什麼是有向無環圖（DAG）？

有向無環圖（Directed Acyclic Graph，DAG）是加密貨幣與分散式帳本領域中的新興技術，為交易處理與資料結構帶來嶄新思維。本文將說明 DAG 的基本概念，分析其與傳統分散式帳本技術的不同之處，並探討其在金融科技產業的應用潛力。

DAG 與傳統分散式帳本技術的比較

由於獨特的資料結構設計，DAG 技術常被視為具備「分散式帳本終結者」潛力的新世代。與傳統分散式帳本以區塊打包交易的方式不同，DAG 透過多個節點互連的網路來處理與驗證交易。這種架構能大幅提升交易速度與可擴展性，超越傳統系統的侷限。

DAG 與傳統分散式帳本有何不同？

DAG 與傳統分散式帳本最大的差異在於結構與交易處理方式：

1. 資料結構：DAG 以頂點（圓點）及邊（線段）呈現交易，傳統分散式帳本則採區塊鏈架構。
2. 交易處理：DAG 讓新交易依序建立於既有交易之上，傳統分散式帳本則將交易批次打包成區塊。
3. 共識機制：DAG 通常要求用戶在提交新交易前，先確認既有交易，形成自我驗證的網路。

DAG 技術如何運作？

DAG 技術的運作原理是交易彼此關聯：

1. 每筆交易（頂點或圓點）在加入網路前，須先確認至少兩筆先前交易（tips）。
2. 交易一旦確認，便成為後續新交易可參照的新 tip。
3. 此流程不斷擴展已驗證的交易網路，無須依賴傳統挖礦機制。

DAG 的應用場景

DAG 技術在加密貨幣與金融科技領域展現多元應用潛力：

1. 高效交易處理：DAG 能以極低延遲處理龐大交易量。
2. 微支付：低甚至零手續費，讓 DAG 特別適合小額支付場域。
3. 節能共識：相較於工作量證明型帳本，DAG 能大幅降低能耗。
4. 物聯網與資料管理：DAG 的高可擴充性非常適合物聯網（IoT）等大量資料管理需求。

哪些加密貨幣採用 DAG？

部分加密貨幣專案已導入 DAG 技術：

1. IOTA（MIOTA）：專注於物聯網應用，以高速交易與卓越可擴充性聞名。
2. Nano：結合 DAG 與傳統帳本技術的混合型系統，提供快速且免手續費的交易體驗。
3. BlockDAG：以 DAG 技術實現節能型挖礦。

DAG 優缺點

DAG 技術的主要優勢包括：

1. 交易速度快
2. 手續費低甚至為零
3. 能源利用率高
4. 可擴充性強

但 DAG 技術同時面臨以下挑戰：

1. 可能產生中心化風險
2. 在大規模實際場景下的測試仍有限
3. 易受特定類型攻擊威脅

總結

有向無環圖（DAG）技術為加密貨幣領域的交易處理與資料結構注入創新動能。相較於傳統分散式帳本系統，DAG 具備更快的交易速度、更低的費用與更強的可擴充性，但目前仍屬發展階段。隨著技術持續進化與更多專案積極探索，DAG 在去中心化技術格局中的競合發展，值得產業持續關注。

常見問題

什麼是無環圖？

無環圖是一種不含回路的資料結構，節點間以單向連結。於加密領域，無環圖可用於提升交易效率與擴充性。

有環圖與無環圖有何差異？

有環圖存在環路，無環圖則無。在區塊鏈應用中，無環圖能實現更快的交易速度與更強的可擴充性。

如何將圖變成無環圖？

欲將圖轉為無環圖，需移除造成環路的邊。可運用深度優先搜尋或拓撲排序演算法，辨識並移除環路，確保結構無回路。

如何判斷圖是否為無環圖？

可透過深度優先搜尋（DFS）或拓撲排序判斷。若 DFS 未發現回邊或拓撲排序順利完成，則該圖即為無環圖。