什么是 DAG ?

“DAG”即“有向非循環(huán)圖”(Directed Acyclic Graph)的首字母縮寫。,這是一種計算機學上面常用到的拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。他要求每一個交易都必須驗證前面兩條舊的交易,這樣就形成了層層確認的結(jié)構(gòu),使每一次交易形成了一個鏈條。

圖1 DAG示例:Nxt社區(qū)提出的DAG of blocks

“有向非循環(huán)圖”這一名稱就透露了很多信息:DAG是具有方向且沒有任何循環(huán)的圖形/結(jié)構(gòu)。您可以將其視為創(chuàng)建區(qū)塊鏈過程中的一個中間環(huán)節(jié)——它的某些塊已經(jīng)與邊緣(edge)連接(因此是有序的),而有些則沒有。需要額外的精力來構(gòu)建基于DAG的最終鏈,而這正是基于DAG的共識協(xié)議所需要的。

DAG 創(chuàng)新 vs PoW 模式

從本質(zhì)上說,DAG與區(qū)塊鏈沒有特別大的差異,因為它們都是區(qū)塊的鏈。這是因為在這兩種協(xié)議中,形成交易鏈都是期望的結(jié)果。

圖2 DAG的區(qū)塊形成機制

然而,DAG的創(chuàng)新在于區(qū)塊內(nèi)部:在以比特幣為代表的PoW共識機制中,工作量證明會增加網(wǎng)絡(luò)延遲,以確保網(wǎng)絡(luò)同步并能抵御大多數(shù)攻擊。但是通常在基于DAG的協(xié)議中,這種能源消耗大的計算是完全不必要的。新交易已通過以前的交易進行了驗證。無需采礦。

除此之外,DAG和傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈還有如下區(qū)別:

1. 單元:區(qū)塊鏈組成單元是Block(區(qū)塊),DAG組成單元是TX(交易);

2. 拓撲:區(qū)塊鏈是由Block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。

DAG 的優(yōu)勢

經(jīng)過多年的實際運行,傳統(tǒng)區(qū)塊鏈技術(shù)所存在的問題也在逐漸暴露,包括:

1. 效率問題:傳統(tǒng)區(qū)塊鏈技術(shù)基于Block區(qū)塊,比特幣的效率一直比較低,由于BlockChain鏈式的存儲結(jié)構(gòu),整個網(wǎng)絡(luò)同時只能有一條單鏈,基于POW共識機制出塊無法并發(fā)執(zhí)行;例如比特幣每十分鐘出一個塊,6個出塊才能確認,大約需要一個小時;以太坊大幅改善,出塊速度也要十幾秒。

2. 確定性問題:比特幣和以太坊存在51%算力攻擊問題,基于POW共識的最大問題隱患,就是沒有一個確定的不可更改的最終狀態(tài);如果某群體控制51%算力,并發(fā)起攻擊,比特幣體系一定會崩潰;考慮到現(xiàn)實世界中的礦工集團,以及正在快速發(fā)展量子計算機的逆天算力,這種危險現(xiàn)實存在。

3. 中心化問題:基于區(qū)塊的POW共識中, 礦工一方面可以形成集中化的礦場集團,另一方面,獲得打包交易權(quán)的礦工擁有巨大權(quán)力,可以選擇哪些交易進入?yún)^(qū)塊,哪些交易不被處理,甚至可以只打包符合自己利益的交易,這樣的風險目前已經(jīng)是事實存在。

4. 能耗問題:由于傳統(tǒng)區(qū)塊鏈基于POW算力工作量證明,達成共識機制, 比特幣的挖礦能耗已經(jīng)與阿根廷一個國家耗電量持平,IMF和多國政府對虛擬貨幣挖礦能源消耗持批評態(tài)度。

因此,與傳統(tǒng)的PoW區(qū)塊鏈相比,DAG協(xié)議具有許多優(yōu)勢,它產(chǎn)生共識的速度比區(qū)塊鏈要快得多,正因如此,它能夠在大規(guī)模運作時維持很高的交易速度,而這是比特幣的區(qū)塊鏈無法實現(xiàn)的。

例如,在DAG的概念驗證協(xié)議(proof-of-concept protocol)項目測試中,在包含128個節(jié)點的測試網(wǎng)絡(luò)上已達到100,000 Tx/s的速度。這是DAG表現(xiàn)最好時的威力。

