Directed Acyclic Graph (DAG) คืออะไร?

ปัจจุบัน คริปโทเคอร์เรนซีแทบทั้งหมดที่สร้างขึ้นบนบล็อกเชนกำลังเผชิญปัญหาร้ายแรงหนึ่งข้อ — นั่นคือเรื่องความสามารถในการขยายตัว (scalability)

ในโลกของการชำระเงินแบบรวมศูนย์ บริษัทอย่าง Visa ทำให้เราคุ้นเคยกับธุรกรรมที่รวดเร็วและแทบจะเกิดขึ้นทันที และจนกว่าชุมชน คริปโท จะแก้ปัญหานี้ได้ เราก็ยังไปต่อไม่ได้จริงๆ นี่คือปัญหาร้ายแรงข้อที่สองที่นักเข้ารหัสลับ/นักคริปโตกราฟีต้องเผชิญบนเส้นทางสู่การยอมรับคริปโทเคอร์เรนซีในระดับสากล ข้อแรกแน่นอนคือความปลอดภัย แต่เรื่องนั้นไว้พูดกันคราวหน้า

ทุกคนคงเคยได้ยินมากกว่าหนึ่งครั้งเกี่ยวกับโซลูชันอย่าง Lightning Network สำหรับ Bitcoin และ Sharding สำหรับ Ethereum แต่ละโซลูชันแก้ปัญหาเดียวกันด้วยวิธีที่ต่างกัน — นั่นคือเวลาในการสร้างบล็อก บล็อกเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของบล็อกเชน และความเร็วของทั้งเครือข่ายขึ้นอยู่กับอัตราการสร้างบล็อก

DAG vs Blockchain

การถือกำเนิดของเทคโนโลยีบล็อกเชนในตลาดการเงินโลกเป็นหนึ่งในเหตุการณ์สำคัญของปีที่แล้ว ผู้สนับสนุนประชาธิปไตยแบบเบ็ดเสร็จและผู้วิจารณ์ระบบเงิน fiat ถอนหายใจด้วยความโล่งอกเมื่อ Bitcoin เริ่มได้รับแรงส่ง นี่แหละ — สกุลเงินที่กระจายศูนย์อย่างแท้จริง! ธนาคารและหน่วยงานรัฐจะไม่สามารถควบคุมและบริหารเงินของประชาชนได้อีกต่อไป ยังไม่ทันหายจากกระแสฮือฮาของ “ป๊า” แห่งคริปโทเคอร์เรนซี อีกหนึ่งตัวท็อปก็เข้าสู่เวที — Ethereum พร้อมแอปพลิเคชันแบบกระจายศูนย์ของมัน การบูมของ ICO และ CryptoKitties อันโด่งดังก็ทำหน้าที่ของมัน และโดยรวมแล้ว Ethereum ก็เริ่มถูกเรียกว่า blockchain 2.0 อย่างค่อนข้างเกินจริง

แต่เทคโนโลยีกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วมาก และไม่นานก็มีคริปโทเคอร์เรนซีใหม่ๆ ที่ใช้เทคโนโลยีต่างออกไปซึ่งเรียกว่า DAG เข้ามาในตลาด ซึ่งตั้งอยู่บนการแก้ปัญหาเรื่อง scalability และค่าธรรมเนียมสูงอยู่แล้ว ตอนนี้เรากำลังเห็นเทรนด์ที่โปรเจกต์ใหม่ๆ เลือกใช้โซลูชันแบบ DAG แทนบล็อกแบบเดิม บางคนถึงกับกล่าวอย่างระมัดระวังว่า DAG คือยุคของ blockchain 3.0 (ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นความเข้าใจผิด) และอนาคตของคริปโทเคอร์เรนซีอยู่ที่เทคโนโลยีนี้นั่นเอง งั้นเรามาดูกันให้ชัด

DAG คืออะไร?

ก่อนอื่น DAG คือเทคโนโลยีบัญชีแยกประเภทแบบกระจายศูนย์ชนิดหนึ่งที่แตกต่างจากบล็อกเชนทั้งในด้านโครงสร้างของบันทึกและความเป็นอะซิงโครนัส หลายคนเข้าใจผิดคิดว่า DAG คือบล็อกเชนชนิดหนึ่งหรือเป็นฉันทามติแบบใหม่บางอย่าง ทั้งบล็อกเชนและ DAG เป็นคนละโซลูชันสำหรับเทคโนโลยีบัญชีแยกประเภทแบบกระจายศูนย์ หรือที่ในไวท์เปเปอร์เรียกว่า ledger

