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什么是有向无环图(DAG)?工作原理与应用详解

2026-01-19 15:34:42 | 来源: | 作者:佚名
有向无环图 (DAG) 提供了一种更高效的方式来管理网络交易,同时克服了许多区块链的缺点,有向无环图(DAG)是加密和区块链行业的新热门话题,它旨在通过提供免费和快速交易来以不同方式解决去中心化,下文小编将为大家详细介绍

有向无环图 (DAG) 提供了一种更高效的方式来管理网络交易,同时克服了许多区块链的缺点。

有向无环图(DAG)是加密和区块链行业的新热门话题。它旨在通过提供免费和快速交易来以不同方式解决去中心化。

区块链技术已经有十年历史。它的诞生开启了去中心化革命,催生了许多其他出色的分布式账本技术(DLTs)。这些DLTs独特之处在于它们试图解决区块链的缺点。

现在您可以找到许多令人兴奋的分布式账本技术,例如R3 Corda,Hashgraph和Iota Tangle。在这三种流行的DLT中,Iota和Hashgraph使用有向无环图(DAG)。

在计算机科学中,DAG是什么?

在计算机科学中,DAG是一个具有顶点和边的图。该图是有向的,每个节点都与其他节点相连。这是一种方便的数据结构,使计算机科学家和数学家能够建模连接性、概率和因果关系。

什么是有向无环图(DAG)?工作原理与应用详解

另一个重要的方面是它的无环特性,这意味着图不是一个完整的电路/循环。这意味着您不会能够访问相同的节点两次。DAG还抑制了拓扑排序,其中起始节点值低于结束节点值。

加密货币和区块链中的DAG是什么?

有向无环图(DAG)在加密货币或设计其他分布式分类账技术(DLTs)方面也很有用。这是因为它们与传统的区块链方法相比更快。

在区块链中,区块被创建并连接以存储和检索信息。然而,有向无环图使用顶点和边。这意味着顶点存储加密货币或区块链交易。由于有向无环图是拓扑的,记录的顶点彼此相互依赖。

有向无环图(DAG)驱动的加密货币或分布式账本技术可以使用工作量证明(PoW)或不使用。无需挖矿就能使分布式账本技术运作的可能性意味着一种更快速、更节能的方法,特别是与以太坊等传统区块链解决方案相比。

除此之外,DAG还带来了数据存储效率,并已被视为在线支付和交易的区块链替代品。

最后,DAG节点/顶点创建使交易过程瞬间完成。简而言之,DAG带来更好的网络稳定性和可扩展性。

DAG是如何工作的?

加密货币中的有向无环图(DAG)通过在顶点(节点)中存储信息来源作。这里,节点结构代表交易信息。由于没有“区块”概念参与,因此挖矿不是创建、验证和扩展区块链所必需的。有向无环图(DAG)可以使交易即时写入构建在彼此之上的顶点。

有向无环图(DAG)动力加密货币使用工作量证明(POW)或其他共识算法来验证交易,以确保某种形式的共识。

让我们通过一个例子来更好地理解。

约翰,一名交易员,通过将基于DAG技术的加密货币转移给另一个人斯莱,完成了一笔新交易。随着新交易的产生,DAG应通过将其参照到之前的交易来对其进行验证。参照是针对多笔交易进行的,以确保交易的可靠性证明。

在基于DAG的加密货币或DLT中,共识算法依赖于提示来确定哪个节点有权验证交易。因此,一个节点可以对交易验证有重大影响,选择是基于其累积权重(确认数量)进行的。

John的交易直到被John本人或其他构建在John交易之上的人引用后才会保持未确认状态。实际上,只有具有更高权重的节点才有可能继续验证交易,以确保网络的正常增长。

DAG如何阻止双重支付?