第二個好處是應用DAG可以免挖礦。在這樣的架構(gòu)下,沒有挖礦費和礦工來驗證交易,交易可以便宜得多,甚至微不足道或免費的。這就是DAG已被確定為適用于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應用的原因。

但這也為我們勾勒出了基于DAG的現(xiàn)實可用貨幣。例如,用戶都不想為0.90美元的可樂支付0.50美元的區(qū)塊鏈交易費,對吧?但是您可能愿意支付0.0004 BTC(約合4美元)來安全快速地進行幾百萬美元的轉(zhuǎn)賬。如果我們要使用加密貨幣來進行日常小額支付,那么DAG就非常合適。

DAG 的參考實現(xiàn)( Reference Implementation ) : Byteball DAG

Byteball DAG被稱為DAG體系家族中最完善的參考實現(xiàn),展現(xiàn)了DAG協(xié)議強大的優(yōu)勢。

Byteball DAG在DAGCoin的基礎(chǔ)上, 創(chuàng)新性引入主鏈與見證人概念,鼓勵驗證多個父輩交易單元,形成一個隨著交易增長、相互驗證,安全性不斷加強的數(shù)字簽名Hash網(wǎng)絡(luò), 并創(chuàng)造性的發(fā)明了“主鏈”概念以及“見證人”的概念。

Byteball DAG中“見證人”(Witness)真正意義就是形成“共識機制”;12個“見證人”發(fā)布的交易單元,在理論上無限寬廣的DAG并發(fā)交易網(wǎng)絡(luò)中劃出了一道確定性的交易時間序列。正是這道無限延伸基于時間的確定性交易序列,打造了Byteball DAG中的主鏈,在寬廣無序的有向無環(huán)哈希世界中形成了強健有序的唯一主干。基于見證人+主鏈的共識機制,雙重支付等問題得到了輕松解決。

Byteball DAG取消了區(qū)塊鏈和工作量證明(POW)挖掘的概念,而是選擇了DAG數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。 與基于傳統(tǒng)區(qū)塊鏈的加密貨幣相比,這具有強大的優(yōu)勢,Byteball DAG中的所有交易都是以加密方式相互關(guān)聯(lián)的。 新產(chǎn)生交易將添加到tips交易單元后面。 這樣讓網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(用戶)都參與驗證交易,完全的去中心化。

這不僅可以更快地驗證付款,還可以讓網(wǎng)絡(luò)保持足夠的分散。 避免在比特幣中的一些問題:例如可能威脅網(wǎng)絡(luò)的大型集中式礦池;同時Byteball DAG通過收取存儲在DAG網(wǎng)絡(luò)的每字節(jié)數(shù)據(jù)存儲費用,通過類似Gas機制減少網(wǎng)絡(luò)上的SPAM垃圾信息。

由于每個交易都有發(fā)起者的私鑰簽名,同時每筆交易都驗證與引用從前發(fā)生的交易,Byteball DAG以此編織成一個巨大的網(wǎng)絡(luò),對網(wǎng)絡(luò)的篡改牽一發(fā)而動全身,同時不可能有人擁有全網(wǎng)所以用戶的私鑰,所以Byteball DAG具備銀行級最終確定性。

一句話來概括:DAG是面向未來的新一代區(qū)塊鏈,從圖論拓撲模型宏觀的看,從單鏈進化到樹狀和網(wǎng)狀、從區(qū)塊粒度細化到交易粒度、從單點躍遷到并發(fā)寫入;是區(qū)塊鏈從容量到速度的一次革新。

Amodule Network(以下簡稱AMO)充分利用DAG協(xié)議的優(yōu)良特性,設(shè)計了一套全商業(yè)區(qū)塊鏈應用模式的網(wǎng)絡(luò)標準, 遵循熱插拔、模塊化擴展、 提供可替代的智能合約、 共識機制、 P2P網(wǎng)絡(luò)傳輸、大數(shù)據(jù)加密存儲、多賬號等功能。AMO將各領(lǐng)域各行業(yè)所需區(qū)塊鏈化的合約層進行封裝,搭配可視化操作系統(tǒng)方便各語種開發(fā)者迅速調(diào)用。需要進行鏈改的業(yè)務項目將快速建立去中心化的應用場景,根據(jù)自身需求搭建業(yè)務模型,而不再需要從下到上重新開發(fā)節(jié)省人力財力,這將急速的推動區(qū)塊鏈商業(yè)應用落地以及傳統(tǒng)行業(yè)區(qū)塊鏈改造工程。

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