Wie Directed Acyclic Graphs (DAGs) das Problem des Forking lösen
Blockchain und Tangle
Der Begriff "Blockchain" ist so weit verbreitet, dass es einfach ist anzunehmen, dass er synonym für Distributed Ledger Technology (DLT) steht. Aber Blockchain ist nur eine Art von DLT. Eine weitere Form von DLT, ein Directed Acyclic Graph oder kurz "DAG", beantwortet eine wichtige Einschränkung von Blockchain: Netzwerkforks. Was ist also ein DAG, wie funktioniert er und wie lösen DAGs Forking-Probleme von Blockchain? Lassen Sie uns eintauchen.
In diesem Leitfaden:
-Was ist ein Directed Acyclic Graph (DAG)?
-Das "Block" in Blockchain platzieren
-Forking in Blockchain
-Welche Nachteile hat Blockchain durch Forking?
-Directed Acyclic Graphs (DAGs) zur Rettung
-Verschiedene DAGs
-Die Zukunft von Distributed Ledger Technology ist DAGs
-Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Directed Acyclic Graph (DAG)?
Lassen Sie uns es aufschlüsseln. Der Hinweis steckt im Namen. "Graph" - nun, Sie wissen bereits, was das ist. Stellen Sie sich ein Flussdiagramm oder eine Mindmap vor, bei der ein Punkt (oder Vertex in der Mathematik, wo das DAG-Konzept entstanden ist) über Pfeile oder Kanten mit vielen anderen Vertices verbunden ist.
"Acyclic" bedeutet, dass es nicht zyklisch ist: Es geht nicht in Schleifen und wiederholt sich nicht. Stattdessen ist es "Directed"; es geht in eine bestimmte Richtung und nicht in Zyklen.
Jedes auf DAG basierende DLT modifiziert die zugrunde liegende DAG-Struktur, um seinen eigenen einzigartigen Bedürfnissen und Angeboten gerecht zu werden. Aber anstatt einer linearen Kette von Blöcken ist ein DAG ein Graph, in dem Transaktionen gleichzeitig entwickelt werden können.
Anstatt auf die Fertigstellung der vorherigen Transaktion zu warten, bevor eine neue Transaktion validiert wird - wie bei einem Blockchain - können Transaktionen auf einem Directed Acyclic Graph viel schneller und parallel verarbeitet werden.
Obwohl DAGs zunächst in der Mathematik und Informatik entwickelt wurden, spielen sie auch eine wichtige Rolle in der Distributed Ledger Technology. Oder genauer gesagt, es ist eine Alternative zu Blockchain im DLT-Raum geworden, und viele Menschen glauben, dass es die Lösung für spezifische Nachteile von Blockchain ist, die alle aus Forking resultieren.
Das "Block" in Blockchain platzieren
Eine Blockchain ist eine lineare Serie von Datenblöcken, die sich gegenseitig folgen. Jeder Block enthält einen einzigartigen und unveränderlichen Identifikator des vorherigen Blocks. Über diesen Identifikator sind Blöcke kryptografisch geschützte Datensätze, geschützt durch die vorangehenden Datensätze. Ältere Blöcke können beispielsweise nicht manipuliert oder gelöscht werden und sind unveränderlich.
In einer Blockchain beginnt alles mit einem Genesis-Block, dem ersten Block, der entsteht, wenn eine neue Kette gestartet wird. Wenn Sie also eine Transaktion an das Netzwerk senden - "Ich möchte 50 meiner Kryptowährung an Bob bezahlen" -
Blockproduzenten legen diese Transaktion in einen Block. Ein Block ist im Wesentlichen eine Liste von Transaktionen.
Forking in Blockchain
Ein "Fork" tritt auf, wenn zwei Blöcke gleichzeitig ausgegeben werden. Dies kann aufgrund einer Netzwerkverzögerung geschehen: Jemand kann einen Block erstellen, bevor er den neuesten Block empfängt. Oder es kann bösartiger sein. Jemand könnte versuchen, eine neue Kette ab dem Genesis zu erstellen, um die gesamte Geschichte einer Kette neu zu schreiben. Dies würde alle Token-Holdings durch Rückgängigmachen aller Transaktionen löschen.
Jede Art von Blockchain, ob Proof-of-Stake, Proof-of-Work oder Directed Acyclic Graph, enthält eine Regel, was bei einem Fork zu tun ist. In einer Blockchain muss einer dieser beiden Blöcke "verwaist" werden - beseitigt und ignoriert werden. Nicht nur werden die Transaktionen des verwaisten Blocks nicht in das Hauptbuch aufgenommen, sondern es trägt auch nicht zur Sicherheit bei. Wenn dies zu häufig geschieht, wird die Blockchain unbrauchbar und unsicher.
In der Regel handelt es sich bei der Regel zur Fork-Auswahl um eine Variante der "longest chain rule", bei der die längste Kette als die richtige angesehen wird. Auf diese Weise stimmt jeder Block effektiv für die vorherigen Blöcke ab. Sobald eine Transaktion jedoch wirklich tief in der Blockchain ist, wird es äußerst unwahrscheinlich, dass eine neue, längere Kette ohne diese Transaktion erstellt werden kann. Je mehr Blockproduzenten es also gibt, desto sicherer wird die Transaktion angesehen. Dies liegt daran, dass es schwierig ist, eine Transaktion zu manipulieren, die von so vielen Teilnehmern bestätigt wurde.
