解析：DAG是什么，与区块链有什么差异

显示全部楼层 · 发表于 2019-11-1 15:00:12

翻译：头等仓(First.VIP)_Maggie
来源：头等仓
编者注：原标题为《DAG与区块链：相似之处多于差异》

有人说DAG是区块链的下个阶段，将解决区块链的所有缺点，并允许大规模采用。但实际上呢？

听说过DAG协议吗？有人说它们是区块链的下个阶段。他们将解决区块链的所有缺点，并允许大规模采用。但是实际上呢？为什么DAG会更好？为了更好地解释整个事情，让我们仔细看看什么是区块链，什么不是区块链。
2008年全球金融危机前后，区块链问世，它始于9页的白皮书，名为《BTC：点对点电子现金系统》。几个月后，神秘的中本聪（Satoshi Nakamoto）开采了全球第一个BTC。大约一周后，第一笔交易完成——Satoshi将10 比特币发送给了名为“可重复使用的工作量证明”（Reusable Proof of Work）系统的创建者Hal Finney 。
但是在最初的BTC白皮书中，“区块（block）”和“链（chain）”是分开的词。随着时间的流逝，越来越多的人将这两者融合在一起，创造了一个新词“区块链（Blockchain）”。而且由于BTC及其技术率先出现，因此在它最初一系列区块出来后就被称为“区块链”。
实际上，大多数这样的协议现在都称为区块链，但是称作“分布式账本技术”要更加准确，并且这一称呼对新兴技术（例如DAG协议）更具有包容性。许多观察者认为，DAG协议在这里为全球采用的去中心化解决方案奠定了真正的技术基础。有时他们称它们为“区块链3.0”。那么DAG究竟有何不同？

区块链如何运作

（一般区块链结构示意图）
为了更好地理解差异，让我们首先关注区块链技术的工作方式。区块链是一个分类帐（ledger）。像任何其他数据库一样，它包含各个相关方之间交易的信息。但是，如果希望此数据库不轻易受到攻击，并且希望它在多个设备上同时保持相同状态，问题就会变得棘手。
作为分类帐（ledger），区块链上记录的信息类似于“Ann在09/16/19下午5:34:23将转账Pundi给Brad”，或者更像是“Pundi货币已在该特定日期从这个钱包地址转移到那个钱包地址”。区块链是透明的，因此每个人都可以看到交易的历史记录——不过每个钱包地址背后是谁并不是很明显。
有关此数据传输的信息将传递到下一个块，但是具有哈希码和随机数，使其无法更改。如果某人想要更改记录，则他必须相应地更改每个先前的记录。每条记录都依赖于前一条，环环相扣形成一条链。
每生成一个区块都要包含一定数量的交易记录。在工作量证明共识算法（如BTC）中，区块由矿工通过解决特定的密码谜题后创建。网络中的所有计算机都是节点，它们拥有完全相同的区块链账本的副本。节点必须达成交易协议，如果他们大多数都同意该交易，它将被记录下来。基于工作量证明，节点（矿工/网络中的计算机）创建写入交易中的哈希码。
与区块内部发生的情况类似，每个区块都有自己的哈希值，该哈希依赖于前一个区块的哈希。去中心化对于大多数区块链来说都是必不可少的。生态系统中的用户越多，网络越安全（稍后将详细说明）。

什么是DAG？

“DAG”即“有向非循环图”（Directed Acyclic Graph）的首字母缩写。尽管该结构在区块链领域相对较新，但在计算机科学和数学中却是相当普遍的结构。

（DAG结构示意图）
“有向非循环图”这一名称就透露了很多信息：DAG是具有方向且没有任何循环的图形/结构。您可以将其视为创建区块链过程中的一个中间环节——它的某些块已经与边缘（edge）连接（因此是有序的），而有些则没有。需要额外的精力来构建基于DAG的最终链，而这正是基于DAG的共识协议所需要的。

