有向無(wú)環(huán)圖DAG技術(shù)詳細(xì)介紹

今天的創(chuàng)新討論了有向無(wú)環(huán)圖（DAG）技術(shù)以及Syscoin如何通過(guò)Z-DAG實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)這一概念。

1. 什么是DAG技術(shù)？

2. 什么是Z-DAG？

3. Z-DAG與常規(guī)DAG有何不同？

4. 什么是與DAG技術(shù)相關(guān)的零確認(rèn)？

5. Syscoin用于優(yōu)化事務(wù)吞吐量的技術(shù)

如果我們簡(jiǎn)化區(qū)塊鏈的工作方式，我們可以將其與樓梯進(jìn)行比較。您添加的每個(gè)塊都是樓梯頂部的新標(biāo)高。所以，你的樓梯在一個(gè)方向上垂直向上生長(zhǎng)。

樓梯的每一個(gè)高度只能堆放一個(gè)階級(jí)。這樣可以保證在網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)上記錄相同的事務(wù)。如果節(jié)點(diǎn)決定提出惡意阻止或惡意交易，您的樓梯將違反為建造樓梯而定義的“協(xié)議”規(guī)則。

另一方面，可以將DAG與生長(zhǎng)在幾個(gè)單獨(dú)分支中的樹(shù)進(jìn)行比較。交易在互鎖分支的網(wǎng)絡(luò)中處理，這些分支在多個(gè)方向上向外擴(kuò)展。

DAG中的驗(yàn)證與標(biāo)準(zhǔn)區(qū)塊鏈也有很大不同。每個(gè)新添加的事務(wù)到分支負(fù)責(zé)驗(yàn)證兩個(gè)先前的事務(wù)（取決于協(xié)議定義）。如果交易不遵循準(zhǔn)則，則不可能生效。

僅僅驗(yàn)證前兩個(gè)交易可能聽(tīng)起來(lái)像是一個(gè)比較弱的要求。但是通過(guò)驗(yàn)證前兩個(gè)事務(wù)，您實(shí)際上正在驗(yàn)證連接到此最后一個(gè)事務(wù)的整個(gè)事務(wù)分支。

由于這種分支劃分，DAG能夠更快地確認(rèn)事務(wù)，達(dá)到非常高的速度。我不會(huì)提到確切的數(shù)字，因?yàn)樵S多項(xiàng)目聲稱已達(dá)到非常高的交易吞吐量（TPS）。但有一件事是肯定的，DAG主要比常規(guī)區(qū)塊鏈技術(shù)有更高的TPS。

簡(jiǎn)而言之，DAG是一種非常有前途的技術(shù)，可以達(dá)到更高的TPS。它有一個(gè)類似于樹(shù)的有趣結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)事務(wù)都必須驗(yàn)證兩個(gè)先前的事務(wù)。

什么是Z-DAG技術(shù)？

現(xiàn)在我們知道DAG是什么了，讓我們來(lái)探索Syscoin建造了什么樣的野獸，命名為Z-DAG。

根據(jù)Whiteblock首席執(zhí)行官Zak Cole的說(shuō)法，“Z-DAG協(xié)議極具創(chuàng)新性，為許多性能問(wèn)題提供了實(shí)用的解決方案，這些問(wèn)題目前正在阻礙區(qū)塊鏈系統(tǒng)的持續(xù)可擴(kuò)展性?！?/p>

深入了解Z-DAG技術(shù)

零確認(rèn)有向無(wú)環(huán)圖（Z-DAG）是一種概率事務(wù)方案，允許一個(gè)以不同的安全域折衷來(lái)分離微/宏事務(wù)，以方便交換。

比特幣在每一個(gè)微觀或宏觀交易的基礎(chǔ)上應(yīng)用POW方案，而Z-DAG則允許商家決定一個(gè)交互式協(xié)議。每個(gè)商家都可以根據(jù)自己的喜好接受或拒絕Z-DAG交易。

每一個(gè)z-DAG事務(wù)都進(jìn)入了mempool，并且具有某種類型的概率，因?yàn)橛囝~是實(shí)時(shí)跟蹤的，而不是在POW上的。

然而，在POW時(shí)，狀態(tài)將被移除并基于區(qū)塊進(jìn)行復(fù)制。因?yàn)橛囝~是基于mempool中的交易實(shí)時(shí)更新的，所以它是一個(gè)概率模型，所以最終的事實(shí)是將礦工們放入?yún)^(qū)塊的內(nèi)容以及有工作證明的交易區(qū)塊在哪些交易被挖掘方面的內(nèi)容。

一旦礦工開(kāi)采了一個(gè)區(qū)塊，將根據(jù)上一個(gè)區(qū)塊的狀態(tài)重新顯示該狀態(tài)。因此，圍繞z-DAG結(jié)算的概率模型是當(dāng)?shù)V工創(chuàng)建塊并將塊轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)時(shí)，MEMPOOL中的事務(wù)及其余額準(zhǔn)確反映事實(shí)的可能性。余額很有可能與首次進(jìn)入MEMPOOL并通過(guò)ZDAG結(jié)算時(shí)相同。

