有向無環圖：分布式帳本技術的下一次演變？

多年來，區塊鏈作爲去中心化網路的默認基礎設施主導了加密貨幣領域。然而，隨着交易量的激增和費用的上升，一個問題浮現出來：是否存在更好的方式？有向無環圖應運而生——這項技術在尋求克服區塊鏈固有局限性的項目中越來越受到關注。雖然有人稱其爲"區塊鏈殺手"，但現實要復雜得多。有向無環圖並不是一種替代，而是一種值得理解的有意義的替代架構。

有向無環圖是如何工作的

要理解爲什麼有向無環圖（DAG）正在引起關注，您需要掌握它們的基本機制。與將交易打包成離散區塊的區塊鏈不同，有向無環圖（DAG）在基本原理上運作不同：交易本身成爲節點。

這裏是結構：想象一下代表單個交易的圓圈(頂點)，通過方向性線條(邊)連接，這些線條只朝一個方向流動，且從不回頭。這個單向、非循環的結構就是"有向無環圖(DAG)“名稱的來源。當你提交交易時，首先需要驗證兩個之前未確認的交易——稱爲"tips”。一旦你確認了這些tips，你的交易就成爲新的tip，等待下一個參與者的驗證。

這種鏈式反應創建了層疊在一起的交易。網路通過路徑驗證來強制一致性：當節點確認較早的交易時，它們追溯整個歷史回到創世交易，確保餘額充足並防止雙重支付。如果用戶試圖在無效路徑上進行構建，他們的交易將面臨拒絕，即使這些交易本身是合法的。

這個設計的美在於它消除了挖礦——至少在傳統意義上。一些有向無環圖(DAG)網路融合了工作量證明的元素，但消耗的能量遠低於區塊鏈工作量證明系統所需的能量。

DAG和區塊鏈架構之間的主要區別

DAG和區塊鏈之間的哲學分歧在於結構和驗證。區塊鏈創建時間批次的交易，由礦工或驗證者確認，然後添加到鏈中。這種批量導向的方法引入了區塊時間延遲，並造成瓶頸。

有向無環圖(DAG)完全避開了這一點。通過使每個交易成爲一個逐步建立在其他交易之上的節點，它們消除了等待時間。沒有“區塊時間”——沒有交易滯留的預定間隔。只要滿足先決確認，用戶可以持續提交交易。

這種架構差異帶來了實際優勢。交易吞吐量幾乎沒有限制，僅受限於願意進行驗證的網路參與者(。由於計算密集型的挖礦競爭消失，能源消耗大幅下降。最重要的是，交易費用消失——或者降到微不足道的水平——因爲沒有礦工要求獎勵。

現實世界應用：DAG的光輝之處

該技術在區塊鏈困難的特定用例中表現出色。

小額支付代表了最明顯的例子。在傳統區塊鏈上，交易費用往往超過支付金額——試圖發送$0.50時，網絡費用爲)就失去了意義。有向無環圖(DAG)以零或接近零的費用和沒有網路擁堵附加費，使得小額支付在經濟上可行。

物聯網生態系統受益於有向無環圖(DAG)的輕量級驗證。想象一下，數十億智能設備需要在分布式網路中記錄交易。區塊鏈挖礦的計算開銷變得不可承受。有向無環圖(DAG)僅需驗證先前的交易，因此能夠優雅地擴展。

實時結算 在沒有區塊時間的情況下變得可行。需要即時最終性的金融應用程序發現有向無環圖(DAG)具有吸引力。

引領有向無環圖運動的項目

幾種加密貨幣已承諾採用有向無環圖技術。IOTA $2 MIOTA(，推出於2016年，是最早的採用者之一。其“Tangle”架構——一種專門的有向無環圖實現——要求用戶爲每個新提交驗證兩個先前的交易。這將驗證工作分配給所有參與者，創造了一個真正去中心化的網路，在這裏共識自然而然地形成。

Nano )XNO(採用混合方式，融合了有向無環圖(DAG)原理與個人區塊鏈。每個用戶控制自己的鏈，而交易需要發送方和接收方的雙重驗證。結果：幾乎即時結算，零費用，並在多年的操作中證明了安全性。

BlockDAG )BDAG( 代表了一個新的參與者，通過節能硬件和移動應用程序提供挖礦。值得注意的是，其減半計劃與比特幣的四年節奏不同——BDAG 每年減半，創造了不同的代幣經濟軌跡。

權衡優缺點

有向無環圖(DAG)的案例：

• 無區塊時間限制的即時交易處理
• 無手續費或接近無手續費的交易，實現真正的微支付
• 與PoW區塊鏈相比，能耗最低
• 內在的可擴展性而不犧牲去中心化

並發症：

• 中心化漏洞仍然是一個關注點。大多數有向無環圖(DAG)項目已接受臨時中心化作爲必要的啓動階段，但關於向真正去中心化的過渡路徑的問題依然存在。
• 大規模的安全性仍然是理論性的。雖然有向無環圖(DAG)在當前的採用水平上運行良好，但它們在數百萬次並發交易下的表現仍然部分未被探索。
• 網路效應落後於成熟的區塊鏈生態系統。開發者、交易所和用戶對區塊鏈基礎設施表現出更高的熟悉度。
• 一些有向無環圖(DAG)實現依賴於協調者或其他第三方幹預，引入了成熟區塊鏈網路中不存在的信任假設

現實展望

有向無環圖(DAG)不會取代區塊鏈技術。相反，它們正在發展成爲一種專業化的解決方案——特別適合於交易費用重要、實時結算至關重要或能源效率推動產品需求的項目。

這項技術仍然處於青春期。盡管早期的實現展現出潛力，但它們在真正規模下的能力、在增長過程中保持去中心化的能力以及對新攻擊途徑的抵御能力都仍待確鑿證明。

對於評估DAG在加密參與者中的位置：它們作爲一種不斷發展的架構值得關注，但並不是一些支持者所建議的那種普遍優越的替代方案。它們是一種不同的工具，適用於特定問題，可能會與區塊鏈共存，而不是取而代之。隨着生態系統的成熟和新用例的出現，DAG可能會讓懷疑者感到驚訝——但只有時間和現實世界的部署才能證明這一點。