DAG技術準備好挑戰區塊鏈的主導地位嗎？

自比特幣出現以來，關於分布式帳本技術的敘述已經顯著演變。盡管區塊鏈仍然是行業標準，但越來越多的開發者和項目正在探索一種替代框架：有向無環圖，或稱DAG。這種數據結構代表了一種根本不同的方式，以實現共識和處理加密貨幣網路中的交易。

理解有向無環圖(DAG)架構：一條不同的前進道路

有向無環圖(DAG)的運作原理與傳統區塊鏈系統有所不同。它不是將交易打包成離散的區塊形成一個順序鏈，而是將交易結構化爲圖拓撲中的單個節點。每個節點(代表一個交易)，通過方向連結連接到之前的節點，形成一個類似於交易網路而非線性鏈的結構。

術語 “有向” 指的是這些連接的單向流動，而 “無環” 強調路徑永遠不會回到自身。這種結構差異在交易驗證中提供了重要優勢。當用戶提交一筆新交易時，他們必須首先確認兩個或更多先前的交易——稱之爲 “tips”——然後他們自己的交易才能獲得驗證狀態。一旦確認，他們的交易就成爲等待後續交易確認的新 tip。

這個驗證機制創造了一個連續的分層效果。網路通過累積的交易確認而不斷增長，而不是等待一個區塊被填滿並被挖掘。該系統通過要求節點驗證從創世交易開始的整個交易歷史，確保整個路徑上的餘額充足，同時保護免受雙重支付的風險。

有向無環圖(DAG)與區塊鏈：不僅僅是語義

DAG與區塊鏈之間的架構差異轉化爲切實可見的性能區別。區塊鏈網路面臨固有的限制：它們受到區塊創建時間、挖礦難度調整的約束，以及在添加新塊之前需要全網達成共識。這些機制提供了安全性，但引入了吞吐量瓶頸。

基於有向無環圖(DAG)的系統通過完全去除區塊來消除這些瓶頸。無需等待礦工解決復雜的難題，沒有預定義的區塊時間，也沒有超過網路帶寬的理論交易限制。只要遵循確認協議，用戶理論上可以同時提交無限量的交易。

另一個關鍵區別在於能耗。雖然一些DAG實現仍然採用工作量證明共識，但它們所需的計算能力顯著低於比特幣等區塊鏈網路。其他則完全轉向更輕量的共識機制，從而大幅度減少其環境足跡。

爲什麼項目採用有向無環圖技術

多個加密貨幣項目選擇了有向無環圖(DAG)而非傳統區塊鏈架構，認識到特定用例的優勢。

IOTA (MIOTA) 代表了最突出的有向無環圖(DAG)實現。它於2016年作爲“物聯網應用”推出，通過其纏結技術——一種專門的DAG變體，其中每筆交易同時充當交易和驗證節點，從而使自己脫穎而出。這種方法在沒有傳統礦工的情況下實現了分布式共識。每個參與者驗證交易以獲得自己的確認，從而創造了真正的去中心化。IOTA因其快速結算速度、高可擴展性潛力、安全特性，以及顯著的零交易費用而獲得認可。

Nano (XNO) 採用混合方法，結合了有向無環圖(DAG) 原則和區塊鏈元素。每個帳戶持有者維護自己的區塊鏈分片，實現並行交易處理。發送者和接收者必須都通過加密方式驗證每筆支付，創建一種與傳統挖礦不同的確認機制。Nano 同樣強調快速交易最終性、可擴展性、免手續費交易和安全性。

BlockDAG (BDAG) 代表了一種結合了工作量證明元素與有向無環圖(DAG)拓撲的新型參與者。該項目通過獨特的減半計劃而脫穎而出——BDAG 每 12 個月減半，而不是遵循比特幣的四年週期——同時具備移動挖礦能力和節能挖礦設備。

DAG基礎系統的優勢

有向無環圖(DAG)技術爲特定應用提供了令人信服的優勢：

交易速度: 在沒有區塊創建延遲的情況下，交易在確認後立即結算。用戶不受預定區塊時間或網路擁堵瓶頸的限制。

成本效率：缺乏挖礦獎勵意味着交易費用微乎其微。對於大多數有向無環圖(DAG)實現，交易成本接近於零，解決了區塊鏈網路在小額支付和頻繁小額轉帳中的一個關鍵限制。

能源效率：DAG系統消耗的電力僅爲工作量證明區塊鏈所需的一小部分，使其適合於資源受限的環境，如物聯網設備和移動應用程序。

可擴展性：由於交易量不受區塊大小或創建時間的限制，有向無環圖(DAG)網路理論上可以處理比其區塊鏈對應物顯著更高的吞吐量。

已知的局限性和挑戰

盡管具有良好的特性，DAG技術面臨着重大障礙，阻礙其立即取代區塊鏈。

中心化壓力：目前有幾個DAG實現依賴於引導階段的協調節點——這些組件與真正的去中心化相悖。雖然許多項目承認這是暫時的，但這仍然是一個持續的脆弱點。完全移除這些協調節點的網路尚未證明它們能夠在沒有中心化監督的情況下保持安全。

未經驗證的可擴展性聲明：雖然有向無環圖(DAG)理論上支持無限交易，但大多數實現尚未在極端網路壓力下達到驗證這些聲明所需的規模。相比之下，Layer-2解決方案已在以太坊和其他鏈上證明了在大量交易量下的可擴展性。

生態系統成熟度有限：與成熟的區塊鏈協議相比，DAG項目仍然是小衆。相對於區塊鏈生態，機構採用、開發者工具、安全審計標準和實際使用仍然不夠成熟。

共識機制中的復雜性：在網路擁堵或攻擊嘗試期間，DAG 驗證變得越來越復雜，在邊緣情況下最佳響應不明確。

市場採納：緩慢但持久

採用指標顯示，盡管有向無環圖(DAG)在理論上具有優勢，但區塊鏈技術仍在市場中扎根。大多數加密貨幣項目仍然選擇區塊鏈架構。然而，已經承諾採用有向無環圖(DAG)的項目建立了強大的社區，保持了一致的發展活動，並繼續探索優化策略。

缺乏廣泛的有向無環圖(DAG)採用可能反映了幾個因素：開發者對區塊鏈範式的熟悉程度、區塊鏈開發的成熟基礎設施和工具、針對區塊鏈驗證機制的安全審計框架，以及機構對經過驗證系統的舒適感。

未來的展望

有向無環圖代表了一項合法的技術創新，具有引人注目的應用案例，特別是在物聯網生態系統、微支付網路以及需要高頻交易的場景中。這項技術的能效和費用結構解決了當前區塊鏈系統的真實局限。

然而，目前的證據表明，DAG 不會立即取代區塊鏈作爲主導的分布式帳本範式。相反，這兩種技術可能會共存，DAG 將在其優勢與應用需求相符的特定領域中佔據市場。區塊鏈的成熟度、安全驗證、開發者生態系統和機構信任創造了相當大的慣性。

爲了使有向無環圖(DAG)技術實現更廣泛的應用，項目必須在規模上展示持續的安全性，在不犧牲性能的情況下解決中心化權衡，建立全面的開發者生態系統，並積累與區塊鏈十多年市場測試相匹配的業績記錄。有向無環圖(DAG)是否能實現這一目標仍然是一個懸而未決的問題，未來幾年將有助於回答這個問題。