最后,有向无环图(DAG)节点能够检测双重支付。它验证较早的交易并查找发送者的足够余额,甚至可以追溯到发送者的第一笔有向无环图(DAG)交易。如果发送者没有足够的余额,它将拒绝交易。有向无环图(DAG)只需要验证单一路径,即使存在多条路径。相比之下,区块链双重支付保护是足够的,但可能会比有向无环图(DAG)消耗更多的成本(以能源和时间为代价)。

要直观地看到DAG的外观,请参见下面的图片。

DAG的算法总是更喜欢具有较重累积权重的节点,以克服多个分支不相互知晓的问题。这样,较新的交易大多通过尖端连接,并始终引用较早的交易以进行验证。选择性方法还会丢弃较弱的路径,并随着网络的增长而丢弃它们。

如果我们深入研究区块链,交易在经过六次确认后被视为“已花费”,以确保系统的可靠性。

总结一下,DAG 做了以下事情:

  • 选择累积权重较大的节点。
  • 跟随先前交易的路径,确保小费没有双重支出,并且有足够的支出余额。
  • 一旦满意,将交易添加到网络中。

有向无环图 DLT 使用案例

Iota Tangle

Iota 实现了 Tangle,一种 DAG 共识算法。它遵循通过连接到两个先前的交易来验证的简单规则。这种方法的好处在于每次添加交易都会使网络变得更加强大。而且,它不需要任何挖矿来达成共识。

为防止双重支付,其中包含的交易量不是交易量的1/3。这样,没有人可以控制整个链条并实现双重支付。

然而,IoTa Tangle并非真正去中心化,因为它使用了一个中心化的节点,“协调者”。尽管如此,它通过监督交易并确保不发生冲突,有助于整个网络。

哈希图

Hedera Hashgraph是一种公共企业分布式账本技术。它采用了一种不同的方法,使用有向无环图(DAG)而不是区块链。就像Iota Tangle一样,它也并非真正的去中心化。相反,由包括谷歌、波音和德国电信在内的全球商业领袖委员会进行监督。

在底层,Hashgraph利用了Gossip协议。在这个协议中,节点共享信息并达成共识以批准交易。每次添加交易时,都会向分布式分类帐附加审计跟踪。

有向无环图加密使用案例

Obyte

Obyte是一种流行的加密货币,使用基于DAG的分类账。它可以在没有中间人的情况下运行,创建一个无中间人的交易过程。然而,它使用验证者系统来保护网络免受双重支付的影响。

纳米

Nano是一个零费用的去中心化平台,使用被称为区块格的有向无环图。该网络快速且无相关费用。其架构是区块链和有向无环图的混合,因此提供了开箱即用的去中心化。

有向无环图 vs. 区块链

有向无环图(DAG)和区块链在根本上是不同的方法。然而,两者都属于分布式账本技术。为了更好地理解,让我们在下面讨论它们的区别。

结构

区块链方法的网络结构由节点通过区块链连接。这种时间顺序是不可更改的。此外,交易被捆绑到包含验证的区块中。当新交易发生时,它们被添加到一个区块中,并附加到前一个区块以进行验证。

另一方面,DAG 遵循拓扑方法,其中每个节点代表一笔交易。节点链充当引用旧交易和防止双重支付的方式。树结构可以有多条路径。但是,新交易只需要一条路径追踪即可得到验证。

共识

基于区块链的分布式账本技术(DLT)严重依赖工作量证明。它需要参与节点进行挖矿,这是一个计算密集且消耗资源的过程。参与的矿工会获得奖励来验证交易。

DAG的方法是单独验证每个交易。它使用以前的交易作为验证知识。验证者和矿工参与。此外,交易大多是免费的。

有向无环图(DAG)的优缺点

在本节中,我们将更仔细地看一下有向无环图(DAG)的优缺点。

有向无环图(DAG) 优势

  • DAG很快,因为不需要矿工添加顶点。此外,DAG拓扑方法允许快速检查旧交易路径,以阻止双重支付。
  • 有向无环图不使用挖矿,使其环保友好。
  • 由于缺乏矿工,DAG 的交易验证费用极低甚至为零。
  • 有向无环图(DAG)非常可扩展,每秒可以处理比传统区块链网络多得多的交易。

有向无环图(DAG) Cons

DAG背后的想法是使其半去中心化,而不是真正的去中心化。大多数DAG协议都是集中化的。

最后的思考

有向无环图(DAG)是一种出色的区块链替代方案。它解决了与区块链相关的关键问题,提供了一种快速而有效的分布式分类账技术。然而,它并非完全去中心化。它依赖于理事会或中心化节点来监督交易和冲突,并使一切都符合规则。

到此这篇关于什么是有向无环图(DAG)?工作原理与应用详解的文章就介绍到这了,更多相关DAG详细介绍内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持脚本之家!

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