ブロックチェーンを超えて:有向非巡回グラフ技術とその実世界への影響の理解

コアのポイント

  • ダイレクテッド・アシクリック・グラフ システムは、ブロック作成要件を排除することで、従来のブロックチェーンと比較して優れた取引速度とスケーラビリティを提供します。
  • DAGネットワークは、トランザクションを直列のブロックではなく、接続された頂点として構造化し、エネルギー消費を大幅に削減します。
  • DAGベースのシステムでの取引は、最小限またはゼロの手数料で行われるため、小額の送金に最適です。
  • 有望ではあるが、非循環グラフ技術はまだブロックチェーンを完全に置き換えることができることを示していない。その代わりに、補完的なソリューションとして機能している。
  • 中央集権のリスクと限られた実世界での採用は、主流のDAG実装に対する重要な障害として残り続けています。

なぜ暗号通貨業界は有向非循環グラフ技術に注目しているのか

ブロックチェーン革命は金融を変革しましたが、トレードオフなしには出現しませんでした。高い取引コスト、エネルギー消費、およびスケーラビリティの制限は、開発者に代替アーキテクチャを探索させました。有向非巡回グラフが登場します—これは、一部の人々がブロックチェーン技術の潜在的な後継と考えるデータ構造です。

しかし、DAGを「ブロックチェーンキラー」と呼ぶのは早計かもしれません。現実はもっと微妙です。ブロックチェーンを完全に置き換えるのではなく、有向非循環グラフシステムは同じ問題を解決するための異なるアプローチを提供し、独自の利点と同様に独自の課題を持っています。

有向非循環グラフ技術が実際にどのように機能するか

DAGを理解するには、その基本設計を把握する必要があります。トランザクションをブロックに束ねるブロックチェーンとは異なり、有向非巡回グラフシステムはトランザクションを個々のノード(頂点)として整理し、方向性のある線(エッジ)で接続します。これらの接続は一方向にのみ流れ、決して自分自身に戻ることはありません。これが名称に含まれる「有向」と「非巡回」です。

こちらがプロセスの実行です:

取引を開始する際には、最初に「ティップ」と呼ばれる1つ以上の既存の未確認取引を確認する必要があります。これらの前の取引を確認すると、あなたの取引が新しいティップになります。次のユーザーは、自分の取引を提出する前に、あなたの取引を検証する必要があります。これにより、相互に接続された取引の拡張ウェブが作成され、層が互いに重なり合っていきます。

システムはパス検証を通じて二重支出を防ぎます。ノードが古い取引を確認する際、起源までの全経路を追跡し、残高が正当であり、取引チェーンが有効であることを確認します。無効な取引に基づいて構築しようとするユーザーは、技術的には正しい場合でも、以前の無効な活動による汚染のために、自分の取引が拒否されるリスクがあります。

技術的利点: なぜ有向非巡回グラフが従来のブロックチェーンを上回るのか

妥協のないスピード: ブロックをマイニングする必要もなく、ブロック確認に関連する待機期間もないため、取引は継続的に処理できます。ユーザーは、以前の取引を確認する限り、無制限に取引を提出することができます。

コンセンサス再設計によるエネルギー効率: プルーフ・オブ・ワークを使用するほとんどのブロックチェーンは膨大なエネルギーを消費します。有向非巡回グラフシステムは場合によっては依然としてPoWを使用しますが、激しいマイニング競争がないため、必要な電力はごくわずかです。

マイクロペイメント経済学: ブロックチェーンネットワークは、関連する手数料よりも小さい取引に苦労します。DAGでは、取引コストはゼロに近づきます。小さなノード手数料が適用される場合がありますが、これらはネットワークの混雑時に増加することはありません—IoT決済や自動化システムにとって重要な利点です。

