Có nhiều phương án để khắc phục những hạn chế về tốc độ xử lý và khả năng mở rộng của Blockchain, một trong số đó là BlockDAG. Vậy BlockDAG là gì và tại sao nó lại được kỳ vọng sẽ trở thành xu hướng tương lai của công nghệ Blockchain? Anh em hãy cùng TradeCoinVN tìm hiểu thông qua bài viết sau nhé!

BlockDAG là gì?

BlockDAG là một cấu trúc dữ liệu được sử dụng để tổ chức và xác nhận giao dịch trong các mạng lưới Blockchain phi tập trung, nhằm cải tiến hệ thống Blockchain truyền thống (Monolithic Blockchain). Trong Monolithic Blockchain (như Bitcoin, Ethereum), các giao dịch được gom lại thành từng khối (block) và sắp xếp theo thứ tự tuyến tính. Các block này được xử lý lần lượt và do đó tốn khá nhiều thời gian, hệ thống chỉ có thể xử lý một lượng giao dịch nhất định trong mỗi giây.

BlockDAG có cách tiếp cận khác, đó là tổ chức các giao dịch thành dạng đồ thị hướng phi tuần hoàn (Directed Acyclic Graph - DAG), trong đó các block được liên kết với nhau thành một mô hình mạng phức tạp, không theo đường thẳng (tuyến tính).

Dạng cấu trúc này cho phép xử lý giao dịch nhanh hơn, từ đó cải thiện tốc độ và tăng hiệu suất mạng lưới.

Cấu trúc và cách hoạt động của BlockDAG

Cấu trúc BlockDAG khác biệt hoàn toàn so với cấu trúc tuyến tính, nó là một mạng lưới bao gồm các đỉnh và cạnh được tạo ra bởi các block. Nếu như trong Monolithic Blockchain, mỗi block chỉ liên kết với block trước và sau nó thì các block trong BlockDAG được liên kết với nhiều block khác cùng một lúc, giống như hình ảnh mô tả dưới đây.

Một đặc điểm quan trọng nữa của DAG là không có tính tuần hoàn (các mũi tên luôn chỉ theo một hướng), tránh việc một block hoặc giao dịch được xử lý lại nhiều lần.

Một BlockDAG có các nhánh cùng tồn tại như vậy sẽ cho phép nhiều giao dịch được xử lý đồng thời, vì nhiều block hơn sẽ được xác nhận cùng lúc, không cần đợi lần lượt theo tuần tự. Cách nó hoạt động như sau:

• Tạo và liên kết block: Một block mới được tạo (ví dụ B5) không nhất thiết phải liên kết với block được tạo ngay trước đó (B4) như trong Monolithic Blockchain. Thay vào đó, nó có thể liên kết với nhiều block bất kỳ khác (B3, B2, B1) trong hệ thống.
• Xử lý song song: BlockDAG cho phép nhiều block được tạo và xác nhận đồng thời, bất kể giao dịch có trước hay có sau, cơ chế này giúp tăng khả năng mở rộng mạng lưới.
• Xác nhận giao dịch: Một giao dịch trong BlockDAG được xác nhận khi block chứa nó có đủ số lượng liên kết với các block khác (tương tự như số lượng xác nhận trong Blockchain).

Ưu điểm của BlockDAG

BlockDAG có nhiều ưu điểm so với Monolithic Blockchain, bao gồm:

• Khả năng mở rộng tốt hơn: Như mình đã đề cập ở phần trên, BlockDAG cho phép nhiều block và giao dịch được xử lý đồng thời, nhờ đó mà tốc độ giao dịch được cải thiện đáng kể, giúp tăng khả năng mở rộng cho mạng lưới.
• Giảm tắc nghẽn mạng: BlockDAG có nhiều nhánh, việc tắc nghẽn bất kỳ nhánh nào cũng không ảnh hưởng đến mạng lưới. Không giống như trong các Monolithic Blockchain, do chỉ có một nhánh duy nhất nên rất dễ bị tắc nghẽn do quá tải.
• Phí giao dịch thấp: Một số hệ thống BlockDAG như IOTA thậm chí còn cho phép giao dịch không mất phí, thay vào đó, người dùng chỉ cần thực hiện một vài thao tác đơn giản để tự xác nhận giao dịch.
• Phi tập trung và bảo mật hơn: Cấu trúc của hệ thống BlockDAG phức tạp hơn và phi tập trung hơn Monolithic Blockchain, hạn chế tối đa điểm yếu và giúp chống lại các cuộc tấn công mạng lưới.
• Khả năng ứng dụng đa dạng: BlockDAG rất phù hợp với nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là IoT, nhờ đáp ứng được yêu cầu cao về tốc độ xử lý giao dịch, phí thấp và khả năng mở rộng vô hạn.

Những thách thức của BlockDAG

Mặc dù mang lại nhiều lợi ích nhưng vẫn tồn tại những khó khăn khiến cho BlockDAG chưa được áp dụng rộng rãi, chẳng hạn như:

• Sự phức tạp về mặt kỹ thuật: BlockDAG có cấu trúc dạng đồ thị,  phức tạp hơn nhiều so với các hệ thống Blockchain khác, do đó yêu cầu các giải pháp kỹ thuật cao hơn, cách vận hành phức tạp hơn để quản lý và đồng bộ hóa dữ liệu.
• Tính toàn vẹn của dữ liệu: Cơ chế xử lý nhiều block đồng thời có thể gây trở ngại trong quá trình đảm bảo tính chính xác và toàn vẹn cho dữ liệu.
• Thu hút cộng đồng: Hiện tại chưa có nhiều dự án sử dụng BlockDAG, công nghệ này vẫn cần chứng minh tính ổn định và sự hiệu quả để được cộng đồng và các nhà phát triển chấp nhận rộng rãi.

