什么是有向無環(huán)圖（DAG）？工作原理與應(yīng)用詳解
有向無環(huán)圖 (DAG) 提供了一種更高效的方式來管理網(wǎng)絡(luò)交易，同時(shí)克服了許多區(qū)塊鏈的缺點(diǎn)。
有向無環(huán)圖(DAG)是加密和區(qū)塊鏈行業(yè)的新熱門話題。它旨在通過提供免費(fèi)和快速交易來以不同方式解決去中心化。
區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)有十年歷史。它的誕生開啟了去中心化革命，催生了許多其他出色的分布式賬本技術(shù)(DLTs)。這些DLTs獨(dú)特之處在于它們?cè)噲D解決區(qū)塊鏈的缺點(diǎn)。
現(xiàn)在您可以找到許多令人興奮的分布式賬本技術(shù)，例如R3 Corda，Hashgraph和Iota Tangle。在這三種流行的DLT中，Iota和Hashgraph使用有向無環(huán)圖(DAG)。
在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，DAG是什么？
在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，DAG是一個(gè)具有頂點(diǎn)和邊的圖。該圖是有向的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與其他節(jié)點(diǎn)相連。這是一種方便的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使計(jì)算機(jī)科學(xué)家和數(shù)學(xué)家能夠建模連接性、概率和因果關(guān)系。
另一個(gè)重要的方面是它的無環(huán)特性，這意味著圖不是一個(gè)完整的電路/循環(huán)。這意味著您不會(huì)能夠訪問相同的節(jié)點(diǎn)兩次。DAG還抑制了拓?fù)渑判?，其中起始?jié)點(diǎn)值低于結(jié)束節(jié)點(diǎn)值。
加密貨幣和區(qū)塊鏈中的DAG是什么？
有向無環(huán)圖(DAG)在加密貨幣或設(shè)計(jì)其他分布式分類賬技術(shù)(DLTs)方面也很有用。這是因?yàn)樗鼈兣c傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈方法相比更快。
在區(qū)塊鏈中，區(qū)塊被創(chuàng)建并連接以存儲(chǔ)和檢索信息。然而，有向無環(huán)圖使用頂點(diǎn)和邊。這意味著頂點(diǎn)存儲(chǔ)加密貨幣或區(qū)塊鏈交易。由于有向無環(huán)圖是拓?fù)涞?，記錄的頂點(diǎn)彼此相互依賴。
有向無環(huán)圖(DAG)驅(qū)動(dòng)的加密貨幣或分布式賬本技術(shù)可以使用工作量證明(PoW)或不使用。無需挖礦就能使分布式賬本技術(shù)運(yùn)作的可能性意味著一種更快速、更節(jié)能的方法，特別是與以太坊等傳統(tǒng)區(qū)塊鏈解決方案相比。
除此之外，DAG還帶來了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率，并已被視為在線支付和交易的區(qū)塊鏈替代品。
最后，DAG節(jié)點(diǎn)/頂點(diǎn)創(chuàng)建使交易過程瞬間完成。簡而言之，DAG帶來更好的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。
DAG是如何工作的？
加密貨幣中的有向無環(huán)圖(DAG)通過在頂點(diǎn)(節(jié)點(diǎn))中存儲(chǔ)信息來源作。這里，節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)代表交易信息。由于沒有“區(qū)塊”概念參與，因此挖礦不是創(chuàng)建、驗(yàn)證和擴(kuò)展區(qū)塊鏈所必需的。有向無環(huán)圖(DAG)可以使交易即時(shí)寫入構(gòu)建在彼此之上的頂點(diǎn)。
有向無環(huán)圖(DAG)動(dòng)力加密貨幣使用工作量證明(POW)或其他共識(shí)算法來驗(yàn)證交易，以確保某種形式的共識(shí)。
