ما هو المخطط البياني الموجه اللاتدويري (DAG)؟

أصبحت تقنية المخطط البياني الموجه اللاتدويري (DAG) من أبرز الابتكارات في مجال العملات الرقمية وتقنية البلوكشين. فبينما أحدثت تقنية البلوكشين تحولًا في القطاع المالي عبر تقديم مزايا عديدة مقارنة بالأنظمة المصرفية التقليدية، يُعد DAG مقاربة بديلة لتقنية السجلات الموزعة. ويرى كثيرون في مجتمع العملات الرقمية أن DAG تقنية ثورية قد تكمل أو تنافس حلول البلوكشين. تتناول هذه المقالة تعريف DAG وآلية عمله ودوره في منظومة العملات الرقمية.

DAG مقارنة بتقنية البلوكشين

يُعد المخطط البياني الموجه اللاتدويري (DAG) أداة لنمذجة البيانات وهيكلتها، تعتمد عليها بعض العملات الرقمية كبديل للهندسة التقليدية للبلوكشين. وتوصف تقنية DAG أحيانًا بأنها "قاتلة البلوكشين"، إذ أثارت نقاشًا حول إمكانية استبدالها للبلوكشين كأهم تقنية في صناعة العملات الرقمية. ومع ذلك، لا تزال البلوكشين التقنية الأساسية في القطاع.

تعتمد بنية DAG على رسم بياني يتكوّن من دوائر وخطوط. تمثل كل دائرة (رأس) نشاطًا أو معاملة يجب إضافتها إلى الشبكة، بينما تشير الخطوط (الحواف) إلى ترتيب الموافقة والتحقق من المعاملات. تتحرك هذه الحواف في اتجاه واحد فقط، مما يمنح التقنية اسمها: المخطط البياني الموجه اللاتدويري. يرمز "الموجه" إلى التدفق أحادي الاتجاه، و"اللاتدويري" إلى عدم وجود حلقات تعود إلى نفس الرأس، مما يمنح البنية حركة تقدمية دائمة.

تعتبر هذه البنية البيانية مناسبة للغاية لتطبيقات نمذجة البيانات، إذ تمكّن المستخدمين من مراقبة وتحليل العلاقات بين متغيرات متعددة. ويمكن للباحثين تحديد التأثيرات المتبادلة بين المتغيرات داخل النظام. في العملات الرقمية، تتيح بيانات DAG للمشاريع تحقيق الإجماع في الشبكات الموزعة دون الحاجة إلى إنشاء كتل تقليدية، ما يوفر طريقة فريدة لتنظيم المعاملات والتحقق منها.

ما الفرق بين DAG والبلوكشين؟

رغم أن كلًا من DAG والبلوكشين يؤديان أدوارًا متشابهة في منظومة العملات الرقمية، إلا أن هناك اختلافات جوهرية بينهما. الفرق الأساسي يكمن في هيكل البيانات: لا ينشئ DAG كتلًا كما في البلوكشين، بل تُبنى المعاملات مباشرة فوق معاملات سابقة لتشكّل بنية متراكبة دون كتل منفصلة.

من حيث الشكل، تظهر البلوكشين كسلسلة خطية من الكتل المترابطة، بينما يشبه DAG خريطة بيانية تتكوّن من عقد متصلة. وينتج عن هذا الاختلاف في تنظيم بيانات DAG تباينات كبيرة في كيفية معالجة المعاملات والتحقق منها. فغياب الكتل في أنظمة DAG يُلغي الحاجة لوقت إنشاء الكتلة، ما قد يسمح بمعالجة أسرع للمعاملات وتحسين قابلية التوسع مقارنة بالشبكات التقليدية للبلوكشين.

كيف تعمل تقنية DAG؟

تتمحور آلية عمل تقنية DAG حول نظام تحقق فريد للمعاملات. إذ تتكوّن الأنظمة القائمة على DAG من رؤوس (دوائر) وحواف (خطوط)، حيث يمثل كل رأس معاملة فردية تتضمن بيانات DAG محددة. وتُبنى المعاملات فوق بعضها بشكل متراكب، ما ينشئ شبكة نامية من المعاملات المترابطة.

عند تنفيذ المستخدم معاملة، يجب عليه أولًا تأكيد معاملة واحدة على الأقل سبقته. وتسمى هذه المعاملات السابقة "نصائح" - أي معاملات تنتظر التحقق. لإرسال معاملة جديدة، يجب على المستخدم التأكد من هذه النصائح، ثم تصبح معاملته نصيحة جديدة تنتظر تأكيد مستخدمين آخرين. يخلق هذا نظامًا ذاتي الاستدامة، حيث يبني المجتمع طبقات متعاقبة من المعاملات، وتضيف كل طبقة بيانات DAG جديدة لتسمح للشبكة بالنمو العضوي.