So sánh BlockDAG với các giải pháp mở rộng khác

Mọi giải pháp được đưa ra cho đến nay đều nhằm mục đích khắc phục nhược điểm và cải tiến tính năng cho Monolithic Blockchain.

BlockDAG tăng khả năng mở rộng và tốc độ giao dịch bằng cách xử lý nhiều block đồng thời. Trong khi đó, các giải pháp mở rộng như Sharding, L2, Modular Blockchain lại có cách tiếp cận khác.

Sharding

Sharding phân chia mạng lưới Blockchain thành các phân đoạn nhỏ hơn, gọi là “shards”, mỗi shard xử lý một phần của giao dịch và trạng thái mạng lưới. Phương pháp này giúp cải thiện khả năng mở rộng bằng cách phân phối khối lượng công việc giữa các shard để giảm áp lực cho chain chính.

Tương tự như BlockDAG, Sharding cũng là một phương pháp cấu trúc cơ sở dữ liệu của Blockchain.

L2

Các giải pháp L2 được triển khai trên chính nền tảng Monolithic Blockchain (L1) nhằm cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng mà không thay đổi cấu trúc cơ bản. L2 đưa các giao dịch ra bên ngoài để xử lý, sau đó gửi kết quả hoặc trạng thái cuối cùng về L1, mục đích là giảm tải cho L1 để tăng tốc độ và giảm phí. 

Như vậy, BlockDAG nhằm thay thế hoàn toàn Monolithic Blockchain, còn các L2 chỉ đóng vai trò là giải pháp hỗ trợ.

Modular Blockchain

Modular Blockchain tách các chức năng cơ bản của Blockchain thành các lớp hoặc mô-đun riêng biệt, gồm lớp đồng thuận, lớp smart contract và lớp dữ liệu. Các mô-đun này có thể hoạt động độc lập và được tối ưu hóa riêng, giúp cải thiện tính linh hoạt và khả năng mở rộng của hệ thống.

Modular Blockchain cũng có thể được coi là một cấu trúc cơ sở dữ liệu, nhưng điểm khác là nó không làm thay đổi cấu trúc cơ bản của Monolithic Blockchain giống như BlockDAG và Sharding.

Tổng kết lại, mỗi giải pháp mở rộng Blockchain có một hướng đi riêng như sau:

• BlockDAG: Xử lý nhiều block đồng thời, không cần chờ đợi tuần tự.
• L2: Xây dựng lớp bổ sung để giảm tải cho chain chính.
• Sharding: Tách mạng lưới thành nhiều đoạn, mỗi đoạn xử lý một phần giao dịch.
• Modular Blockchain: Tách chức năng của Blockchain thành nhiều mô-đun, mỗi mô-đun một nhiệm vụ chuyên biệt.

Những dự án nổi bật đang sử dụng BlockDAG

IOTA (IOTA)

IOTA là một nền tảng Blockchain phi tập trung được thiết kế nhằm hỗ trợ cho các ứng dụng về IoT (Internet of Things). IOTA sử dụng công nghệ Tangle, một dạng của BlockDAG, cho phép các giao dịch được xác nhận nhanh chóng và không mất phí, phù hợp cho việc ứng dụng vào các thiết bị IoT.

Fantom (FTM)

Fantom được xây dựng dựa trên công nghệ Lachesis, cũng là một biến thể của BlockDAG, tập trung vào việc cung cấp nền tảng cho các dApp và DeFi. Đây từng là một trong những dự án L1 đáng chú ý nhất trong thị trường Crypto ở mùa bull market 2020-2021, trực tiếp cạnh tranh với Ethereum, Solana và Near ở thời điểm đó.

Kaspa (KAS)

Kaspa là một dự án Blockchain L1 rất đáng chú ý với sự kết hợp giữa PoW và BlockDAG. Đội ngũ phát triển Kaspa tự tin khẳng định rằng đây là BlockDAG thực sự đầu tiên với khả năng mở rộng hoàn toàn nhanh nhất trên thế giới.

Hedera (HBAR)

Hedera sử dụng công nghệ Hashgraph, một biến thể của BlockDAG. Blockchain này sử dụng một cơ chế đồng thuận vô cùng độc đáo và hiệu quả, được gọi là "Gossip about Gossip". Hashgraph tập trung vào việc cung cấp một hệ thống có khả năng mở rộng cao, bảo mật và minh bạch.

Kết luận

BlockDAG là một trong những giải pháp đầy hứa hẹn cho các vấn đề về tốc độ và khả năng mở rộng mà Monolithic Blockchain đang phải đối mặt. Tuy còn gặp phải một số thách thức nhất định, nhưng tiềm năng của BlockDAG là không thể phủ nhận.

Đây có thể là một bước tiến quan trọng trong việc xây dựng các hệ thống Blockchain thế hệ mới, tiên tiến hơn và hiệu quả hơn, từ đó tăng tính ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Lưu ý: Nội dung bên trên không phải là lời khuyên đầu tư. Anh em chỉ nên tham khảo và tự mình tìm hiểu kỹ trước khi quyết định xuống tiền. Hãy là nhà đầu tư có trách nhiệm với tài sản của mình, chúc các bạn thành công!