区块链:科普园地24 | 区块链的衍生技术:DAG有向无环图

我们说区块链目前还不成熟,有各种各样的问题,比如说处理速度慢、手续费高昂、存在安全隐患等等,这些都是用户最直观的体验,体验不是太好。区块链还有一个问题,那就是高并发问题。

高并发问题是怎么回事呢,我们简单说一下。高并发是计算机领域的问题,简单来讲,高并发问题就是系统无法顺利同时运行多个任务。很多任务同时运行,一大堆用户涌进来,系统承受不住这么多的任务,会出现高并发问题,你的系统就卡住了,就好比春运时候,12306系统总是卡住,有可能就是高并发问题造成的。

传统互联网尚且存在高并发问题,区块链网络自然也存在这个问题,毕竟区块链的成熟程度比起传统互联网,还有很大的差距。但是,如果没有安全、可靠和高效的公链,整个区块链产业的发展都将受到严重制约,应用落地也是空谈。在这种背景下,DAG技术就被提出来了,DAG的全称是“DirectedAcyclicGraph”,中文翻译为“有向无环图”。

美国说唱歌手Megan Thee Stallion与Cash App合作发布比特币科普视频:美国说唱歌手Megan Thee Stallion与由Square开发的移动支付服务Cash App合作发布了一段名为“Bitcoin for Hotties”的视频。该视频从她的角度解释了什么是比特币,为什么比特币有价值等内容。Megan Thee Stallion在Instagram上拥有超过2410万粉丝,在 Twitter上拥有640万粉丝。(Bitcoin News)[2021/8/8 1:41:10]

DAG有向无环图是怎么回事呢,它到底能起到什么作用呢?我们下面解释一下。

一、DAG:一个新型的数据结构

DAG,中文名字叫“有向无环图”,从字面意思看,“有向"就是说它是有方向的,“无环”就是说它是没有环路的、不能形成闭环的。所以,DAG其实是一种新型的数据结构,这个数据结构是有方向的,同时又是不能形成闭环的。

欧易OKEx将于3月18日推出DeFi系列科普视频:据欧易OKEx官方消息显示,欧易OKEx将正式推出DeFi系列科普视频《欧易DeFi20讲》,本系列节目由欧易OKEx亚太区CEO马克金主讲。该视频首期将于3月18日11:00(HKT)推出,用户可以在欧易OKEx官方学院、金色财经观看。

《欧易DeFi20讲》主要包含DeFi入门指南、全景解读DeFi生态及如何参与DeFi三个篇章,可以轻松使用户了解DeFi原理,洞察DeFi价值,掌握DeFi热点,更多详情请关注欧易OKEx官方学院。[2021/3/18 18:55:59]

传统的区块链结构:

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DAG有向无环图结构:

动态 | 链客社区联合北京交通广播推出区块链技术科普节目:12月11日15:15—16:00,区块链技术社区——链客区块链技术社区将联合北京交通广播FM103.9从零开始为大众科普解码区块链技术,蜻蜓FM及北京广播网同期进行全球直播。首期做客嘉宾为链客区块链技术社区创始人郄建军和百度区块链产品负责人于雅楠。[2019/12/11]

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传统区块来讲,我们总是以“区块”为单位,一个区块里往往包含了多笔交易信息。而在DAG中,没有区块的概念,而是以“单元”为单位,每个单元记录的是单个用户的交易,组成的单元不是区块,而是一笔笔的交易,这样一来,可以省去打包出块的时间。

简单来说,区块链和DAG有向无环图最大的区别就是:区块链是一个接一个的区块来存储和验证交易的分布式账本,而DAG则是把每笔交易都看成一个区块,每一笔交易都可以链接到多个先前的交易来进行验证。

声音 | 浪潮集团云南分公司总经理:云南区块链产业发展需从“科普”到“专精”不断深化:据昆明日报消息,浪潮集团云南分公司总经理郑昕表示,云南区块链产业发展需从“科普”到“专精”不断深化。下一步,浪潮将继续加大云南农业产业高质量发展体系建设力度,重点以普洱茶等云南优势产业为切入点,打造云南“绿色、有机农产品高地”的品牌形象,并在此基础上,开展基于区块链的供应链金融服务,解决中小企业贷款难、贷款贵问题。[2019/11/11]

二、DAG的工作原理

传统区块链上,就拿比特币来讲,它是单链式的结构,区块与区块之间按照时间戳的先后顺序排列开来,数据记录在一条主链上。用不太恰当的比喻来讲,这个“单链式”结构是一条一字排列的链。区块链只有一条单链,打包出块就无法并发执行。新的区块会加入到原先的最长链之上,所有节点都以最长链为准,继续按照时间戳的顺序无限蔓延下去。

而对于DAG来讲,每个新加入的单元,不仅只加入到最长链的一个单元,还要加入到之前所有的单元。举个例子:假设我发布了一个新的交易,此时DAG结构已经有2个有效的交易单元,那么我的交易单元会主动同时链接到前面的2个之中,去验证并确认,直到链接到创世单元,而且,上一个单元的哈希会包含到自己的单元里面。

换句话说,你要想进行一笔交易,就必须要验证前面的交易,具体验证几个交易,根据不同的规则来进行。这种验证手段,使得DAG可以异步并发的写入很多交易,并最终构成一种拓扑的树状结构,极大地提高扩展性。

依据DAG有向无环图,每一笔交易都直接参与了维护全网。当交易发起后,直接广播全网,跳过矿工打包区块阶段,这样就省去了打包交易出块的时间,提升了区块链处理交易的效率。

随着时间递增,所有交易的区块链相互连接,形成图状结构,如果要更改数据,那就不仅仅是几个区块的问题了,而是整个区块图的数据更改。DAG这个模式相比来说,要进行的复杂度更高,更难以被更改。

总结一下,DAG作为一种新型的去中心化数据结构,它属于广义区块链的一种,具备去中心化的属性,但是二者的不同之处在于:

区块链组成单元是Block,DAG组成单元是TX。

区块链是单线程,DAG是多线程。

区块链所有交易记录记在同一个区块中,DAG每笔交易单独记录在每笔交易中。

区块链需要矿工,DAG不需要矿工。

三、DAG的代表:IOTA

DAG当前的代表项目,最知名的无疑就是IOTA。可以说,正是因为IOTA这个币种在2017年下半年冲进市值排行第四位,才使人们真正认识到了它的底层技术:DAG有向无环图。

IOTA在DAG有向无环图的基础上提出了“缠结”概念,在IOTA里面,没有区块的概念,共识的最小单位是交易。每一个交易都会引用过去的两条交易记录哈希,这样前一交易会证明过去两条交易的合法性,间接证明之前所有交易的合法性。这样一来,就不再需要传统区块链中的矿工这样少量节点来验证交易、打包区块,从而提升效率,节省交易费用。

四、DAG的现状

尽管理论上来讲,DAG有向无环图能够弥补传统区块链的一些弊端,但是目前并不成熟,应用到数字货币领域的时间也比较短,还比较年轻。它没有像比特币那般经过长达10年的时间来验证整个系统的安全性,也没有像以太坊那般实现了广泛的应用场景。不过,现在有些声音提出要采用“传统区块链+DAG”的数据结构,但是还没有非常突出的案例,这里就不多说了。

总结一下,今天我们介绍了区块链的衍生技术:DAG有向无环图,这是一种全新的数据结构,可以对区块链处理交易的效率、并发力达到显著的提升,目前DAG技术的代表币种是:IOTA,IOTA在此基础上提出了“缠结”概念,它是一种可扩展的、轻量级的,还能在无需任何费用的前提下进行价值转移的技术。

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