讓我們通過一個(gè)例子來更好地理解。
約翰，一名交易員，通過將基于DAG技術(shù)的加密貨幣轉(zhuǎn)移給另一個(gè)人斯萊，完成了一筆新交易。隨著新交易的產(chǎn)生，DAG應(yīng)通過將其參照到之前的交易來對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。參照是針對(duì)多筆交易進(jìn)行的，以確保交易的可靠性證明。
在基于DAG的加密貨幣或DLT中，共識(shí)算法依賴于提示來確定哪個(gè)節(jié)點(diǎn)有權(quán)驗(yàn)證交易。因此，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以對(duì)交易驗(yàn)證有重大影響，選擇是基于其累積權(quán)重（確認(rèn)數(shù)量）進(jìn)行的。
John的交易直到被John本人或其他構(gòu)建在John交易之上的人引用后才會(huì)保持未確認(rèn)狀態(tài)。實(shí)際上，只有具有更高權(quán)重的節(jié)點(diǎn)才有可能繼續(xù)驗(yàn)證交易，以確保網(wǎng)絡(luò)的正常增長。
DAG如何阻止雙重支付？
最后，有向無環(huán)圖(DAG)節(jié)點(diǎn)能夠檢測(cè)雙重支付。它驗(yàn)證較早的交易并查找發(fā)送者的足夠余額，甚至可以追溯到發(fā)送者的第一筆有向無環(huán)圖(DAG)交易。如果發(fā)送者沒有足夠的余額，它將拒絕交易。有向無環(huán)圖(DAG)只需要驗(yàn)證單一路徑，即使存在多條路徑。相比之下，區(qū)塊鏈雙重支付保護(hù)是足夠的，但可能會(huì)比有向無環(huán)圖(DAG)消耗更多的成本（以能源和時(shí)間為代價(jià)）。
要直觀地看到DAG的外觀，請(qǐng)參見下面的圖片。
DAG的算法總是更喜歡具有較重累積權(quán)重的節(jié)點(diǎn)，以克服多個(gè)分支不相互知曉的問題。這樣，較新的交易大多通過尖端連接，并始終引用較早的交易以進(jìn)行驗(yàn)證。選擇性方法還會(huì)丟棄較弱的路徑，并隨著網(wǎng)絡(luò)的增長而丟棄它們。
如果我們深入研究區(qū)塊鏈，交易在經(jīng)過六次確認(rèn)后被視為“已花費(fèi)”，以確保系統(tǒng)的可靠性。
總結(jié)一下，DAG 做了以下事情：
- 選擇累積權(quán)重較大的節(jié)點(diǎn)。
- 跟隨先前交易的路徑，確保小費(fèi)沒有雙重支出，并且有足夠的支出余額。
- 一旦滿意，將交易添加到網(wǎng)絡(luò)中。
有向無環(huán)圖 DLT 使用案例
Iota Tangle
Iota 實(shí)現(xiàn)了 Tangle，一種 DAG 共識(shí)算法。它遵循通過連接到兩個(gè)先前的交易來驗(yàn)證的簡單規(guī)則。這種方法的好處在于每次添加交易都會(huì)使網(wǎng)絡(luò)變得更加強(qiáng)大。而且，它不需要任何挖礦來達(dá)成共識(shí)。
為防止雙重支付，其中包含的交易量不是交易量的1/3。這樣，沒有人可以控制整個(gè)鏈條并實(shí)現(xiàn)雙重支付。
然而，IoTa Tangle并非真正去中心化，因?yàn)樗褂昧艘粋€(gè)中心化的節(jié)點(diǎn)，“協(xié)調(diào)者”。盡管如此，它通過監(jiān)督交易并確保不發(fā)生沖突，有助于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
哈希圖
Hedera Hashgraph是一種公共企業(yè)分布式賬本技術(shù)。它采用了一種不同的方法，使用有向無環(huán)圖(DAG)而不是區(qū)塊鏈。就像Iota Tangle一樣，它也并非真正的去中心化。相反，由包括谷歌、波音和德國電信在內(nèi)的全球商業(yè)領(lǐng)袖委員會(huì)進(jìn)行監(jiān)督。
在底層，Hashgraph利用了Gossip協(xié)議。在這個(gè)協(xié)議中，節(jié)點(diǎn)共享信息并達(dá)成共識(shí)以批準(zhǔn)交易。每次添加交易時(shí)，都會(huì)向分布式分類帳附加審計(jì)跟蹤。
