什麼是有向無環圖（DAG）？

有向無環圖（DAG）是加密貨幣領域的創新技術，為傳統區塊鏈帶來了新選擇。本文將說明DAG的定義、運作原理，以及與區塊鏈技術的差異。

DAG與區塊鏈技術比較

DAG是一種被部分加密貨幣專案採用的資料建模方式，作為區塊鏈的替代方案。區塊鏈以區塊鏈式結構組織資料，而DAG則透過圓點（頂點）與線條（邊）來表示和連結交易。此結構讓DAG在交易處理速度和可擴展性方面勝過傳統區塊鏈系統。

DAG技術運作原理

在DAG系統中，每筆交易（以圓點或頂點表示）都建立於前一筆交易之上。使用者在發起新交易前，必須先確認一個或多個尚未確認的交易（即「tips」）。這種層層關聯的架構排除了區塊生成及挖礦的需求。

DAG技術同時設計了防止雙重支付的機制。節點在確認交易時，會回溯整個交易路徑至最初的交易，確保餘額充足且所有前序交易均有效。

DAG的應用範疇

DAG技術主要用於高效交易處理，核心應用場景包括：

1. 快速交易處理：無需區塊生成，DAG可快速確認交易。
2. 節能運作：DAG系統能耗低於採用工作量證明機制的區塊鏈網路。
3. 小額支付：DAG交易費用極低甚至為零，適合小額支付場景。
4. 高可擴展性：無區塊生成時間限制，DAG可支援大量交易。

哪些加密貨幣採用DAG技術？

現有多項加密貨幣專案採用DAG技術，包括：

1. IOTA（MIOTA）：專注物聯網應用，以交易速度快和高度可擴展性著稱。
2. Nano：結合DAG與區塊鏈技術的混合型專案，具備高速交易且免手續費。
3. BlockDAG：以DAG技術實現節能挖礦的專案。

DAG的優勢與挑戰

DAG技術優勢包括：

• 交易速度快
• 手續費低甚至為零
• 能源效率高
• 高度可擴展性

同時也面臨以下挑戰：

• 潛在中心化風險
• 大規模測試有限
• 普及度尚不及區塊鏈技術

總結

有向無環圖（DAG）技術為傳統區塊鏈提供了可行的替代方案，在交易速度、可擴展性和能源效率方面展現潛力。雖然DAG在突破區塊鏈瓶頸上有明顯優勢，但目前仍處於發展早期。隨著技術持續進步，DAG能否超越現有區塊鏈方案並突破自身限制，成為加密貨幣領域主流技術，仍有待觀察。

常見問題解答

DAG有哪些用途？

DAG可用於組織及優化資料流程、表示任務依賴關係，以及在分散式系統和區塊鏈網路中高效執行複雜流程。

有向無環圖與有向圖有何不同？

有向圖允許存在循環，而有向無環圖（DAG）則無環路。DAG具備有向邊但不形成閉環。

如何判斷圖結構是否為DAG？

需確認圖中不存在環路且邊皆為有向，並驗證能否順利進行拓撲排序且無錯誤。

如何理解有向無環圖？

DAG由節點及有向邊組成，代表無環的任務與依賴關係。節點代表資料點或任務，邊則展現其間的方向流動。