تتضمن التقنية تدابير حماية قوية لمنع هجمات الإنفاق المزدوج. فعند تأكيد العقد للمعاملات القديمة، يتم تتبع كامل المسار حتى المعاملة الأصلية، مع فحص جميع بيانات DAG التاريخية على هذا الطريق. يضمن هذا الفحص الشامل توفر الأرصدة وصحة جميع المعاملات السابقة. وإذا حاول مستخدم البناء على مسار معاملات غير صالح، يتم تجاهل معاملته من قبل الشبكة. حتى المعاملات الصحيحة قد تُرفض إذا ارتبطت بمسار يضم معاملات احتيالية سابقة، ما يحافظ على سلامة الشبكة وبيانات DAG الخاصة بها.

ما هي استخدامات DAG؟

تخدم تقنية DAG عدة أغراض أساسية في منظومة العملات الرقمية. ويكمن دورها الرئيسي في معالجة المعاملات بكفاءة أعلى من أنظمة البلوكشين التقليدية، بفضل هيكل بيانات DAG الفريد. فغياب الكتل يُلغي أوقات الانتظار المرتبطة بإنشاء الكتلة والتعدين، ما يمكّن المستخدمين من إرسال المعاملات بشكل مستمر، بشرط تأكيد المعاملات السابقة قبل الجديدة.

وتُعد كفاءة استهلاك الطاقة ميزة بارزة أخرى لتقنية DAG. فخلافًا للبلوكشين القائمة على إثبات العمل (PoW) التي تتطلب قدرة حسابية عالية واستهلاكًا ضخمًا للطاقة، لا تتطلب العملات الرقمية المبنية على DAG سوى جزء يسير من هذا الاستهلاك. وحتى في تطبيقات DAG التي تستخدم آليات إثبات العمل، تظل احتياجاتها من الطاقة منخفضة جدًا مقارنة بتعدين البلوكشين التقليدي، ويرجع ذلك إلى كفاءة معالجة وتخزين بيانات DAG.

تتميز DAG كذلك في معالجة المدفوعات الدقيقة. غالبًا ما تواجه البلوكشين التقليدية مشكلة في المعاملات الصغيرة بسبب الرسوم التي تتجاوز قيمة المدفوعات. أما أنظمة DAG فعادةً لا تفرض رسومًا أو تكتفي برسوم بسيطة للعقد، مما يجعلها مثالية للمعاملات الصغيرة. والأهم أن هذه الرسوم تظل منخفضة وثابتة حتى عند ازدحام الشبكة، حيث تسمح بنية بيانات DAG بمعالجة متوازية لعدة معاملات في الوقت نفسه.

ما هي العملات الرقمية التي تعتمد DAG؟

رغم ما يُشاع عن كفاءة DAG، فإن عدد مشاريع العملات الرقمية التي تعتمد هذه التقنية محدود حاليًا. وتُعد IOTA من أبرز الأمثلة، حيث يشير اسمها إلى "تطبيقات إنترنت الأشياء". أُطلقت IOTA (MIOTA) منذ سنوات، واشتهرت بسرعة المعاملات وقابليتها للتوسع وميزات الأمان والخصوصية وسلامة البيانات. تعتمد المنصة على العقد و"المتشابكات" - وهي مجموعات من العقد التي تتحقق من المعاملات عبر هياكل بيانات DAG. يجب على كل مستخدم التحقق من معاملتين أخريين ليتم اعتماد معاملته، ما يحقق اللامركزية الكاملة عبر مساهمة كل المشاركين في خوارزمية الإجماع.

وتُعد Nano أيضًا من التطبيقات البارزة لتقنية DAG، حيث تتبع نهجًا هجينًا يجمع بين تقنيتي DAG والبلوكشين. تنقل المنصة كل البيانات عبر العقد، ويحتفظ كل مستخدم بمحفظته الخاصة التي تتضمن عناصر من البلوكشين. ويتطلب التحقق من المعاملة موافقة المرسل والمستلم معًا. وقد اكتسبت Nano سمعة بفضل سرعة المعاملات وقابليتها للتوسع وحماية الخصوصية وعدم فرض أي رسوم معاملات، وذلك بفضل معالجة بيانات DAG بكفاءة عالية.

وتستخدم BlockDAG كذلك تقنية DAG، حيث توفر أجهزة تعدين موفرة للطاقة وتطبيقًا للهاتف المحمول لتعدين رموز BDAG. وعلى عكس دورة التقسيم النصفي لعملة Bitcoin التي تستغرق أربع سنوات، تعتمد BDAG تقسيماً نصفياً سنوياً كل 12 شهرًا، مستفيدة من بنية بيانات DAG في دعم نموذجها الرمزي الفريد.

