什么是有向无环图（DAG）？

有向无环图（DAG）技术是加密货币与分布式账本领域的重要创新。自区块链技术诞生以来，其始终主导着金融科技行业，而DAG则作为备受关注的替代方案，能够有效解决传统区块链网络在可扩展性与效率上的诸多难题。本文将介绍DAG技术的基本原理、架构、应用场景，并对其与传统区块链系统进行对比分析。

TL;DR

与传统区块链架构相比，DAG技术具备多项核心优势。通过免除区块的创建与挖矿环节，DAG能够实现更快的交易处理速度和更强的可扩展性。该技术将交易以节点互联的方式组织，而非线性区块，大幅提升效率并降低能耗。与往往收取较高手续费的区块链网络不同，基于DAG的系统通常费用极低甚至为零，非常适合微支付和高频交易场景。但需注意，DAG并非旨在完全取代区块链，而是为特定应用和项目需求提供另一种技术路径。

DAG与区块链技术对比

有向无环图是一种用于数据建模和结构化的工具，部分加密货币项目将其作为传统区块链架构的替代方案。这项技术获得了一些行业爱好者的青睐，他们认为其有望在某些方面超越传统区块链。不过，两种技术目前在加密货币领域并存，分别服务于不同场景。

DAG架构采用由圆圈和线段组成的独特图形结构。每个圆圈（顶点）代表一笔交易或活动需要纳入网络，线段（边）则表示交易的验证和批准顺序。该结构的显著特征在于，所有线段均为单向，不会形成闭环。这正是“有向无环图”名称的由来：“有向”指边的单向性，“无环”则意味着顶点间不会循环指向自身，有效防止循环引用。

这种数据结构在数据建模领域极具价值，便于用户观察并分析多个变量之间的关系及其相互影响。在加密货币应用中，DAG有助于项目在分布式网络中实现共识。一大区别在于，DAG不再将交易集中打包进区块，而是直接在前序交易之上构建，从而极大提升了交易处理效率。

DAG与区块链有何不同？

DAG和区块链在加密货币领域均具备基础性作用，但在结构和运行机制上存在本质区别。最明显的不同在于，DAG系统不会像区块链那样创建区块，而是将交易以连续叠加的方式直接构建在前序交易之上。

结构上，DAG以圆圈和线段形成图状结构，而区块链则表现为顺序连接的区块链条。这一根本性的架构差异，带来了完全不同的系统形态：区块链呈线性链式连接，DAG则是多路径交错的复杂图形。

DAG技术的工作原理

DAG技术的运作原理，可通过其核心组件和流程来理解。DAG系统由圆圈（顶点）和线段（边）组成，每个顶点对应一笔独立交易，这些交易以分层方式相互叠加。

当用户发起交易时，需先确认一个或多个早于自己提交的前序交易，这些未确认的前序交易被称为“tips”。验证流程要求用户在提交新交易前，先确认这些tips。新交易经确认后，也会成为新的tip，等待后续用户进一步确认。如此循环往复，社区成员不断叠加交易，系统得以有机增长。

为防范双花攻击，DAG技术引入了严格的交易验证机制。节点在确认早期交易时，会回溯整条交易路径直至创世交易，确保账户余额充足并且所有交易均为有效。若用户尝试在无效交易路径上构建交易，即便自身交易本身合法，也可能被系统拒绝。该机制确保了链上每一笔交易的有效性，维护了网络的整体安全。

DAG应用场景

DAG技术在加密货币生态中具有多样化的实际用途。其首要应用是高效处理交易。由于省去了区块生成和挖矿流程，用户可不间断地提交交易，仅需在提交新交易前确认已有交易即可。

能效高是DAG技术的另一核心优势。与依赖工作量证明（PoW）共识算法并高能耗的区块链相比，DAG型加密货币仅需极低的电力消耗。即便部分DAG系统仍用PoW算法，其能耗也远低于传统区块链网络。

DAG尤其擅长处理微支付，这也是传统区块链的短板。在区块链系统中，微支付手续费往往高于交易本身，不具备经济可行性。DAG系统则通过免手续费或极低手续费，仅收取少量节点费用，有效破解这一难题。更为关键的是，即使在网络拥堵时，这些费用也能保持稳定，确保交易成本可控。

哪些加密货币采用了DAG？

虽DAG技术优势突出，目前真正应用该技术的加密货币项目尚不多。IOTA是其中最具代表性的项目。IOTA（MIOTA）名称即“物联网应用”（Internet of Things Application）缩写，聚焦于极速交易、可扩展性、安全、隐私及数据完整性。IOTA采用节点与Tangle（多个节点组合验证交易）结构，要求用户在交易获批前需验证其他两笔交易，确保所有参与者共同参与共识并实现完全去中心化。

Nano是另一知名DAG项目，其采用DAG与区块链结合的混合架构。数据通过节点传递，每位用户拥有自己的区块链钱包。交易验证需由发送方和接收方同时确认。Nano以交易速度快、可扩展性强、安全性高、隐私保护和零手续费著称。

BlockDAG则是DAG技术的较新应用。该项目提供节能矿机及移动端BDAG挖矿应用。与比特币四年一次减半不同，BDAG每12个月减半，形成差异化的代币经济模型。

DAG的优劣势

如同其他技术，DAG也存在明显的优势与挑战。

DAG的主要优势在于速度——没有区块时间限制，交易可随时处理且不限数量，仅需确认前序交易即可。由于无挖矿流程和矿工奖励，手续费极低甚至为零，部分实现仅对特定节点操作收取少量费用，这对微交易尤为有利。DAG系统无需依赖高能耗的PoW共识，能耗极低、碳足迹小。此外，无区块时间意味着无等待，显著缓解了区块链常见的可扩展性瓶颈。

但DAG也面临诸多挑战。去中心化尚在持续完善，部分DAG协议在早期阶段引入一定中心化机制以引导网络启动，但系统正逐步实现更高独立性。网络成熟度不足时，安全性也需额外关注。此外，DAG在大规模应用和测试方面仍在追赶成熟的区块链协议。尽管DAG已出现多年，其大规模应用尚未达到Layer-2等区块链扩容技术的普及度，未来仍有广阔成长和验证空间。

结语

有向无环图是一项创新技术，在加密货币和分布式账本领域展现出巨大潜力。DAG相比传统区块链在手续费、处理速度、能耗和可扩展性上具有显著优势，但在去中心化和大规模落地等方面仍在持续完善。当前，DAG的去中心化优化和大规模应用推广是重点发展方向，需进一步打磨才能发挥其全部潜能。尽管如此，DAG技术不断演进，其潜力与创新空间正被持续挖掘。现有DAG项目已展现出诸多亮点，加密货币行业对其未来发展也极为关注。与其将DAG视为区块链的替代，不如将其视为分布式账本生态中为特定场景提供多样化解决方案的补充技术，每一DAG实现都为加密货币行业注入了独特创新。

常见问题

DAG的含义是什么？

DAG是“有向无环图”（Directed Acyclic Graph）的缩写。这是一种在区块链技术中用于表示交易及其关系的数据结构。

DAG在行业中是什么意思？

DAG在行业术语中指有向无环图，这是一类在部分加密货币中用于实现比传统区块链更快、更易扩展的交易处理的数据结构。

什么是DAG？

DAG（有向无环图）是一种用于加密货币中提升可扩展性和交易速度的数据结构。与传统区块链不同，它支持交易并行处理。