有向无环图：分布式账本技术的下一次演变？

多年来，区块链作为去中心化网络的默认基础设施主导了加密货币领域。然而，随着交易量的激增和费用的上升，一个问题浮现出来：是否存在更好的方式？有向无环图应运而生——这项技术在寻求克服区块链固有局限性的项目中越来越受到关注。虽然有人称其为"区块链杀手"，但现实要复杂得多。有向无环图并不是一种替代，而是一种值得理解的有意义的替代架构。

有向无环图是如何工作的

要理解为什么有向无环图（DAG）正在引起关注，您需要掌握它们的基本机制。与将交易打包成离散区块的区块链不同，有向无环图（DAG）在基本原理上运作不同：交易本身成为节点。

这里是结构：想象一下代表单个交易的圆圈(顶点)，通过方向性线条(边)连接，这些线条只朝一个方向流动，且从不回头。这个单向、非循环的结构就是"有向无环图(DAG)“名称的来源。当你提交交易时，首先需要验证两个之前未确认的交易——称为"tips”。一旦你确认了这些tips，你的交易就成为新的tip，等待下一个参与者的验证。

这种链式反应创建了层叠在一起的交易。网络通过路径验证来强制一致性：当节点确认较早的交易时，它们追溯整个历史回到创世交易，确保余额充足并防止双重支付。如果用户试图在无效路径上进行构建，他们的交易将面临拒绝，即使这些交易本身是合法的。

这个设计的美在于它消除了挖矿——至少在传统意义上。一些有向无环图(DAG)网络融合了工作量证明的元素，但消耗的能量远低于区块链工作量证明系统所需的能量。

DAG和区块链架构之间的主要区别

DAG和区块链之间的哲学分歧在于结构和验证。区块链创建时间批次的交易，由矿工或验证者确认，然后添加到链中。这种批量导向的方法引入了区块时间延迟，并造成瓶颈。

有向无环图(DAG)完全避开了这一点。通过使每个交易成为一个逐步建立在其他交易之上的节点，它们消除了等待时间。没有“区块时间”——没有交易滞留的预定间隔。只要满足先决确认，用户可以持续提交交易。

这种架构差异带来了实际优势。交易吞吐量几乎没有限制，仅受限于愿意进行验证的网络参与者(。由于计算密集型的挖矿竞争消失，能源消耗大幅下降。最重要的是，交易费用消失——或者降到微不足道的水平——因为没有矿工要求奖励。

现实世界应用：DAG的光辉之处

该技术在区块链困难的特定用例中表现出色。

小额支付代表了最明显的例子。在传统区块链上，交易费用往往超过支付金额——试图发送$0.50时，网络费用为)就失去了意义。有向无环图(DAG)以零或接近零的费用和没有网络拥堵附加费，使得小额支付在经济上可行。

物联网生态系统受益于有向无环图(DAG)的轻量级验证。想象一下，数十亿智能设备需要在分布式网络中记录交易。区块链挖矿的计算开销变得不可承受。有向无环图(DAG)仅需验证先前的交易，因此能够优雅地扩展。

实时结算 在没有区块时间的情况下变得可行。需要即时最终性的金融应用程序发现有向无环图(DAG)具有吸引力。

引领有向无环图运动的项目

几种加密货币已承诺采用有向无环图技术。IOTA $2 MIOTA(，推出于2016年，是最早的采用者之一。其“Tangle”架构——一种专门的有向无环图实现——要求用户为每个新提交验证两个先前的交易。这将验证工作分配给所有参与者，创造了一个真正去中心化的网络，在这里共识自然而然地形成。

Nano )XNO(采用混合方式，融合了有向无环图(DAG)原理与个人区块链。每个用户控制自己的链，而交易需要发送方和接收方的双重验证。结果：几乎即时结算，零费用，并在多年的操作中证明了安全性。

BlockDAG )BDAG( 代表了一个新的参与者，通过节能硬件和移动应用程序提供挖矿。值得注意的是，其减半计划与比特币的四年节奏不同——BDAG 每年减半，创造了不同的代币经济轨迹。

权衡优缺点

有向无环图(DAG)的案例：

• 无区块时间限制的即时交易处理
• 无手续费或接近无手续费的交易，实现真正的微支付
• 与PoW区块链相比，能耗最低
• 内在的可扩展性而不牺牲去中心化

并发症：

• 中心化漏洞仍然是一个关注点。大多数有向无环图(DAG)项目已接受临时中心化作为必要的启动阶段，但关于向真正去中心化的过渡路径的问题依然存在。
• 大规模的安全性仍然是理论性的。虽然有向无环图(DAG)在当前的采用水平上运行良好，但它们在数百万次并发交易下的表现仍然部分未被探索。
• 网络效应落后于成熟的区块链生态系统。开发者、交易所和用户对区块链基础设施表现出更高的熟悉度。
• 一些有向无环图(DAG)实现依赖于协调者或其他第三方干预，引入了成熟区块链网络中不存在的信任假设

现实展望

有向无环图(DAG)不会取代区块链技术。相反，它们正在发展成为一种专业化的解决方案——特别适合于交易费用重要、实时结算至关重要或能源效率推动产品需求的项目。

这项技术仍然处于青春期。尽管早期的实现展现出潜力，但它们在真正规模下的能力、在增长过程中保持去中心化的能力以及对新攻击途径的抵御能力都仍待确凿证明。

对于评估DAG在加密参与者中的位置：它们作为一种不断发展的架构值得关注，但并不是一些支持者所建议的那种普遍优越的替代方案。它们是一种不同的工具，适用于特定问题，可能会与区块链共存，而不是取而代之。随着生态系统的成熟和新用例的出现，DAG可能会让怀疑者感到惊讶——但只有时间和现实世界的部署才能证明这一点。