مزايا وعيوب DAG

مثل أي تقنية، توجد مزايا وتحديات لاستخدام DAG ينبغي وضعها في الاعتبار عند تقييم إدارة بيانات DAG.

يمنح DAG عدة مزايا مهمة؛ أبرزها سرعة المعاملات، إذ أن عدم وجود أوقات لإنشاء الكتل يسمح بمعالجة المعاملات في أي وقت، بشرط تأكيد المعاملات السابقة فقط. وتتيح بنية بيانات DAG معالجة متوازية تزيد من القدرة الاستيعابية. كما أن التقنية غالباً لا تتطلب رسومًا أو تفرض رسوماً منخفضة للغاية، نظرًا لغياب عمليات التعدين التي تتطلب مكافآت للمعدنين، مع فرض بعض الرسوم على عمليات خاصة بالعقد في بعض التطبيقات. لذلك تُعد DAG مناسبة للمعاملات الصغيرة. وتبرز الاستدامة البيئية كميزة إضافية، حيث لا تعتمد DAG على آليات إثبات العمل التقليدية كما في البلوكشين، ما يقلل استهلاك الطاقة ويخفض البصمة الكربونية. وأخيرًا، تتمتع DAG بقابلية توسع كبيرة بفضل غياب أوقات الكتل وفترات الانتظار، وتتيح بنية بيانات DAG إمكانية التوسع الأفقي بلا حدود تقريباً.

ومع ذلك، تواجه تقنية DAG تحديات في مسائل اللامركزية، إذ تعتمد بعض بروتوكولات DAG على عناصر مركزية. وقد قبلت بعض المشاريع بهذا كحل مؤقت لإطلاق الشبكات، إلا أن تقنية DAG لم تثبت بعد قدرتها على العمل المستقل دون إشراف طرف ثالث. وفي غياب هذا الإشراف، قد تتعرض الشبكات لهجمات تهدد سلامة بيانات DAG. كما أن تقنية DAG لم تُختبر بعد على نطاق واسع كما هو الحال في بروتوكولات البلوكشين الراسخة. رغم مرور سنوات على وجودها، لم تحقق DAG نسب الاعتماد التي وصلت إليها حلول أخرى مثل تقنيات الطبقة الثانية، ما يجعل أداء بنية بيانات DAG تحت ضغوط الشبكة المرتفعة غير مثبت بالكامل حتى الآن.

الخلاصة

يمثل المخطط البياني الموجه اللاتدويري ابتكارًا تقنيًا واعدًا بإمكانات كبيرة في سوق العملات الرقمية. ورغم أن DAG توفر مزايا واضحة مقارنة بالبلوكشين، مثل انخفاض الرسوم وقابلية التوسع العالية وتقليل استهلاك الطاقة من خلال إدارة بيانات DAG الفعالة، إلا أن التقنية لا تزال في طور النمو وتواجه تحديات تعيق منافستها للبلوكشين بصورة كاملة. ويجب معالجة القيود الحالية، خاصة فيما يتعلق باللامركزية والاختبارات واسعة النطاق، قبل أن تتمكن DAG من تحقيق اعتماد جماهيري واسع.

لا تزال التقنية في طور التنمية، وهناك العديد من الجوانب غير المكتشفة بعد بالكامل. ومع ذلك، تبدو مزايا DAG مشجعة، خاصة من حيث إمكانية تنظيم البيانات ومعالجتها بكفاءة أكبر مقارنة بهياكل البلوكشين التقليدية. ويتطلع مجتمع العملات الرقمية إلى تطور التقنية مع ظهور حالات استخدام جديدة ونضجها. وقد لا تحل DAG محل البلوكشين تمامًا، بل قد تشكل حلًا تكميليًا يوفر بدائل للمشاريع التي تتطلب قدرات DAG الفريدة. ومع تقدم التقنية وتوسع تطبيقاتها، ستتضح إمكانيات DAG الحقيقية ودورها في مستقبل تقنيات السجلات الموزعة، لا سيما مع تطوير طرق جديدة لاستثمار هياكل بيانات DAG في تطبيقات مبتكرة.

الأسئلة الشائعة

ما معنى DAG؟

DAG هي اختصار لـ Directed Acyclic Graph، وهي بنية بيانات تُستخدم في تقنيات البلوكشين لتسريع المعاملات وتحسين قابلية التوسع.

ما هو ملف DAG؟

ملف DAG هو مخطط بياني موجه لاتدويري يُستخدم في معالجة البيانات وتقنيات البلوكشين لتخزين المعلومات والتحقق منها بكفاءة.