有向非循環グラフアーキテクチャを使用した実際のプロジェクト

IOTA (MIOTA): 2016年に開始されたIOTAは、最も著名な有向非巡回グラフの実装を表しています。このプロジェクトは「Tangle」を使用しており、すべてのユーザーが取引に参加することでネットワークの検証に貢献する相互接続されたノードのネットワークです。各ユーザーは、自分の取引が承認されるために他の2つの取引を確認する必要があります。これにより、参加が任意ではなく必須である真に分散型のコンセンサスメカニズムが構築されています。

ナノ (XNO): ナノは純粋な非循環グラフ設計ではなく、DAGとブロックチェーン要素を組み合わせています。各ユーザーは自分自身のブロックチェーンベースのウォレットを維持し、取引には送信者と受信者の両方からの検証が必要です。その結果、ゼロ取引手数料でほぼ瞬時の決済が実現され、ハイブリッドアーキテクチャによるIOTAと同等の速度が得られます。

BlockDAG (BDAG): このプロジェクトは、カスタムマイニングリグとモバイルアプリケーションを用いたエネルギー効率を強調しています。BlockDAGは、ビットコインの4年ごとの間隔の代わりに、12ヶ月ごとの加速された半減期を通じて自らを区別しています。

見逃せない有向非循環グラフの利点

無制限のスループット: ブロックサイズの制限がないため、DAGネットワークはユーザーが増えるにつれて自然にスケールします。

即時確定性: トランザクションは次のブロックを待たずに、継続的に確認されます。

コスト削減: ゼロまたはほぼゼロの手数料は、小規模な取引や自動支払いの障壁を取り除きます。

環境持続可能性: 劇的に低いエネルギー要件は、エコ意識の高いプロジェクトや規制当局にアピールします。

有向非循環グラフを阻む持続的な課題

中央集権の creep: 多くのDAGプロトコルは、ブートストラップフェーズ中にコーディネーターノードやその他の中央集権的なコンポーネントを必要とします。開発者はこれが一時的なものであると主張しますが、技術はこれらの安全策なしでセキュリティと速度を維持できることを証明していません。

スケールでの未検証: 年間数兆ドルの価値移転を支えるブロックチェーンとは異なり、有向非循環グラフシステムは比較的ニッチな存在です。ネットワーク効果は発展しておらず、大規模での潜在的な脆弱性は未知のままです。

採用の慣性: 開発者とプロジェクトはブロックチェーンインフラに多くの投資を行ってきました。 有向非巡回グラフへの移行はエコシステムの再構築、開発者の再訓練、そして機関の抵抗を克服することを必要とします。

ブロックチェーン vs. 有向非巡回グラフ: 置き換えの物語ではない

根本的な違いは優位性に関するものではなく、設計哲学に関するものです。ブロックチェーンは、スケーラビリティのトレードオフを受け入れながら、コンセンサスを通じて不変性と分散化を優先します。一方、非循環グラフシステムは、スピードと効率性を最適化し、時には完全な分散化を犠牲にすることがあります。

ブロックチェーンは、連続したブロックを通じて永続的な記録を作成します。非循環的有向グラフシステムは、検証された取引の拡張ネットワークを作成します。各アプローチは異なるユースケースに適しています。

未来を見据えて: 有向非巡回グラフの将来

この技術は初期段階にあります。方向性非循環グラフは、特にIoT、マイクロペイメント、リアルタイム決済において魅力的な利点を提供していますが、グローバル規模でのセキュリティと真の分散化を維持するという根本的な問題を解決していません。

ブロックチェーンを置き換えるのではなく、有向非循環グラフは特化したニッチを切り開く可能性があります:IoT決済ネットワーク、リアルタイム決済レイヤー、取引手数料とエネルギー消費が重要な制約であるアプリケーション。両技術は共存する可能性が高く、それぞれの強みが最も重要な領域で支配することになるでしょう。

暗号産業の未来は、おそらく単一の勝者ではなく、技術の多様性を伴うものになるでしょう。

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