這意味著PoW最終是系統(tǒng)中的分區(qū)容差，并且想法是在X秒之后網(wǎng)絡(luò)視圖和礦工視圖基本相同，其中X可以是在事務(wù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳播之前的合理時(shí)間量。

目前，他們?yōu)閰⒖伎蛻暨x擇了10秒鐘，但隨著網(wǎng)絡(luò)效率呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，它可能會(huì)下降，這可能會(huì)有機(jī)地趨于0。

Z-DAG與常規(guī)DAG有何不同？

常規(guī)DAG協(xié)議不依賴于工作證明。這些協(xié)議包括叔塊或歷史信息，以防止圖表消失。通常沒(méi)有帶有DAG的最長(zhǎng)鏈規(guī)則，因?yàn)樗诟鶕?jù)提供的歷史信息排序交易的概率。

然而，這也帶來(lái)了一些問(wèn)題。幾乎沒(méi)有分區(qū)容差，這就是為什么有時(shí)會(huì)有中央或權(quán)威模型來(lái)確保DAG不會(huì)偏離路線（指物聯(lián)網(wǎng)）。

使用Z-DAG，分區(qū)容差在每個(gè)塊周圍。對(duì)于每個(gè)塊，基于驗(yàn)證塊中的每個(gè)事務(wù)來(lái)設(shè)置余額。因此，DAG無(wú)法解散，因?yàn)樗鼉H基于區(qū)塊內(nèi)發(fā)生的事情。這有助于在工作證明之上的微交易第0層解決方案，最終像比特幣一樣解決交易問(wèn)題。

什么是與DAG技術(shù)相關(guān)的零確認(rèn)？

“Z-DAG（零確認(rèn)定向非循環(huán)圖）是一種即時(shí)結(jié)算協(xié)議，在確認(rèn)SysCoin服務(wù)交易時(shí)用作工作證明（POW）的補(bǔ)充系統(tǒng)。本質(zhì)上，z-DAG只是一個(gè)有向無(wú)環(huán)圖（DAG），其中驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證在其內(nèi)存池中接收的事務(wù)的順序。

那么，這又如何與DAG聯(lián)系起來(lái)呢？DAG是一種自然的交易結(jié)構(gòu)，具有依賴于可靠性余額的交易。在比特幣中，這種依賴性在一個(gè)區(qū)塊之后受到影響，在Syscoin中，它受到每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的mempool包含的影響。

值得注意的是，Satoshi寫(xiě)了一個(gè)小吃機(jī)示例，其中需要大約3秒來(lái)檢測(cè)雙重花費(fèi)。在Syscoin實(shí)施中，他們將這個(gè)時(shí)間段增加到10秒，但是實(shí)時(shí)余額被調(diào)整，并且可以根據(jù)其余額在一系列交易中花費(fèi)，創(chuàng)建一個(gè)自然DAG，每個(gè)區(qū)塊都可以解決。

在Syscoin v3中，他們通過(guò)拓?fù)渑判蚝?u>電路檢測(cè)來(lái)強(qiáng)制執(zhí)行DAG的順序。但是，在Syscoin v3中，這并不是真正需要的，因?yàn)闀?huì)嚴(yán)格執(zhí)行余額，并且客戶端不會(huì)允許在會(huì)溢出余額的塊中創(chuàng)建無(wú)效事務(wù)。

Syscoin用于優(yōu)化事務(wù)吞吐量的技術(shù)

讓我們來(lái)看看Syscoin為提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的交易速度而實(shí)施的一些技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

1、并行簽名驗(yàn)證

首先，每當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到新廣播的事務(wù)時(shí)，它將在驗(yàn)證之前將事務(wù)中繼到其他節(jié)點(diǎn)。這意味著也可能將無(wú)效的潛在事務(wù)廣播到網(wǎng)絡(luò)的其余部分。但是這種方法可以更快地驗(yàn)證更多事務(wù)。一些無(wú)效事務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的總吞吐量影響最小。

這種多線程方法大大減少了簽名驗(yàn)證所需的時(shí)間。

如何防止雙重花費(fèi)？

用戶選擇他們想要等待的時(shí)間，并且當(dāng)他們等待更長(zhǎng)時(shí)間并檢查他們的交易狀態(tài)時(shí)，他們更有可能在銷售點(diǎn)應(yīng)用程序中檢測(cè)到并且未完成與買方的交易。

Syscoin建議在檢查事務(wù)是否有效之前等待事務(wù)到達(dá)您的節(jié)點(diǎn)需要10秒鐘。當(dāng)然這取決于商家，因?yàn)樗且粋€(gè)交互式協(xié)議。

此外，在整個(gè)系統(tǒng)中跟蹤余額以檢測(cè)兩個(gè)溢出余額的花費(fèi)。如果發(fā)生這種情況，將標(biāo)記發(fā)件人并且接收器將能夠看到出錯(cuò)的地方。