บล็อกเชนและ DAG เรียกได้ว่าเป็นญาติใกล้ชิดกัน แต่พวกมันแก้ปัญหาด้วยวิธีที่ต่างกัน ดังนั้นอย่างที่กล่าวไว้ข้างต้น ข้อความที่ว่า “DAG — รุ่นที่ 3 ของบล็อกเชน” จึงไม่ถูกต้อง DAG ไม่ใช่บล็อกเชนเลย แต่เป็นบัญชีแยกประเภทที่ไม่มีบล็อก ในส่วนถัดไป เราจะเปรียบเทียบบล็อกเชนกับ DAG แบบอ้อมๆ และตอนนี้มาดูกันว่าเทคโนโลยีนี้ทำงานอย่างไร

DAG (directed acyclic graph) คือกราฟแบบมีทิศทางที่ไม่มีวงจรแบบมีทิศทาง

ก่อนอื่นมาทำความเข้าใจกันก่อนว่ากราฟวงจรแบบไม่มีทิศทางคืออะไร

กราฟวงจรแบบไม่มีทิศทางคือกราฟ (หรือเครือข่ายของโหนดที่เชื่อมต่อกัน) ที่สามารถส่งข้อมูลจากโหนดหนึ่ง (วงกลม) ไปยังอีกโหนดหนึ่งผ่านเส้นเชื่อมต่างๆ (เส้นตรง) ได้ มีหลายวิธีที่ข้อมูลสามารถออกจากโหนด ผ่านโหนดอื่นๆ และกลับไปยังโหนดเดิมได้ เมื่อเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นกับโหนดเดียวกันมากกว่าหนึ่งครั้ง กราฟนั้นจะถูกนิยามว่าเป็นกราฟแบบมีวงจร

แต่สิ่งที่เราสนใจคือกราฟแบบไม่มีวงจร กราฟแบบไม่มีวงจรคือกราฟที่ไม่มีวงจร

นั่นหมายความว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะครอบคลุมกราฟทั้งหมดโดยเริ่มจากเส้นเชื่อมเส้นเดียว เส้นเชื่อมของกราฟแบบมีทิศทางจะไปได้เพียงทางเดียว กราฟนี้เป็นการเรียงลำดับเชิงทอพอโลยีที่ทุกโหนดอยู่ในลำดับที่แน่นอน ระบบแบบนี้ไม่มีวงจร — คุณจะไม่มีวันวนกลับไปยังจุดเริ่มต้นของโหนดเดิมได้

ตอนนี้มาดูกันว่าคำว่าแบบมีทิศทางหมายถึงอะไร

ถ้าเราใส่ทิศทางให้กับเส้นเชื่อม (เพื่อให้มันทำงานเหมือนถนนเดินรถทางเดียวสำหรับข้อมูล) และรับประกันว่าไม่มีโหนดใดเชื่อมต่อไปยังโหนดอื่นๆ ที่อยู่ก่อนหน้าในลำดับของมัน กราฟแบบมีวงจรเดิมของเราก็จะถูกแปลงให้เป็นกราฟแบบมีทิศทางและไม่มีวงจรได้

ดังนั้น DAG จึงทำงานเป็นเครือข่ายของกิ่งก้านที่เชื่อมโยงกันและเติบโตแผ่ออกไปหลายทิศทาง ธุรกรรมสามารถได้รับการยืนยันได้เร็วขึ้นมากหลายเท่า โดยยังคงความเป็นกระจายศูนย์ไว้ เพราะแต่ละธุรกรรมยืนยันเพียงธุรกรรมก่อนหน้าหนึ่งรายการเท่านั้น

ใน DAG แต่ละธุรกรรมจะอ้างอิงแฮชก่อนหน้า (parent) เซ็นกำกับไว้ และรวมเข้าไปในองค์ประกอบของมัน ด้วยวิธีนี้จึงเกิด “ต้นไม้” ของธุรกรรม ซึ่งแต่ละรายการได้รับการยืนยันและไม่ถูกเปลี่ยนแปลง

ข้อดีและข้อเสียของ DAG

ตอนต้น เราจะพูดถึงความท้าทายสำคัญสามประการของอุตสาหกรรมคริปโทเคอร์เรนซีสมัยใหม่: scalability, security และต้นทุน

