Đồ thị Có Hướng Không Chu Trình

Đồ thị có hướng không chu trình (Directed Acyclic Graph - DAG) là một cấu trúc dữ liệu gồm các nút được kết nối bằng các cạnh có hướng, với tính chất xác định là không chứa bất kỳ chu trình nào. Trong công nghệ blockchain, DAG đã trở thành một giải pháp thay thế tiềm năng cho các mô hình blockchain truyền thống, đem lại hiệu suất xử lý giao dịch vượt trội và khả năng mở rộng tốt hơn.

Khái niệm Đồ thị có hướng không chu trình xuất phát từ lĩnh vực khoa học máy tính và toán học, nơi nó lần đầu được áp dụng để giải quyết các bài toán về lập lịch tác vụ và xử lý dữ liệu. Trong ngành công nghiệp blockchain, các ứng dụng của DAG xuất hiện từ khoảng năm 2015, với IOTA là một trong những dự án tiền mã hóa đầu tiên ứng dụng kiến trúc này, tiếp đó là Byteball (nay là Obyte), Nano và một số dự án khác. Khác với mô hình tuyến tính của blockchain truyền thống, DAG cho phép xác thực và xác nhận nhiều giao dịch song song, giúp khắc phục nhiều hạn chế cố hữu của hệ thống blockchain.

Trong một Đồ thị có hướng không chu trình, mỗi giao dịch mới cần xác thực tối thiểu hai giao dịch trước đó để được chấp nhận vào mạng lưới, tạo thành cấu trúc dạng lưới thay vì chuỗi tuyến tính. Cơ chế DAG loại bỏ hoàn toàn khái niệm các khối như trong blockchain truyền thống; các giao dịch trực tiếp tham chiếu và xác thực lẫn nhau. Khi một giao dịch được các giao dịch tiếp theo tham chiếu trực tiếp hoặc gián tiếp, mức độ xác nhận của giao dịch đó trên mạng lưới tăng lên. Cách vận hành này giúp loại bỏ vai trò gom nhóm giao dịch vào khối của thợ đào, về lý thuyết, phí giao dịch có thể bằng 0 và thời gian xác nhận gần như ngay lập tức.

Mặc dù DAG mang lại khả năng mở rộng ấn tượng, công nghệ này vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức và rủi ro. Thách thức lớn nhất là bảo mật: đặc biệt khi mức độ tham gia mạng thấp, hệ thống DAG có thể dễ bị tấn công 51% hơn. Ngoài ra, tính phức tạp của kiến trúc cũng khiến mức độ tiếp nhận của lập trình viên và người dùng còn hạn chế, trong khi các công cụ hỗ trợ và hệ sinh thái vẫn chưa phát triển đầy đủ. Xét về tính phi tập trung, một số mô hình DAG đã bổ sung thành phần tập trung như coordinator (trình điều phối) để tăng cường an toàn, điều này lại mâu thuẫn với triết lý phi tập trung cốt lõi của blockchain. Cuối cùng, khung pháp lý dành cho những công nghệ mang tính đột phá như DAG vẫn chưa thực sự rõ ràng, có thể ảnh hưởng đến tốc độ ứng dụng rộng rãi.

Đồ thị có hướng không chu trình thể hiện bước tiến lớn trong quá trình phát triển của công nghệ blockchain, khi trực tiếp giải quyết các vấn đề về thông lượng và khả năng mở rộng vốn là điểm yếu của blockchain truyền thống nhờ vào cấu trúc dữ liệu đổi mới. Khi công nghệ tiếp tục hoàn thiện và ứng dụng thực tiễn ngày càng mở rộng, DAG có thể trở thành thành phần trọng yếu trong các lĩnh vực như thanh toán IoT (Internet of Things - Internet vạn vật) và giao dịch nhỏ lẻ. Tuy nhiên, DAG có thể thay thế blockchain truyền thống hay không sẽ còn phụ thuộc vào sự phát triển đồng bộ của các yếu tố: bảo mật, phi tập trung và hoàn thiện hệ sinh thái.