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一文帶你了解DAG技術(shù)起源及優(yōu)勢

2018年09月10日 09:19$artinfo.Reprint點擊量：2433

　　DAG(有向無環(huán)圖)是不同于主流區(qū)塊鏈的一種分布式賬本技術(shù)，把同步記賬提升為異步記賬，被不少人認(rèn)為可以解決傳統(tǒng)區(qū)塊鏈的高并發(fā)問題，是區(qū)塊鏈從容量到速度的一次革新。
 
　　DAG：Directed Acyclic Graph，中文意為「有向無環(huán)圖」。DAG原本是計算機領(lǐng)域一種常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因為*的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所帶來的優(yōu)異特性，經(jīng)常被用于處理動態(tài)規(guī)劃、導(dǎo)航中尋求短路徑、數(shù)據(jù)壓縮等多種算法場景。
 
　　DAG技術(shù)的起源
 
　　早在區(qū)塊鏈中引入DAG概念作為共識算法是在2013年，bitcointalik.org由ID為avivz78的以色列希伯來大學(xué)學(xué)者提出，也就是GHOST協(xié)議，作為比特幣的交易處理能力擴容解決方案；Vitalik在以太坊紫皮書描述的POS共識協(xié)議Casper，也是基于GHOST POW協(xié)議的POS變種。
 
　　后來NXT社區(qū)有人提出用DAG的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來存儲區(qū)塊，解決區(qū)塊鏈的效率問題。區(qū)塊鏈只有一條單鏈，打包出塊無法并發(fā)執(zhí)行。如果改變區(qū)塊的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，變成DAG的網(wǎng)狀拓?fù)淇梢圆l(fā)寫入。在區(qū)塊打包時間不變的情況下，網(wǎng)絡(luò)中可以并行打包N個區(qū)塊，網(wǎng)絡(luò)中的交易就可以容納N倍。
 

　　Nxt社區(qū)提出的DAG of blocks
 
　　2015年9月，Sergio Demian Lerner發(fā)表了 《DagCoin: a cryptocurrency without blocks》一文，提出了DAG-Chain的概念，把DAG網(wǎng)絡(luò)從區(qū)塊打包這樣粗粒度提升到了基于交易層面，但DagCoin本身是一篇論文，沒有代碼實現(xiàn)。
 
　　DagCoin的思路，讓每一筆交易都直接參與維護全網(wǎng)的交易順序。交易發(fā)起后，直接廣播全網(wǎng)，跳過打包區(qū)塊階段，達到所謂的Blockless。這樣省去了打包交易出塊的時間。如前文提到的，DAG初跟區(qū)塊鏈的結(jié)合就是為了解決效率問題，現(xiàn)在不用打包確認(rèn)，交易發(fā)起后直接廣播網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)，理論上效率得到了質(zhì)的飛躍。DAG進一步演變成了*拋棄區(qū)塊鏈的一種解決方案。
 


 

　　一句話來概括：DAG是面向未來的新一代區(qū)塊鏈，從圖論拓?fù)淠Ｐ秃暧^看，從單鏈進化到樹狀和網(wǎng)狀、從區(qū)塊粒度細(xì)化到交易粒度、從單點躍遷到并發(fā)寫入，這是區(qū)塊鏈從容量到速度的一次革新。
 
　　DAG技術(shù)的優(yōu)勢
 
　　傳統(tǒng)區(qū)塊鏈和DAG的區(qū)別，簡單的說：
 
　　1)單元：區(qū)塊鏈組成單元是Block，DAG組成單元是TX(交易)；
　　2)拓?fù)洌簠^(qū)塊鏈?zhǔn)怯葿lock區(qū)塊組成的單鏈，只能按出塊時間同步依次寫入，好像單核單線程CPU；DAG是由交易單元組成的網(wǎng)絡(luò)，可以異步并發(fā)寫入交易，好像多核多線程CPU；
　　3)粒度：區(qū)塊鏈每個區(qū)塊單元記錄多個用戶的多筆交易，DAG每個單元記錄單個用戶交易。
 
　　那么相比于比特幣等傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈，這種機制有什么好處？
 
　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：通過DAG，每一筆交易就可以看作是一個區(qū)塊，沒有容量限制的問題，每一個區(qū)塊有多個指向，拓展性強，因此能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字貨幣較高的交易吞吐量(通過平行驗證)。并且參與者越多，整個系統(tǒng)也會變得越來越安全和快速，確認(rèn)時間會縮短，交易也完成的越來越快。
 
　　共識機制：區(qū)塊鏈中添加下一個區(qū)塊需要多方進行競爭，并獲取區(qū)塊獎勵或交易手續(xù)費。正因如此，共識和交易生成是分離開的，并且由網(wǎng)絡(luò)的一小部分人來完成，通常會設(shè)置較高門檻(就像比特幣一樣)，這樣會導(dǎo)致進一步的中心化(算力壟斷)。
 


 

　　在DAG系統(tǒng)中，交易者本身就是礦工，網(wǎng)絡(luò)中的每位參與者都能進行交易并且積極參與共識。通過這種方式，驗證就能同步進行，網(wǎng)絡(luò)能夠保持*去中心化，不需要礦工傳遞信任，也不需要支付交易手續(xù)費。
 
　　DAG的速度快，吞吐量高，但作為一個很年輕的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，DAG技術(shù)的優(yōu)勢和創(chuàng)新速度已經(jīng)嶄露頭角，越來越多后繼基于DAG的創(chuàng)新項目和DAPP正*的迅速涌現(xiàn)。
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