有向無環(huán)圖與區(qū)塊鏈結(jié)合的解決方案DAG鏈介紹

區(qū)塊鏈的大規(guī)模應用目前面臨三重門，包括底層性能無法支持高并發(fā)、鏈與鏈之間未能互通互聯(lián)、應用開發(fā)門檻太高等。其中底層性能低下可以說是最基本而迫切的問題之一。

有觀點認為，傳統(tǒng)區(qū)塊鏈的塊鏈式結(jié)構(gòu)是阻礙區(qū)塊鏈提高并發(fā)性的瓶頸。為了解決這個問題，極客們不斷尋找更高效的數(shù)據(jù)塊鏈接形式，提出了有向無環(huán)圖（Directed Acyclic Graph， DAG）與區(qū)塊鏈相結(jié)合的解決方案，簡稱為“DAG鏈”。今天要介紹的TrustNote就采用了這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

比較早構(gòu)建出DAG公有鏈的是IOTA和 Byteball，TrustNote則是這兩者的基礎(chǔ)上做了改進。創(chuàng)始人周政軍介紹，TrustNote的特點在于確認交易速度快、支持高并發(fā)，原因就是因為采用了DAG這種最新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

影響傳統(tǒng)區(qū)塊鏈性能的因素包括區(qū)塊大小、生成速度和交易確認速度。周政軍表示，不同于傳統(tǒng)區(qū)塊鏈，DAG鏈沒有區(qū)塊的概念，所以沒有區(qū)塊容量的限制。項目白皮書介紹，在TrustNote中，交易被視為一種消息，多個消息組合成一個數(shù)據(jù)塊，該數(shù)據(jù)塊稱作一個單元（Unit），單元與單元之間相互鏈接組合成 DAG圖。

交易驗證方面，新單元可以選擇鏈接到任意一個或多個舊單元，通過新交易驗證并引用舊交易完成驗證，簡稱“DAG共識”。這允許用戶的賬本之間存在臨時性的微小差異，短時間內(nèi)弱化數(shù)據(jù)塊全網(wǎng)一致性，因而不易發(fā)生堵塞，可以提高交易并發(fā)量。因此，DAG鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點規(guī)模越大、交易量越大，則交易確認時間越短。

在防止雙花（Double Spending）方面，TrustNote使用先在DAG圖中找主鏈，然后參考主鏈，排序所有其他不在主鏈上的交易，如果有兩筆交易嘗試使用同一筆輸出，則判定擁有更小主序索引的交易有效。最后相當于會把整個DAG所有交易排出一個線性的總序，變成一個類似于區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)。

顯然，DAG鏈的弊端是，交易頻次較低時，舊交易難以得到及時驗證。因此，IOTA引入了協(xié)調(diào)者機制，特定地址發(fā)出的交易被全網(wǎng)無條件接受；而 Byteball則讓用戶選擇12名見證人發(fā)送公證交易實現(xiàn)交易確認。

TrustNote改進了Byteball的公證人制度，采用雙層共識機制，使用基礎(chǔ)的DAG共識的同時引入公證共識，也稱為TrustME共識。超級節(jié)點通過競爭方式獲得公證人的權(quán)利。TrustME共識與DAG鏈的增長異步，有利于高吞吐和快速確認。節(jié)點提交新單元需要支付費用，子單元和公證節(jié)點能獲得TTT代幣獎勵。

如上所述，目前做公鏈的項目不少，TrustNote最大的特點就是利用DAG數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和雙層共識機制突破鏈式結(jié)構(gòu)的瓶頸，提高交易速度。周政軍認為，流量上不來，區(qū)塊鏈將永遠是泡沫，因此在選擇合作項目時也會先關(guān)注對并發(fā)量需求比較大的項目，包括物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備租賃、游戲和社交領(lǐng)域。他將區(qū)塊鏈的應用層次分成數(shù)據(jù)防篡改、智能合約自動化執(zhí)行、數(shù)字資產(chǎn)管理三層。TrustNote比較關(guān)注資產(chǎn)的Token化，也就是最后一層。

周政軍表示，TrustNote的公鏈還在測試階段，目前測算每秒支撐的并發(fā)量無上限，最慢的確認時間是2-3秒。TrustNote的錢包已經(jīng)發(fā)布，支持通訊功能，安裝量超過5萬。團隊目前正在實現(xiàn)鏈上代幣發(fā)行、智能合約系統(tǒng)等功能。

值得注意的是，IOTA技術(shù)顧問曾撰文提示，DAG雖然是一種很新穎有潛力的技術(shù)，然而基于它的IOTA網(wǎng)絡(luò)目前在技術(shù)上仍處于實驗室階段?；贒AG的TrustNote也仍處于測試階段，最終商用情況有待觀察。

目前，TrustNote團隊30多人，其中開發(fā)團隊20多人。創(chuàng)始人 &基金會主席Jeff Zhou（周政軍）是區(qū)塊鏈技術(shù)和芯片研發(fā)從業(yè)人員。2013年曾任某數(shù)字貨幣芯片公司CTO，領(lǐng)導開發(fā)了世界首款比特幣萊特幣雙挖礦機，曾任某500強集團研發(fā)副總裁，負責工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的研發(fā)，打造出基于Hyperledger Fabric的IoT區(qū)塊鏈平臺，曾任納斯達克上市芯片企業(yè)中星微電子創(chuàng)業(yè)期技術(shù)總監(jiān)。