• ความเร็วและ scalability. เทคโนโลยี DAG เกิดขึ้นจากความไม่สามารถของบล็อกเชนในการรับมือกับภาระงานหนักและความแออัดของเครือข่าย ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้า ปัญหานี้กลายเป็นตัวเร่งให้ DAG พัฒนาขึ้น ดังนั้นเราจึงนับปัจจัยนี้เป็นข้อดีได้อย่างเต็มที่ ใน DAG มีเพียงโหนดเท่านั้นที่ทำหน้าที่ควบคุมและตรวจสอบธุรกรรม ไม่ใช่บล็อก ข้อมูลอยู่ในธุรกรรม ซึ่งหมายความว่ามันเร็วมาก ในทางทฤษฎี เรากำลังพูดถึงหลายล้านธุรกรรมต่อวินาที
• ความปลอดภัย. ใน DAG ธุรกรรมทั้งหมดจะถูกตรวจสอบโดยโค้ดอื่นๆ เสมอ และบางครั้งก็ถูกตรวจสอบซ้ำอีก การทำเช่นนี้เพิ่มความน่าเชื่อถือของการชำระเงินและลดโอกาสของ “double spending” สำหรับคริปโทเคอร์เรนซีที่ไม่มีบล็อกเชน สิ่งนี้ทำได้ผ่านการยืนยันแบบตรงและแบบอ้อม ซึ่งรายละเอียดแบบเข้มงวดจะแตกต่างกันไปในแต่ละเหรียญ ในทางทฤษฎี ความปลอดภัยควรจะสูงกว่า แต่ตอนนี้ยังยากที่จะฟันธง อย่างไรก็ดี อย่างน้อยในตอนนี้ ความปลอดภัยของ DAG ก็ไม่ได้ด้อยไปกว่าเทคโนโลยีบล็อกเชน
• ต้นทุนการทำธุรกรรม. อัลกอริทึมของ DAG เหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบไมโครเพย์เมนต์ เพราะมีค่าธรรมเนียม “เกือบเป็นศูนย์” ด้วยสถาปัตยกรรมและการไม่มีนักขุดในเครือข่าย ผู้ใช้เครือข่ายที่อิง DAG จะสามารถส่งธุรกรรมได้ด้วยค่าคอมมิชชันเพียงเล็กน้อยระดับเศษสตางค์ หรือไม่ต้องเสียเลย

การยืนยันธุรกรรมและฉันทามติ เมื่อส่งธุรกรรมเข้าสู่เครือข่าย ผู้ใช้ต้องยืนยันอย่างน้อยหนึ่งรายการ แต่โดยมากจะเป็นสองรายการจากรายการก่อนหน้า ดังนั้นผู้ใช้เองจึงทำหน้าที่ให้กับเครือข่ายทุกครั้งที่ส่งธุรกรรม ด้วยเหตุนี้ DAG จึงมักไม่มีนักขุดและ craftsmen แต่ต้องมีผู้เข้าร่วมบางส่วนมาช่วยกำหนดลำดับของบันทึกทั้งหมด เพราะหากไม่มีลำดับที่แน่นอน การโจมตีแบบ “double spending” ก็ยังเป็นไปได้ การมีอยู่ของผู้เข้าร่วมเหล่านี้และกระบวนการตรวจสอบธุรกรรมโดยผู้ใช้ — เมื่อนำมารวมกันจะกลายเป็นอัลกอริทึมสำหรับฉันทามติของบันทึกในเครือข่าย DAG คริปโทเคอร์เรนซีแต่ละเหรียญมีแนวทางของตัวเองในการใช้ผู้เข้าร่วมเหล่านี้ แต่ตามตรรกะแล้ว ยิ่งมีมาก เครือข่ายเองและภาพรวมของคริปโทเคอร์เรนซีก็จะยิ่งดูเป็นกระจายศูนย์มากขึ้น

ในขณะนี้ เทคโนโลยี DAG ยังไม่มีข้อเสียที่ชัดเจน อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับ Bitcoin บล็อกเชนรุ่นแรก ก่อนที่มันจะเริ่มพิชิตโลก เทคโนโลยีนี้ยังไม่ผ่านการใช้งานจริงอย่างเต็มที่ จะเรียกว่าดิบก็ได้ ดังนั้นการทดสอบ DAG ครั้งใหญ่ครั้งแรกจะเกิดขึ้นหลังจากได้รับการยอมรับในตลาดในวงกว้างและหลังจากการโจมตีของแฮ็กเกอร์ครั้งแรก ตอนนี้คุณทำได้แค่ดีใจกับความก้าวหน้า เพราะตลาดคริปโทเคอร์เรนซีกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วมาก

คริปโทเคอร์เรนซีที่อิงกับ DAG

ตามข้อมูลในเครือข่าย ว่ากันว่าความคิดในการสร้างคริปโท DAG โดยไม่มีบล็อกเชนถูกเสนอขึ้นเป็นครั้งแรกบน DAG ในปี 2015 โดยนักพัฒนาจากต่างประเทศคนหนึ่ง อย่างไรก็ตาม โปรเจกต์นั้นไม่ได้ถูกนำไปใช้งานจริง แต่แม้ในตอนนั้นไอเดียนี้ก็ดูน่าสนใจสำหรับนักพัฒนาหลายคน

