о прямых ациклических графах (DAG).

Технология DAG

Собственно говоря, DAG (directed acyclic graph) – структура с топологическим деревом в основе. Блоки в этой структуре расположены не последовательно друг за другом, а могут идти от более ранних к поздним, но при этом подтверждать не одну, а несколько транзакций.

1. Система определяет родительские транзакции;
2. Затем система подписывает их хэши и включает в состав следующих переводов;
3. Формируется древовидная структура транзакций, где каждая будет считаться подтвержденной и неизменной.

В итоге, DAG – это уже не блокчейн как таковой, а совершенно иной тип структурирования информации, лишенный недостатков Blockchain 1.0 и 2.0.

Дело в том, что биткоин в качестве именно базы данных был неэффективен с самого начала. Всё дело в алгоритме нахождения консенсуса – Proof-of-Work (PoW), который требует со временем огромного количества вычислительных ресурсов. В итоге компьютеры майнеров занимаются бесполезными вычислениями, чтобы создать новый блок раз в десять минут.

DAG более удобен для обработки огромных массивов данных, для планирования и навигации, а также сжатия данных.

Проекты blockchain 3.0

Исторически первым проектом, который использовал меняющуюся структуру данных в виде цепочек и DAG-блоков, был Next (NXT). При неизменном времени добычи хранение информации можно было увеличить на определенное количество блоков в одно и то же время.

Однако при этом в NXT по-прежнему был центральный блокчейн, а DAG-блоки выполняли роль вспомогательных. В итоге сеть по-прежнему полагалась на концепцию блочной цепочки.

Следующие проекты, такие как IOTA, Byteball и другие уже полностью отказываются от идеи блоков как основы функционирования системы. В блокчейнах предыдущего поколения на генерацию нового блока требуется какое-то время: для биткоина – это десять минут, у Ethereum – порядка 20 секунд.

Blockless-транзакции осуществляются практически мгновенно из-за своей разветвленной структуры.

Вот краткий перечень криптовалют, которые существуют на концепции DAG:

• Dagcoin – первая монета без использования блокчейна, которая, однако, осталась лишь на бумаге и не была реализована;
• Byteball – децентрализованная сеть для хранения различных данных произвольной формы. Денежной единицей служит байт, а майнинг монеты невозможен, поскольку вся она выпущена в ходе премайна на первом блоке. Количество монет равно 10¹⁵.
• IOTA – ещё одна децентрализованная сеть для «интернета вещей» с использованием технологии Tangle. Находится в стадии бета-тестирования, предназначена главным образом для создания обширных сетей передачи данных между машинами.

В чем преимущества DAG-транзакций

Скорость

По сравнению с биткоином здесь транзакции осуществляются мгновенно, поскольку их не нужно собирать в блоки. Основной элемент функционирования здесь – сама транзакция произвольного размера.

В итоге криптовалюта на DAG обеспечивает сотни тысяч транзакций в секунду. Это весьма привлекательно для таких сфер как электронная коммерция и банковские переводы.

Надежность

DAG-сети владеют многократным подтверждением транзакций, что помогает избежать так называемой «двойной траты». Без блокчейна это достигается методом прямых и косвенных подтверждений, где каждое индивидуально для криптовалюты.

Простой майнинг

В традиционном blockchain добыча криптовалюты осуществляется путем вычисления хэша по заранее заданному алгоритму. При этом майнинг – это состязание майнеров за право вычислить хэш, а потом получить награду. Для биткоина она в настоящий момент равняется 12,5 BTC.

По этой причине вычислительные возможности индивидуальных майнеров всегда ограниченны, а значит и шанс забрать награду крайне низок.

Сейчас добывать биткоин выгоднее всего в майнинг-пулах – совместном сервере майнеров, где награда делится между участниками в зависимости от вклада в нахождение блока. Однако такой способ значительно понижает прибыль от майнинга для каждого майнера, хоть и увеличивает шансы на успех. Кроме того, объединение в пулы централизует сеть, и при разработке DAG-сетей авторы стараются всеми силами отойти от этого явления.

В системах без блокчейна это достигается на специальных алгоритмах, в которых не имеет значения техническая вооруженность майнеров. Поскольку транзакции происходят мгновенно, то и времени на решение задач нужен минимум. Кроме того, в DAG-сетях главенствуют именно транзакции, а не блоки.

Выводы

В завершении следует сказать, что DAG-сети – сравнительно новое явление, у него ещё масса недоработок из-за новизны. Однако потенциально эта технология способна перевернуть все представления о блокчейне и защищенных транзакциях.

Тем не менее, пока разработчикам проектов необходимо решить ряд принципиальных проблем, связанных с безопасностью, а также шардингом – распределение транзакций в сети происходит не всегда эффективно.