什么是有向无环图（DAG）？

有向无环图（DAG）在加密货币与分布式账本领域是一项重要的技术创新。自区块链技术诞生以来，金融科技持续进化，不断推出用于突破传统系统局限的创新方案。DAG技术正成为这一领域的变革性力量，为去中心化网络的数据结构与交易处理提供了全新路径。

简要说明

DAG技术相较传统区块链系统，具备诸多关键优势。首先，通过取消区块生成和挖矿环节，DAG实现了更高的交易速度和可扩展性。它将交易组织为相互连接的节点，而非线性区块，大幅提升了运作效率并降低能耗。与高交易费的区块链不同，DAG往往拥有极低甚至零交易费用，尤其适用于微支付场景。但需要明确，DAG并非全面替代区块链，而是针对特定项目需求提供另一种解决思路。虽然DAG优势明显，但仍面临中心化风险等挑战，以及在大规模应用场景下能否完全替代区块链系统的疑问。

DAG与区块链技术对比

理解DAG，首先要明白其是一种被部分加密货币采用的数据建模与结构化工具，用于替代传统区块链架构。加密货币社区常讨论DAG作为区块链的潜在可选项，部分专家认为其有望解决区块链的局限。然而，随着技术不断发展，区块链在行业内仍占据主导地位。

DAG的架构由圆点和线条构成。每个圆点（顶点）代表需加入网络的单笔活动或交易，线条（边）则指明交易的确认顺序。关键特征在于线条的单向性——只向一个方向流动。这一属性赋予技术名称中“有向”之意，而“无环”则指顶点不会形成回环，避免循环依赖。

这种独特的数据结构在数据建模中极为实用，用户可直观分析多个变量间关系。研究者可以洞察变量间的相互影响，在加密货币应用中，DAG促成分布式网络的共识达成。其一大优势是交易无需聚合进区块，而是直接层层叠加，大幅提升了交易速度。

DAG与区块链有何不同？

要真正理解DAG，需分析其与区块链的差异。二者虽同为加密货币领域的基础架构，但结构方式截然不同：DAG不生成区块，而是直接在前序交易之上构建新交易，形成分层结构，区别于区块链的区块式组织。

两者的视觉结构也存在明显差异。区块链由连续区块串联，呈链状结构；而DAG由圆点（顶点）和线条（边）组成，呈图状结构，视觉上与区块链截然不同。这种根本性结构差异决定了各自的交易处理、共识机制及网络扩展方式。

DAG技术运行方式

DAG的运作机制依托于其核心结构和交易验证流程。系统由圆点（顶点）和线条（边）构成，每个顶点代表一笔交易，交易在网络中层层叠加。

用户发起交易时，需先确认其他用户提交的前序交易，这些交易即为“tips”，即待确认的交易。用户必须先验证这些tips，验证完成后，其交易成为新的tip，进入等待状态，直到被下一位用户确认并提交新交易。如此循环，社区成员持续叠加交易层，系统有机扩展。

DAG具备严密防范双重支付攻击的机制。节点在确认较早交易时，会回溯完整交易路径直至创世交易，确保账户余额充足且全部交易合法。若用户在无效路径上叠加交易，网络会忽略其交易。即使交易合法，若因路径中包含欺诈交易而余额验证失败，也会被拒绝。这一激励机制促使用户认真验证交易，保障网络安全。

DAG应用场景

DAG技术在加密货币生态中主要用于高效处理交易。无区块结构下，用户无需等待区块生成和挖矿，可无限制提交交易。唯一要求是新交易前需确认前序交易，形成持续的验证流。

能源效率是DAG的重要优势。与需大量算力的区块链PoW算法不同，DAG加密货币虽采用PoW机制，但能耗极低，缓解了加密货币挖矿的环保压力，使系统更适合长期运行。

微支付处理是DAG特别适用的场景。区块链等传统分布式账本难以应对微支付，因为交易费常常超过实际支付额。DAG系统则取消或显著降低手续费，仅需极低节点费，即使网络拥堵时也能保持稳定，适合IoT设备通信和微交易服务等高频小额交易场景。

采用DAG的加密货币项目

虽然DAG的效率优势已获认可，但实际采用的项目并不多。IOTA是最具代表性的案例，其名称取自“物联网应用”（Internet of Things Application）。IOTA（MIOTA）因交易速度快、可扩展性强、安全性高、隐私保护及数据完整性而备受青睐。

IOTA采用节点和Tangle结构，多个节点协同完成交易验证。用户需在自身交易获批前，验证两笔其他交易，确保所有用户参与共识，交易验证分散于全体参与者，非专门矿工或验证者，体现了去中心化。

Nano也是采用DAG技术的知名项目，但采取了DAG与区块链混合架构。系统通过节点传输数据，用户持有内嵌区块链的钱包，交易需发起方与接收方双重验证，形成双重确认机制。Nano以交易速度快、可扩展性强、安全性高、隐私保护优异及零手续费而闻名。

BlockDAG同样采用DAG技术，并具备独特设计。项目提供高能效矿机和移动挖矿应用，用于挖掘BDAG代币，并设有定期减半机制，为矿工和代币持有者带来经济激励。

DAG的优劣势

评估DAG时，需全面权衡其优势与不足，这对开发者、投资者和用户选择DAG系统至关重要。

DAG技术优势突出。首要是交易速度快——不受区块时间限制，交易可即时处理，无交易量限制，仅需确认前序交易。费用结构也是亮点，无需挖矿奖励，交易费用极低。部分实现对特定节点收取微小费用，但远低于传统区块链，尤其适用于微交易。

能源效率是又一优势，DAG系统不采用传统区块链的PoW算法，能耗低、碳排放少，绿色环保，符合加密货币行业生态发展趋势。可扩展性亦具备优势，无区块时间和等待周期，可灵活扩展，应对交易量增长。

但DAG也面临挑战。去中心化问题尤为突出，部分协议采用中心化元素以启动网络并确保初期稳定性。但DAG系统仍在不断适应和完善。缺乏部分安全保障可能使网络易受攻击，持续的安全开发与完善至关重要。

大规模测试也是发展重点。虽DAG技术已存在数年，仍在与其他分布式账本方案同步迭代，系统持续被测试和优化，如何在实际环境下应对多样化交易量和实现长期优化仍是关键议题。

结论

有向无环图是一项极具潜力和影响力的技术，有望重塑加密货币与分布式账本领域。DAG较传统区块链系统优势明显，包括更低交易费用、更强可扩展性、更高能效与更快交易速度，特别适用于微支付、物联网通信和高并发交易场景。

DAG技术仍在整个分布式账本生态持续发展，当前的去中心化优化与大规模落地应用是关键攻坚点。DAG已在不同环境和应用中展现能力。

尽管尚处发展阶段，加密货币社区对DAG前景依然充满热情。随着技术成熟，开发者不断探索新应用和实现路径，DAG持续演进，攻克技术难题并释放更多可能。DAG并非要彻底替代区块链，而是为特定需求项目提供优选方案。未来其能否充分发挥潜力，成为区块链长期替代或补充，将取决于技术的持续进步和多元应用的落地。

常见问题

DAG是什么缩写？

DAG是“有向无环图”（Directed Acyclic Graph）的缩写，这是一种用于区块链技术中提升可扩展性和交易速度的数据结构。

DAG有哪些应用？

DAG用于搭建高效、可扩展的加密货币网络，实现快速交易、高吞吐量以及区块链系统的安全性提升。