DAG与区块链：技术差异

为什么我要解释区块链是如何工作的，然后再介绍DAG？因为许多观察者，尤其是DAG支持者认为它是真正的区块链3.0，这是区块链技术的升级版并接近主流采用的方式。
但从技术上讲，它们并没有那么不同。如果你将区块链和Aleph Zero（一个基于DAG技术的项目，下文将多次以该项目为例）形象化，你会看到它们都是区块的链。这是因为在这两种协议中，形成交易链都是期望的结果。
区别在于区块内部。我们说在Aleph Zero中，有一个基于DAG的权益证明共识协议。在区块链中，这被称为中本聪共识，它基于工作量证明。
工作量证明会增加网络延迟，以确保网络同步并能抵御大多数攻击。但是通常在基于DAG的协议中，这种能源消耗大的计算是完全不必要的。新交易已通过以前的交易进行了验证。无需采矿。
DAG有什么好处？
与传统的PoW区块链相比，像Aleph Zero这样的DAG协议具有许多优势，它产生共识的速度比区块链要快得多，正因如此，它能够在大规模运作时维持很高的交易速度，而这是BTC的区块链无法实现的。
例如，Aleph Zero的概念验证协议（proof-of-concept protocol）在包含128个节点的测试网络上已达到100,000 Tx/s的速度。这是DAG表现最好时的威力。

第二个好处是应用DAG可以免挖矿。在这样的架构下，没有挖矿费和矿工来验证交易，交易可以便宜得多，甚至微不足道或免费的。这就是DAG已被确定为适用于物联网（IoT）应用的原因。
但这也为我们勾勒出了基于DAG的现实可用货币。例如，您不想为0.90美元的可乐支付0.50美元的区块链交易费，对吧？但是您可能愿意支付0.0004 比特币（约合4美元）来安全快速地进行几百万美元的转账。如果我们要使用加密货币来进行日常小额支付，那么DAG就非常合适。
那么DAG的潜在挑战是什么？它们往往不如区块链（尤其是所谓的“the Block”）去中心化。许多DAG项目对去中心化问题的处理方式不同。例如，Hashgraph应用了一个由全球公司运营的39个节点组成的委员会。这是真正的去中心化吗？我们认为并非如此，但是针对于他们旨在解决的问题和使用情境而言，这似乎足够了。
通常，将DAG去中心化与区块链相同的级别并不容易。在Aleph Zero中实现了一种随机选择轮换委员会成员的机制（在测试的网络中，通常使用128个节点，但该项目的目标似乎是要有更多的节点）。
很多分布式账本技术（DLT）的安全性取决于网络的扩展程度——节点越多，控制网络的难度就越大。BTC或ETH在这方面仍无与伦比，并且其地位巍然不动。而且，BTC的挖矿并没有像人们希望的那样去中心化，因为只有少数几个主要的挖矿池负责验证整个网络的交易。不过不用担心，不是他们“控制”网络。当前的情况只是与BTC的思想不符（但与资本主义的规则相符）。在Aleph Zero中，尽管它是DAG，但据说找到了一个令人满意的解决去中心化问题的方法。可以阅读有关arPundiiv的想法。
DAG会取代区块链吗？
关于DAG和区块链的讨论、推测越来越多，影响范围也愈来愈广。是的，DAG可以解决大多数区块链的问题，但是BTC的区块链是最古老、最大、从而也是去中心化的DLT。
另一方面，从市场规模来看，目前整个DLT的市场价值仅与百事可乐这样的大公司相当。直到区块链真正成为主流并且行业规模逐渐增长为现在的两三倍，我们才能确定10年后BTC的区块链是否仍将是世界上排名第一的加密技术。
但现在呢？不同的分布式分类帐技术（DLT）都仍有不少发展空间。这更多是区块链或DAG是否更适合相应的应用情境的问题。例如，用户将使用DAG技术帮助IoT设备自行执行小额支付，但是如果要转移大量资金，用户可能更喜欢使用BTC（区块链）。
目前已存在一些项目的愿景是建立一个生态系统（比如上文提到的Aleph Zero），用户可以在其中使用适合特定业务需求且同时又相互连接的DLT。可以选择私有或公有、无领导者或基于领导者的DAG或区块链，并且在实现商业目标的同时，可以保持与提供安全性和透明度的全球生态系统的联系。

本文来源Hackernoon，转载请保留版权信息，感谢阅读。

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