DAG (有向无环图)跟区块链的账本结构不同,它不是线性的,也不是区块相连的链式结构。它试图解决区块链难以解决的扩展性问题、交易费用问题。那么,它有机会解决这个问题吗?目前 IOTA、Nano、Byteball 等在使用基于 DAG 的账本结构。DAG 会是下一个大的突破吗?目前看,还需要很多的探索。本文作者是 Jack Dossman,来源于 blog.goodaudience.com, 由 Leo 翻译。

2017 年 12 月,区块链技术走向主流。价格飙升,比特币和其他区块链项目充斥着新闻。人们为区块链的潜力和未来可能性感到兴奋。在 2017 年 11 月到 2018 年 1 月早期的短短两个月间,整个加密市场增长了 400%,看上去只有天空才是这种新技术的极限。

但形势开始直转急下。

比特币和以太坊网络被交易淹没,开始走向大幅放缓。比特币交易费,之前几乎可以忽略不计,但后来曾飙升到 50 美元,而处理时间延长到数小时,而不是几分钟。

看上去泡沫要破灭了。人们开始质疑他们目睹到的是否是真正的技术革命,它看起来不太可能继续高涨。区块链技术还没有准备好履行自己的诺言,还有其他的因素,导致市场急剧下降。那么,加密世界如何来解决扩展性的问题呢?

现在来看看 DAG。

DAG (Directed Acyclic Graph)是有向无环图的缩写,DAG 有可能解决比特币、以太坊或其他区块链应用所面临的一些问题。

但事情是:DAG 实际上并不是区块链。

所以,当你认为你已经搞清楚什么是区块链的时候,总会有新东西出来。不过不要担心,理解了区块链,可以考虑它们之间的差异。

那么,什么是区块链呢?

为了回答这个问题,我们来看看运行比特币的区块链。比特币是目前最受欢迎的加密货币,在某些方面,最简单也便于理解。

区块链的核心只是一种数据库,用于存储过去发生的事情的信息。它通过复杂的数学(加密)验证,来确保输入的信息不会跟分类账上已有的信息产生冲突。比特币区块链上的信息是存储在组或者叫区块中的,每个区块都有时间戳,并且及时链接到之前产生的区块,从而创建一个线性的区块组成的链,也因此称之为区块链。

DAG 是加密世界的下一个大事件吗?

然而,这也是发生问题的地方。

由于区块链具有线性的特征,交易只能按顺序添加进入区块,区块在链上相连。这会让网络的速度存在瓶颈,导致需求高时会产生交易积压、费用高企的情况。

此外,既然所有区块都链接到链上,破坏任何这些链接都会导致链的无效。这意味着讨论区块大小变得很重要。比特币区块链每天都在增长,截止到 2018 年 9 月,它已经超过 175GB。

这意味着全世界成千上万个验证节点都需要存储比特币区块链的完整副本来验证交易。这是不小的容量。数千份完整副本持续接入网络对去中心化提出了挑战,因为对于个人来说,很难参与,这需要昂贵的专用硬件。

由于这些限制,比特币在扩展性上遇到问题。一些解决方案,比如闪电网络等还在开发中。可以说,扩展性问题是比特币走向主流大规模采用的主要障碍。

这就是为什么 DAG 值得关注的地方。

什么是 DAG?

基于 DAG 技术的项目,目前较多人知道的是 IOTA。它是一个承诺更快速度和更低费用的交易平台,可用于相连设备间的高速数据交易。

那么,到底什么是 DAG?它和区块链有什么区块?我们通过 IOTA 案例来理解它。

DAG 名字听起来让人生畏,但概念很简单。跟区块链一样,它也是一种数据库:以特定方式存储数据或交易的方式。然而,与区块链不同,它不是以线性方式进行存储。

它类似于一个家谱树,图形只能朝一个方向延伸,也就是所谓的定向,但不能进入循环,也就是有向无环图。

DAG 是加密世界的下一个大事件吗?

所有进入 DAG 的信息都必须遵循这些规则。

在 IOTA,交易及其所有相关信息(如发送方和接收方,发送的时间和金额)都存储为节点,一组节点组成一个「tangle」。这就是 IOTA 版本的「区块链」。

当一个新的交易添加进入 tangle,它会与现有的两个节点相连,在这个过程中,通过确认它们不与网络中的其他交易产生冲突,由此来验证节点。

DAG 是加密世界的下一个大事件吗?

计算机增加新的交易进入网络需要做很小的 POW 来完成操作,这意味着所有 IOTA 用户都利于保证网络安全。这样做可以摆脱专用矿工,比如比特币中验证交易的矿工,从而消除网络费用的需求。

随着新增加的交易越来越多,网络实际上会加速。因为每个新增的交易,都会让两个旧的交易得到验证并被网络批准。

跟比特币不同,你也不需要为了添加交易需要完整图。既然,tangle 不是线性的,你只需要进入所有交易的一部分,这一部分附加到你的交易,以便于对其进行验证,从而大大减少数据使用。

因此,从理论上讲,DAG 应该是始终是轻量级的,并且可以快速处理交易。所以,它是可以大规模扩展的。

DAG 的缺点

尽管有这么多优点,但像 IOTA 这样的 DAG 系统并非没有问题。由于没有大规模 POW 计算来保证网络安全,因此 IOTA 容易受到 34% 的攻击。

简言之,如果攻击者的计算能力超过网络 34%,他们可以发送和批准虚假的交易,控制 tangle。IOTA tangle
容易受到这类攻击,网络很小,总的计算能力还较低。为解决这个问题,团队设立了调节员节点,通过它批准交易。当团队认为 tangle 足够强健,足够抵御攻击时,该节点会被移除。

这有助于防止网络遭受 34% 的攻击,但也意味着 IOTA 目前是中心化的系统,直到它的系统足够强大并把协调员节点移除时才是去中心化的系统。因此,它目前容易受到 IOTA 创始人作出的决定所影响,在走向真正去中心化的道路上还有很长的路要走。

关于去中心化的实现难度是目前 DAG 系统的主要缺点。DAG 技术整体来说,还是非常新的,没有得到大规模实践的证实,因此在 IOTA 网络证明它能够创建真正的去中心化系统之前,这种疑虑会持续存在。

现在,我们清楚了区块链和 DAG 是什么,那么让我们看看它们之间的区别:

比特币:

l 完整副本数据量很大

l 需要整个区块链来确认交易

l 当网络活动高,交易就会变慢

l 当网络活动高,交易费用就会增加

l 很难扩展到大规模人群

l 依赖大型、耗费能源的昂贵硬件来挖矿

IOTA:

l 不需要整个 Tangle 来确认交易

l 用户通过每次交易做少量的工作量证明而成为矿工

l 没有费用

l 随着交易量增加,网络速度加快

l 可轻松扩展到大规模用户

l 开始时中心化的可能性较高

l 易受 34% 攻击

很明显,DAG 技术在向大规模人群扩展方面有很大优势。比特币、以太坊和其他加密项目目前面临的扩展性问题可通过 DAG 模式来解决。

但是,这种技术也很新,且未经大规模实践验证,因此,它是否足够强健,是否能够经得起市场的考验,还有待观察。DAG 技术有很大的潜力,但我们仍然必须等待,看看它们是否能够破局。