С тех пор как в 2008 году был добыт первый биткоин, в криптопространстве появилось множество технологий реестров. В частности, технология распределенного реестра (DLT), ярким примером которого является блокчейн Биткоин, стала одной из основных форм реализации распределенных реестров. Однако у этой технологии есть существенный недостаток: низкая масштабируемость.

В случае с Биткоином недостаточная масштабируемость блокчейна проявляется в его недостаточной пропускной способности. В среднем блокчейн Биткоина может обрабатывать только семь транзакций в секунду. Поскольку время генерации каждого блока составляет 10 минут, а каждая транзакция должна быть подтверждена 6 блоками, это означает, что на завершение транзакции уходит не менее 60 минут. В тоже же время глобальная платежная сеть VISA может обрабатывать в среднем 24 000 транзакций в секунду, обеспечивая практически мгновенное подтверждение. Ограниченная пропускная способность затрудняет использование Биткоина в коммерческих целях в современном мире.

Учитывая текущее состояние технологий, повысить пропускную способность блокчейна не так уж сложно. Хотя некоторые решения, включая увеличение размера блока или сокращение времени генерации блока, были приняты такими проектами, как BCH и LTC, эта проблема, стоящая перед Биткоином, не может быть принципиально решена только за счет подобных простых корректировок параметров. Более эффективным подходом является изменение архитектуры протокола, и внедрение технологии DAG (Directed Acyclic Graph, с англ. направленный ациклический граф) представляет собой новый способ достижения этой цели. Переход от одноцепочечной структуры к DAG-архитектуре позволяет блокчейну избежать ограничений сериализации данных, присутствующей в одиночных цепочках, что обеспечивает высокий уровень параллелизма.

Появление BlockDAG устранило ограничения производительности обычных блокчейнов, и, возможно, эта технология даже разрешит трилемму блокчейна.

Технологические преимущества BlockDAG
В таких блокчейнах, как Биткоин, за исключением генезис-блока, каждый блок имеет только один блок-предшественник (родительский) и один блок-преемник (дочерний), что приводит к одноцепочечной структуре. Если два блока генерируются одновременно, это приводит к форку блокчейна. Согласно правилу самой длинной цепочки, только один блок в конечном итоге останется в основной сети, а другой будет отброшен, что будет зависеть от того, какая группа майнеров первой создаст следующий блок.

Проблемы такой сериализации:

1. Всякий раз, когда возникает конфликт, один форк неизбежно теряет свое преимущество, и его блок становится брошенным вне основной цепочки. Это не только приводит к трате хэшрейта, используемого для генерации этого блока, но и растрачивает хэшрейт других майнеров, которые выбрали этот форк.

2. Форки блокчейна предоставляют нечестным майнерам возможности для эгоистичного майнинга, позволяя им получать дополнительные вознаграждения сверх их справедливой доли. Что еще более важно, такое поведение серьезно подрывает безопасность сети.

3. Чтобы максимально избежать возникновения проблем, связанных с конфликтами сериализации, были предложены два решения для повышения пропускной способности: увеличение размера блока или сокращение времени создания блока. Однако и то, и другое имеет определенные ограничения. Большие блоки приводят к задержкам в процессе трансляции, в то время как более высокая скорость создания блоков увеличивает вероятность конфликтов. Одним словом, блокчейны с одноцепочечной структурой не могут избежать низкой масштабируемости, создаваемого конфликтами сериализации.

Однако при использовании структуры BlockDAG каждая базовая единица реестра может ссылаться на одну или несколько предшествующих единиц и одновременно на одну или несколько единиц-преемниц. Это дает BlockDAG неотъемлемые преимущества с точки зрения масштабируемости. Важно отметить, что поддержка параллелизма связана со стратегией подтверждения транзакций BlockDAG.

В мире блокчейна транзакции, включенные в блок, всегда действительны, и конфликтующие транзакции, такие как двойное расходование, не сосуществуют в одной сети. BlockDAG использует оптимистичную, инклюзивную стратегию для потенциально конфликтующих транзакций. Когда две единицы генерируются одновременно, если они соответствуют основным правилам протокола, они обе могут быть включены в реестр. Если определенные транзакции вступают в противоречие друг с другом, их достоверность будет определяться с помощью алгоритма консенсуса. По сути, этот процесс описывает стратегию отложенного разрешения конфликтов, которая позволяет избежать потерь хэшрейта и ограничений масштабируемости, связанных с конфликтом сериализации в обычных цепочках.


Проекты BlockDAG в криптопространстве

Kaspa (KAS)
Kaspa (KAS) в настоящее время является самым знаковым проектом BlockDAG. Кроме того, Йонатан Сомполински, основатель Kaspa, также является одним из ключевых сторонников концепции BlockDAG.

В настоящее время Kaspa доступна в нескольких майнинговых пулах. Ознакомьтесь с руководством по майнингу, предоставленным пулом ViaBTC, чтобы узнать, как майнить KAS: https://support.viabtc.com/hc/ru/articles/7207398646799

Kadena (KDA)
Основная технология Kadena — ChainWeb — включает в себя элементы шардинга и DAG, а также собственные инновации.

Taraxa (TARA)
Taraxa — это EVM-совместимая платформа смарт-контрактов, основанная на консенсусе t-Graph от BlockDAG, позволяющая Web3 решать проблемы реального мира.

Хотя концепция DAG существует уже много лет, но инновационная схема BlockDAG была представлена именно командой разработчиков проекта Kaspa. Это решение не только знаменует собой важную веху в криптопространстве за последнее десятилетие, но и является ключевым нововведением в преобразовании традиционного формата блокчейн-реестров, основанного на консенсусе PoW.

Успех таких проектов, как Биткоин и Эфириум, заложил прочную основу для развития традиционных блокчейнов. Они продемонстрировали безопасность и надежность блокчейна, который становится все более жизнеспособной альтернативой традиционной финансовой системе. С другой стороны, появление BlockDAG позволяет решить наиболее насущные проблемы, с которыми сегодня сталкиваются обычные блокчейны.

Возможно, не все будущие PoW-проекты будут выбирать его в качестве модели своей цепочки, но BlockDAG, несомненно, доказал свой потенциал в решении проблем производительности и масштабируемости традиционных блокчейнов. Благодаря этому технология BlockDAG будет играть важную роль в будущем развитии блокчейна.

* Отказ от ответственности: статья носит исключительно справочный характер и не содержит финансовых рекомендаций.