DAG有向无环图 - 区块链前沿 - BitMere - 比特池塘 www.bitmere.com

圈里的人已经习惯用区块链来代指分布式账本技术（DLT），也就是我们熟知的去中心化全家桶：去中心化网络，去中心化交易所，去中心化游戏等。实际上，既然去中心化体系可以有各显神通的共识算法，那它也可以有不一样的数据结构。在这一语境下，区块链就只是构成DLT的其中一种数据结构，它如同共识算法中的POW，因最先被采用，而广为人知。今天，我们想介绍DLT可采用的另一种数据结构，DAG，它有个中文名，叫“有向无环图”。

什么是DAG
我们通过一些图直观地感受一下什么是DAG。

先看一种最简单的情况，只有两个单元（unit）的时候。这时，X 要么指向Y，Y要么指向X，这解释了什么是“有向”，即单元是有指向性的，先有X再有Y，先有鸡再有蛋。这时候，读者可能要问了，那这个不就是区块链吗，创始区块开始，一直连下去，直到最后确认块。

此时，我们祭出图2，上方的是区块链，下方是DAG，可以看出，DAG是允许单元间的多重连接的：单元1可以连接到单元2，也可以连接到单元3；单元3可以被单元1连接，也可以被单元2连接。

那么什么是无环呢，子单元不能连回它的父单元，祖父单元，曾祖单元，以此类推。简单来说，就是单元1，连接到单元2，再连接到单元3，单元3不能连回单元1了。就像数数一样，你能从一数到一百，但不能从一百数回到一。你得保证单元是世代传承的，不能出现“返祖现象”，这就叫无环。

不难理解，记账是需要有向无环的。第一，记账是按时间顺序来的，先有交易X，再有交易Y。第二，帐要无限往下记下去，不是记着记着，就又开始记历史上的第一笔交易了。

相比区块链，DAG有什么优势

高扩展性
扩展性是软件系统的能计算处理多大信息量的衡量指标。相比区块链，DAG这种数据结构具有更高的扩展性。DAG允许单元间的多重连接，那么同一时间，就可以有多个单元被建立并发布到网络中。相反，区块链在一个固定的出块时间中，只能有一个区块被增添到网络中。这就好比多线程和单线程，而多线程的扩展性自然是单线程没有办法比的。实际上，利用P2P网络进行单元增添的DAG，反而会因网络参与者的增加，加快单元的增添速度，从而使系统具备更高的处理速度。这就好比，用Bittorrent下载一段视频，下载同一部视频的人越多，你的下载速度就越快。正是这一特性，使得DAG的扩展性并不亚于当前的中心化信息系统。

更去中心化
那读者朋友可能就会说了，区块链也是利用P2P网络出块的。这点没错，可是区块链在通过共识算法决定谁是下一个出块者后，会将所有交易交给下一出块者进行打包。而打包速度，是受制于出块者的中心化服务器速度的。DAG则因为任何人都可以增添单元进入网络，省去了选举一个中心化服务器进行打包出块这一步骤。因此，DAG也更加去中心化。

更具可靠性
单元间的多重连接，意味着每个单元将被它的多个子单元和多个父单元多重确认。而一个单元被确认越多次，它所包含的数据就越可靠，被恶意篡改的几率越小。区块链则只有后块确认前块这一次确认过程。

当前有什么靠谱DAG项目

IOTA
IOTA是第一个提出用DAG搭建去中心化网络的项目。因为有“协调者”节点的参与，IOTA并不是彻底去中心化的。不过，它作为这个新领域的先行者，依然值得关注。

Byteball
中文名，字节雪球。它跟IOTA类似，也有中心化节点用来保证网络的安全性。不过，它支持增添私有或匿名单元，也支持智能合约。值得一提的是，字节雪球的白皮书也很硬核，很适合想对DAG进行深入了解的投资者阅读。