2、標(biāo)記無(wú)效簽名

Syscoin有一個(gè)協(xié)議，只要在多線程驗(yàn)證過(guò)程中簽名驗(yàn)證檢查失敗，就會(huì)將簽名標(biāo)記為無(wú)效。此標(biāo)志使網(wǎng)絡(luò)切換回單線程模式，以便其他節(jié)點(diǎn)不會(huì)浪費(fèi)寶貴的時(shí)間和資源來(lái)驗(yàn)證無(wú)效的事務(wù)。

3、次線性擴(kuò)展事務(wù)吞吐量

Syscoin的白皮書(shū)解釋說(shuō)，主節(jié)點(diǎn)平均可以擴(kuò)展到每秒700-1000個(gè)事務(wù)（TPS）。該數(shù)字是在考慮延遲效應(yīng)的情況下計(jì)算的。

我向他們?cè)儐?wèn)了這個(gè)陳述，以了解這是如何運(yùn)作的。核心開(kāi)發(fā)人員和聯(lián)合創(chuàng)始人Jag Sidhu向我解釋了這種擴(kuò)展是如何工作的?！半S著更多節(jié)點(diǎn)進(jìn)入，潛在節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上ZDAG整體功能的影響呈指數(shù)下降，這將是效率的亞線性增長(zhǎng)。隨著更多路徑的開(kāi)放，潛在節(jié)點(diǎn)將跟蹤具有更少節(jié)點(diǎn)的消息，依賴于潛在節(jié)點(diǎn)獲取信息的風(fēng)險(xiǎn)更高。

SysCoin的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手

任何DAG項(xiàng)目都被認(rèn)為是SysCoin的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

Nano

nano還能夠達(dá)到非常高的交易速度，因?yàn)樗鼈兝昧薉AG技術(shù)。Nano開(kāi)發(fā)了一種稱為Block Lattice的新技術(shù)，允許他們利用DAG技術(shù)，但仍然像傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈一樣工作。

Nano與節(jié)點(diǎn)一起工作，所有節(jié)點(diǎn)都充當(dāng)個(gè)人錢包或鏈。只有節(jié)點(diǎn)所有者才能對(duì)這些單獨(dú)的鏈進(jìn)行更改，這意味著它們可以異步更新。

· 區(qū)塊格快速交易速度

· 零交易費(fèi)

Byteball

Byteball是區(qū)塊鏈空間中較老的項(xiàng)目之一，與Nano不同，Byteball鏈上的交易不是免費(fèi)的。但是，Byteball提供了完全隱私和無(wú)法追蹤的交易功能。

· 30秒內(nèi)完成交易驗(yàn)證

· 由于驗(yàn)證系統(tǒng)的原因，51％的攻擊不可能避免雙重花費(fèi)

· 隱私交易

IOTA

IOTA也是最早的DAG項(xiàng)目之一，或者更多人稱為Tangle。如果您首先驗(yàn)證前兩個(gè)事務(wù)，則可以將新事務(wù)添加到網(wǎng)絡(luò)中。這意味著他們提供零費(fèi)用的即時(shí)交易。

IOTA的主要思想是建立一個(gè)機(jī)器到機(jī)器支付的DLT基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)4.0，智能機(jī)器相互通信，并自己創(chuàng)造整體經(jīng)濟(jì)。IOTA允許微交易并且可以處理高吞吐量。

· 零費(fèi)用交易

· 物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)

· 啟用微事務(wù)

Hedera Hashgraph

Hedera Hashgraph它是一項(xiàng)專利技術(shù)，您可以購(gòu)買許可證以使用該軟件。

Hedera也使用DAG技術(shù)，并因?yàn)樗麄兪褂昧税素詤f(xié)議而得到大眾的關(guān)注。

Syscoin的缺點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)，許多DAG項(xiàng)目已經(jīng)證明它們可以處理非常高的事務(wù)量。通常遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈。然而，DAG技術(shù)仍處于起步階段，對(duì)于其性能以及它們的分散程度仍然存在許多問(wèn)題。

具體到Syscoin，每當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到新廣播的事務(wù)時(shí)，它將在驗(yàn)證之前將事務(wù)中繼到其他節(jié)點(diǎn)。這意味著也可能將無(wú)效的潛在事務(wù)廣播到網(wǎng)絡(luò)的其余部分。如果向網(wǎng)絡(luò)廣播大量無(wú)效交易，則不確定這會(huì)如何影響網(wǎng)絡(luò)。

此外，SysCoin在檢查事務(wù)的有效性之前會(huì)等待10秒鐘，等待事務(wù)到達(dá)。如果他們能提供更多的量化參數(shù)來(lái)支持這個(gè)“10秒規(guī)則”，那就太好了。

結(jié)論

DAG技術(shù)在Nano，Byteball和現(xiàn)在的Syscoin等許多項(xiàng)目中都顯示出巨大的潛力。它主要允許比常規(guī)區(qū)塊鏈項(xiàng)目更高的事務(wù)吞吐量。

簡(jiǎn)而言之，Syscoin擁有一些創(chuàng)新的技術(shù)方法來(lái)提高其交易吞吐量。最有趣的是并行簽名驗(yàn)證。讓我們看看這種創(chuàng)新方法將來(lái)如何融入其中。