DAG (Đồ thị có hướng không chu trình) là một cấu trúc dữ liệu gồm các đỉnh được nối với nhau bằng những cạnh một chiều và không bao giờ tạo thành vòng lặp. Trong các sổ cái phân tán, đỉnh có thể đại diện cho giao dịch, sự kiện hoặc khối, còn các liên kết ghi lại quan hệ phụ thuộc hay tham chiếu tới lịch sử trước đó. Nhiều nhánh có thể phát triển cùng lúc thay vì buộc mọi cập nhật phải nằm trong một chuỗi khối tuyến tính duy nhất.

DAG mô tả cách thông tin được tổ chức, chứ không phải một cơ chế đồng thuận hoàn chỉnh. Mạng lưới vẫn cần các quy tắc để tiếp nhận sự kiện, phát hiện xung đột, sắp thứ tự các giao dịch liên quan, chống tấn công Sybil và đạt tới finality. Hashgraph của Hedera, các giao thức block-DAG, hệ thống transaction-DAG và thiết kế account-chain sử dụng cấu trúc đồ thị theo những cách khác nhau, nên thuật ngữ “DAG blockchain” không nên ngụ ý một mô hình bảo mật hay hiệu năng chung.

Kiến trúc DAG là gì?

DAG (Đồ thị có hướng không chu trình) là một kiến trúc sổ cái tổ chức giao dịch hoặc khối thành một mạng lưới các mục liên kết với nhau thay vì một chuỗi tuyến tính duy nhất. Có hướng nghĩa là các liên kết tuân theo một hướng xác định, còn không chu trình nghĩa là những liên kết đó không thể quay vòng về một điểm trước đó. Điều này cho phép nhiều giao dịch hoặc khối được xử lý và tham chiếu song song.

Không phải mọi mạng lưới dựa trên DAG đều là blockchain về mặt kỹ thuật. Một số hệ thống DAG ghi từng giao dịch riêng lẻ thành mục trong đồ thị, trong khi những hệ thống khác tổ chức các khối trong một DAG trước khi xác định thứ tự cuối cùng của chúng. Vì vậy, cách một mạng lưới DAG vận hành phụ thuộc vào quy tắc đồng thuận, thứ tự giao dịch, cơ chế chống chi tiêu kép và cơ chế finality của nó.

Sổ cái phân tán DAG hoạt động như thế nào?

Sổ cái DAG thêm giao dịch hoặc khối mới dưới dạng các đỉnh tham chiếu tới các mục trước đó thay vì chỉ kéo dài một chuỗi tuyến tính duy nhất. Do các đỉnh khác nhau có thể được tạo cùng lúc, hoạt động độc lập có thể được xử lý và chia sẻ song song trên toàn mạng.

1. Mục mới tham chiếu tới mục trước đó: Mỗi giao dịch hoặc khối liên kết tới một hay nhiều đỉnh trước đó.

2. Các nút chia sẻ đồ thị: Những bên tham gia trao đổi mục mới và tái dựng lịch sử giao dịch của mạng từ các tham chiếu đó.

3. Đồng thuận diễn giải DAG: Giao thức xác định cách sắp thứ tự hoặc gán trọng số cho các nhánh hay giao dịch cạnh tranh.

4. Xung đột được giải quyết: Nếu hai giao dịch cùng cố chi tiêu một khoản tiền, các quy tắc đồng thuận được định trước sẽ quyết định giao dịch nào được chấp nhận.

5. Giao dịch đạt finality: Tùy vào mạng lưới, finality có thể đến từ bỏ phiếu, trọng số tích lũy, quy tắc sắp thứ tự hoặc một cơ chế đồng thuận khác.

Những lợi ích chính và trường hợp sử dụng của sổ cái DAG là gì?

Cấu trúc DAG hữu ích khi một giao thức muốn ghi lại hoạt động diễn ra đồng thời trước khi xác định thứ tự được chấp nhận cuối cùng. Lợi thế của chúng phụ thuộc vào mạng lưới và không thể suy ra chỉ từ hình dạng của đồ thị.

1. Các cập nhật đồng thời có thể đi vào lịch sử. Nhiều nút có thể tạo sự kiện hoặc giao dịch tham chiếu tới lịch sử gần nhất mà không phải chờ một đỉnh khối chung, qua đó giảm một điểm tuần tự hóa mang tính cấu trúc.

2. Quan hệ gossip có thể mang thông tin đồng thuận. Trong hashgraph, các liên kết sự kiện ghi lại ai đã liên lạc với ai, cho phép các nút tính phiếu ảo từ lịch sử chia sẻ thay vì phát tán phiếu riêng cho từng quyết định.

3. Bản ghi tần suất cao có thể được tổ chức hiệu quả. Thanh toán, dấu thời gian, tin nhắn, sự kiện chuỗi cung ứng và hoạt động của máy móc có thể hưởng lợi từ việc nạp dữ liệu dựa trên đồ thị khi giao thức giải quyết được các phụ thuộc và xung đột của chúng.

4. Đồ thị có thể phơi bày lịch sử nhân quả. Các tham chiếu cho thấy những sự kiện nào đã được biết tới trước khi một sự kiện khác được tạo ra, cung cấp thông tin mà thuật toán đồng thuận có thể dùng để sắp thứ tự hoặc xác nhận.