有向無環(huán)圖加密使用案例
Obyte
Obyte是一種流行的加密貨幣，使用基于DAG的分類賬。它可以在沒有中間人的情況下運(yùn)行，創(chuàng)建一個(gè)無中間人的交易過程。然而，它使用驗(yàn)證者系統(tǒng)來保護(hù)網(wǎng)絡(luò)免受雙重支付的影響。
納米
Nano是一個(gè)零費(fèi)用的去中心化平臺(tái)，使用被稱為區(qū)塊格的有向無環(huán)圖。該網(wǎng)絡(luò)快速且無相關(guān)費(fèi)用。其架構(gòu)是區(qū)塊鏈和有向無環(huán)圖的混合，因此提供了開箱即用的去中心化。
有向無環(huán)圖 vs. 區(qū)塊鏈
有向無環(huán)圖(DAG)和區(qū)塊鏈在根本上是不同的方法。然而，兩者都屬于分布式賬本技術(shù)。為了更好地理解，讓我們?cè)谙旅嬗懻撍鼈兊膮^(qū)別。
結(jié)構(gòu)
區(qū)塊鏈方法的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由節(jié)點(diǎn)通過區(qū)塊鏈連接。這種時(shí)間順序是不可更改的。此外，交易被捆綁到包含驗(yàn)證的區(qū)塊中。當(dāng)新交易發(fā)生時(shí)，它們被添加到一個(gè)區(qū)塊中，并附加到前一個(gè)區(qū)塊以進(jìn)行驗(yàn)證。
另一方面，DAG 遵循拓?fù)浞椒?，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一筆交易。節(jié)點(diǎn)鏈充當(dāng)引用舊交易和防止雙重支付的方式。樹結(jié)構(gòu)可以有多條路徑。但是，新交易只需要一條路徑追蹤即可得到驗(yàn)證。
共識(shí)
基于區(qū)塊鏈的分布式賬本技術(shù)(DLT)嚴(yán)重依賴工作量證明。它需要參與節(jié)點(diǎn)進(jìn)行挖礦，這是一個(gè)計(jì)算密集且消耗資源的過程。參與的礦工會(huì)獲得獎(jiǎng)勵(lì)來驗(yàn)證交易。
DAG的方法是單獨(dú)驗(yàn)證每個(gè)交易。它使用以前的交易作為驗(yàn)證知識(shí)。驗(yàn)證者和礦工參與。此外，交易大多是免費(fèi)的。
有向無環(huán)圖(DAG)的優(yōu)缺點(diǎn)
在本節(jié)中，我們將更仔細(xì)地看一下有向無環(huán)圖(DAG)的優(yōu)缺點(diǎn)。
有向無環(huán)圖(DAG) 優(yōu)勢(shì)
- DAG很快，因?yàn)椴恍枰V工添加頂點(diǎn)。此外，DAG拓?fù)浞椒ㄔ试S快速檢查舊交易路徑，以阻止雙重支付。
- 有向無環(huán)圖不使用挖礦，使其環(huán)保友好。
- 由于缺乏礦工，DAG 的交易驗(yàn)證費(fèi)用極低甚至為零。
- 有向無環(huán)圖(DAG)非常可擴(kuò)展，每秒可以處理比傳統(tǒng)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)多得多的交易。
有向無環(huán)圖(DAG) Cons
DAG背后的想法是使其半去中心化，而不是真正的去中心化。大多數(shù)DAG協(xié)議都是集中化的。
最后的思考
有向無環(huán)圖(DAG)是一種出色的區(qū)塊鏈替代方案。它解決了與區(qū)塊鏈相關(guān)的關(guān)鍵問題，提供了一種快速而有效的分布式分類賬技術(shù)。然而，它并非完全去中心化。它依賴于理事會(huì)或中心化節(jié)點(diǎn)來監(jiān)督交易和沖突，并使一切都符合規(guī)則。
到此這篇關(guān)于什么是有向無環(huán)圖（DAG）？工作原理與應(yīng)用詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)DAG詳細(xì)介紹內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持腳本之家！
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