Was sind die nachteiligen Auswirkungen von Forking in der Blockchain?
Es gibt drei Hauptprobleme im Zusammenhang mit Forking in Blockchain.
Langsame Blockerstellung: Das Erstellen zu vieler Blöcke zur gleichen Zeit führt zu Forking, was die Sicherheit des Netzwerks gefährdet. Jeder Block muss also vollständig verbreitet werden, bevor der nächste Block erstellt wird. Dies führt zu Netzwerkverzögerungen und Engpässen.
Gebühren: Da die Blockproduktionsraten langsam sein müssen, um die Sicherheit zu gewährleisten, muss die Anzahl der Blockproduzenten begrenzt werden. Die Blockproduzenten haben also ein Monopol, und die Benutzer müssen Gebühren zahlen, um die Blockproduzenten dazu zu bringen, ihre Transaktionen einzuschließen. Dies kann teuer sein und schafft Potenzial für Korruption oder Manipulation von Blöcken.
Ineffizienz: In einer Blockchain sind alle Blöcke sequentiell. Das bedeutet, dass die Blockverarbeitung nacheinander und in Chargen erfolgen muss. In der Zeit der Mehrprozessoren ist dies jedoch viel weniger effizient in Bezug auf die Hardwarenutzung als die kontinuierliche parallele Verarbeitung.
DAG-basierte DLTs wie IOTA (das seine DAG-Architektur "das Tangle" nennt) überwinden diese Nachteile.
Gerichtete azyklische Graphen (DAGs) zur Rettung
DAGs lösen das Problem der Abspaltung (forking) in der Blockchain und eröffnen eine Reihe von wettbewerbsfähigen Vorteilen. Angenommen, es werden gleichzeitig zwei Blöcke ausgegeben. Was wäre, wenn der nächste Block anstatt einen der Blöcke zu verwerfen, beide in seiner Historie enthält? Auf diese Weise degradieren Blöcke, die gleichzeitig erstellt werden, die Sicherheit nicht, da keiner von beiden verwaist. Dies würde die oben beschriebenen Probleme lösen.
In einem DAG muss der Benutzer beim Senden seines Blocks an das Netzwerk von Knoten zuerst mindestens zwei andere Blöcke validieren. Der Benutzer ist also für die Blockvalidierung verantwortlich und nicht ein Blockproduzent von Drittanbietern. Das Netzwerk bestätigt den Block und stellt sicher, dass er in das Ledger jedes Benutzers aufgenommen wird.
Das bedeutet:
Schnellere Blockerstellung: Da Blöcke gleichzeitig erstellt werden können, kann die Blockerstellungsgeschwindigkeit erhöht werden, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Bottlenecks werden vermieden, da Blöcke parallel und nicht nacheinander verarbeitet werden können, wie es in einer Blockchain der Fall ist. Dies führt zu schnellerer Validierung und schnelleren Transaktionsfinalitätszeiten.
Geringere oder keine Gebühren: Transaktionen auf einem DAG sind auch günstiger, da keine Blockproduzenten bezahlt werden müssen. Dadurch können auf DAG-basierten Protokollen nur geringe oder keine Gebühren erhoben werden.
Mehr Effizienz: Nicht sequenzielle Blöcke können parallel erstellt werden; dies erfordert weniger Hardware-Ressourcen.
Kurz gesagt bieten Parallelisierung, die Abwesenheit von Vermittlern, die Fähigkeit, in einer asynchronen Umgebung zu arbeiten, und der führungslose Ansatz eine höchst leistungsfähige Konsens- und Ledger-Lösung.
Verschiedene DAGs
Die IOTA-Stiftung ist einer der DAG-Pioniere im DLT-Bereich. Sie startete 2017 das Tangle und hat es durch ihr Tangle Improvement Proposal (TIP) -System verfeinert. TIPs sind Verbesserungsvorschläge, die jeder einreichen kann, um den IOTA-Technologie-Stack zu verbessern.
Während das Tangle und Blockchains dieselbe Funktion haben, ihren Ledger-Zustand zu erhalten, überwindet das Tangle die Schwierigkeiten, mit denen Blockchains konfrontiert sind. Das Tangle ist die natürliche Weiterentwicklung der Blockchain und bietet Funktionen zur Schaffung effizienterer und skalierbarerer verteilte Ledger-Lösungen. Aber verlassen Sie sich nicht nur auf unser Wort; um eine in Aktion zu sehen, bietet der Tangle Explorer eine Visualisierung der Aktivität im IOTA-Mainnet DAG.
Die Zukunft der verteilten Ledger-Technologie liegt in DAGs.
Wir haben erst an der Oberfläche gekratzt. Es gibt noch viel mehr zu erforschen über Directed Acyclic Graphs (DAGs) und wie diese Blockchain-Forking-Lösung effektiv in der verteilten Ledger-Technologie eingesetzt werden kann. Durch die schnellere Validierung, schnellere Transaktionsendgültigkeitszeiten und deutlich geringere Transaktionskosten tragen DAGs dazu bei, Skalierbarkeitsprobleme und Unbeholfenheit bei Blockchains zu lösen.
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