Một số ví dụ về sổ cái phân tán dựa trên DAG?

Các mạng lưới dựa trên DAG rất đa dạng. Để so sánh chúng cần xem xét đồng thuận, cơ chế cấp quyền, mô hình giao dịch, finality và khả năng hỗ trợ hợp đồng thông minh, thay vì chỉ nhóm chúng theo thuật ngữ đồ thị.

• Hedera Hashgraph. Các nút của Hedera gossip những sự kiện đã ký chứa giao dịch và mã băm của các sự kiện cha, từ đó xây dựng một hashgraph hỗ trợ bỏ phiếu ảo và dấu thời gian đồng thuận.

• IOTA và thiết kế Tangle. IOTA trong lịch sử từng dùng một DAG giao dịch gọi là Tangle, dù kiến trúc và cơ chế đồng thuận của nó đã thay đổi, nên mọi tuyên bố về triển khai phải dựa trên tài liệu giao thức hiện hành.

• Avalanche và họ đồng thuận. Avalanche giới thiệu thiết kế đồng thuận hướng DAG cho việc bỏ phiếu lấy mẫu phụ lặp lại, trong khi các chuỗi và máy ảo đã triển khai của nó có thể hiển thị lịch sử blockchain tuyến tính cho những khối lượng công việc cụ thể.

• Nano block-lattice. Nano tổ chức các cập nhật của mỗi tài khoản trong chuỗi tài khoản riêng nằm trong một đồ thị rộng hơn, cho phép chủ tài khoản cập nhật độc lập trong khi bỏ phiếu của đại diện giải quyết xung đột.

Những hạn chế và rủi ro của sổ cái DAG là gì?

DAG có thể tiếp nhận lịch sử diễn ra đồng thời, nhưng tính đồng thời khiến việc sắp thứ tự, giải quyết xung đột, lưu trữ, cắt tỉa và đồng bộ mạng trở nên khó khăn. Bảo mật đến từ toàn bộ giao thức và mô hình người tham gia, chứ không phải từ việc thiếu một chuỗi tuyến tính.

1. Đồng thuận vẫn là điều bắt buộc. Chỉ riêng đồ thị không thể quyết định giữa các giao dịch chi tiêu kép, nhánh độc hại hay sự kiện không tương thích, nên mạng vẫn cần bỏ phiếu, gán trọng số, lãnh đạo, ủy ban hoặc một quy trình thống nhất khác.

2. Đồ thị tăng trưởng có thể gia tăng áp lực tài nguyên. Các nút có thể phải lưu giữ, duyệt, lập chỉ mục và đồng bộ nhiều đỉnh cùng mối quan hệ, khiến việc cắt tỉa và biểu diễn trạng thái hiệu quả trở nên quan trọng cho vận hành lâu dài.

3. Finality có thể khó giải thích. Người dùng phải phân biệt giữa việc nhận sự kiện, việc được đưa vào đồ thị, mức độ tin cậy, thứ tự đồng thuận và finality không thể đảo ngược, vì các giai đoạn này khác nhau giữa các giao thức DAG.

4. Khả năng chống Sybil khác nhau tùy mạng. Một giao thức có thể dựa vào cổ phần, tư cách thành viên được cấp quyền, bỏ phiếu đại diện, uy tín, bằng chứng công việc, hoặc kiểm soát tần suất, mỗi cách tạo ra chi phí tấn công và giả định quản trị khác nhau.

5. Khả năng tương tác có thể hẹp hơn. Ví, trình khám phá, hệ thống lưu ký và công cụ hợp đồng thông minh được xây dựng cho  blockchain dựa trên tài khoản có thể cần tích hợp chuyên biệt cho đồ thị và mô hình giao dịch của một mạng lưới.

DAG có giống blockchain không?

DAG không đương nhiên giống blockchain. Bản thân một blockchain truyền thống cũng là một cấu trúc có hướng bị giới hạn, vì các khối tham chiếu tới những khối trước đó, nhưng lịch sử chuẩn tắc của nó thường được trình bày như một chuỗi có thứ tự. Một DAG tổng quát có thể giữ nhiều nhánh hoặc lịch sử tài khoản đồng thời rồi sau đó xác định thứ tự được chấp nhận. Một số giao thức là block-DAG, một số là transaction DAG, số khác dùng DAG bên trong nhưng hiển thị một góc nhìn sổ cái tuyến tính. Dữ liệu và quy tắc đồng thuận của giao thức quyết định cách gọi tên đúng.

Các khái niệm liên quan

1. Blockchain là gì?

2. Đồng thuận là gì?

3. Hash là gì?

4. Khả năng chịu lỗi Byzantine là gì?

Đọc thêm

1. Hedera (HBAR) là gì và đồng thuận aBFT vận hành hệ sinh thái Hashgraph như thế nào?

2. Cách stake Hedera (HBAR) và nhận thưởng thụ động trong năm 2026

3. ETF Hedera (HBAR) là gì và hoạt động ra sao?

4. Hợp đồng thông minh là gì? Nền tảng của thế giới blockchain