IOTA

เหรียญ DAG ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดอาจเป็น IOTA พวกเขาใช้เทคโนโลยี Tangle เป็นแกนหลัก ซึ่งก็อิงกับ DAG เช่นกัน วิสัยทัศน์ของ IOTA และ DAG นำไปสู่ Tangle การออกแบบกราฟิกของ IOTA ก็ยิ่งกว้างกว่าอีก — ตาม White Paper มันมีลักษณะเหมือนกราฟแบบมีทิศทางและไม่มีวงจรใน 3 มิติ ธุรกรรมแต่ละรายการใน Tangle จำเป็นต้องยืนยันธุรกรรมก่อนหน้าสองรายการที่เครือข่ายสุ่มเลือกมา นอกจากนี้ อัลกอริทึมของคริปโทเคอร์เรนซีนี้ที่เชื่อมโยงกับ DAG ยังทำให้สามารถสร้างส่วนของเครือข่ายที่ทำงานแบบออฟไลน์ได้ด้วย เมื่อคุณเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต บล็อกเหล่านี้จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของ “blockchain” ร่วมกัน พูดง่ายๆ คือ นักพัฒนาได้ “ดัด” DAG ของพวกเขา โดยปรับให้เหมาะกับ Internet of Things และเรียกมันว่า Tangle

Nano

อีกหนึ่งคริปโทเคอร์เรนซีบน DAG ที่เป็นที่รู้จักก็คือ Nano อย่างที่คุณจำได้จากบทวิจารณ์ โปรเจกต์ Nano เคยใช้ชื่ออื่นมาก่อน และการใช้งานเบต้าแรกเผยแพร่ตั้งแต่ปี 2014 Nano ใช้สถาปัตยกรรม block-lattice แบบใหม่ ซึ่งแต่ละบัญชีมีเชนของตัวเองและบรรลุฉันทามติผ่าน delegated Proof ปรากฏว่า block lattice ของ Nano เช่นเดียวกับทั้งโปรเจกต์ ตั้งอยู่บน DAG Nano เป็นหนึ่งในโปรเจกต์ DAG แรกๆ ในรูปแบบคลาสสิก

Byteball Bytes

โปรเจกต์คริปโทเคอร์เรนซี Byteball ใช้ประโยชน์จาก DAG เพื่อสร้างระบบนิเวศของ smart contracts สำหรับการชำระเงินรวดเร็วและการจัดเก็บข้อมูลทางการเงิน: สกุลเงิน ความเป็นเจ้าของ หนี้ หุ้น และอื่นๆ นี่ไม่ใช่โปรเจกต์บล็อกเชน แต่เป็นโปรเจกต์ที่อิงกับโครงสร้างของ DAG ซึ่งใช้งานได้จริงแล้ว และมี wallet ที่ดีและใช้งานง่าย Byteball เด่นมากในเรื่อง smart contracts แบบ peer-to-peer ผู้ใช้ Byteball สามารถใช้ smart payment แบบมีเงื่อนไขที่ปลอดภัยไร้ความเสี่ยง: สิ่งที่ต้องทำมีเพียงตั้งเงื่อนไขว่าเมื่อใดผู้รับจะได้รับเงิน หากเงื่อนไขนี้ไม่เป็นไปตามที่กำหนด เงินของคุณจะถูกส่งกลับมาโดยอัตโนมัติ — เป็นอัลกอริทึมที่เรียบง่ายมากซึ่งอิงกับ DAG ตัวอย่างเช่น Byteball อนุญาตให้คุณซื้อหรือขายประกันแบบ peer-to-peer บนแพลตฟอร์มของตนโดยใช้ smart contracts

คริปโทเคอร์เรนซีทั้งหมดเหล่านี้มีการซื้อขายในตลาดอย่างปลอดภัยและมีการลิสต์ที่ค่อนข้างประสบความสำเร็จ

แน่นอนว่าน่าจะยังมีคริปโทเคอร์เรนซีอีกมากที่ใช้เทคโนโลยี DAG ในทางใดทางหนึ่ง 

การทดสอบสำคัญทั้งหมดของเทคโนโลยีนี้ยังรออยู่ข้างหน้า ตอนนี้มันสัญญากับเราถึงโอกาสใหม่ๆ มากมาย อย่างไรก็ตาม จนถึงตอนนี้มันก็เป็นเพียงเทรนด์ที่มีโอกาสสูงมากที่จะเติบโตเป็นอะไรที่ยิ่งใหญ่