区块链与 DAG 的区别

引言

分布式账本技术的思想彻底改变了我们看待交易和数据管理的方式。其中，区块链和有向无环图（DAG）是两种值得注意的设计，各有其特点，尽管它们都作为去中心化的交易记录框架发挥作用，但它们处理和批准信息的方式根本不同。本教程的重点是区分 DAG 和区块链。

什么是区块链？

区块链是一种用于数字记录的去中心化框架，它通过计算机网络安全地记录交易。“区块链”一词指的是当每次交易合并到一个区块并与前一个区块关联时所形成的顺序链。

区块链的特点

去中心化：区块链在分布式组织上运行，将控制权分散给所有个体，而不是像传统数据库那样由中央机构控制。

1. 不变性：信息一旦被放入区块并添加到链中，就无法更改或删除。通过这样做，可以确保交易历史的持久性和完整性。
2. 透明度：通过授权组织中的每个人查看完整的交易历史记录，透明度支持问责制和确定性。
3. 安全性：区块链通过使用加密策略来检查和批准交易，从而保护信息免受欺诈和控制。
4. 共识机制：共识算法，如工作量证明或权益证明，通过确保所有成员就记录的当前状态达成一致来验证区块链上的交易。

区块链的应用

1. 加密货币：最广泛认可的应用，代表了最初也是最明显的模型。
2. 供应链管理：改进产品在生产网络中的可追溯性和透明度。
3. 智能合约：这些自执行合约的条件直接编码在代码中，无需中介即可自动化方法。
4. 医疗服务：在安全交易和维护临床报告的同时保护患者隐私。
5. 投票系统：确保受保护、透明和超级永久的选举决策系统。

区块链的优势

• 去中心化：减少对中心化机构的依赖，降低腐败和薄弱环节的可能性。
• 不变性：记录的交易不能被删除或更改，增强了信息的可靠性和完整性。
• 透明度：通过授权每个人查看交易历史记录，这种实践促进了问责制并降低了欺诈行为。
• 安全性：信息通过加密方法受到保护，这使得未经授权的个人更难调整信息。
• 改进的可追溯性：通过提供透明的审计跟踪，简化了资产和交易历史的跟踪。

区块链的缺点

• 可扩展性问题：交易量不断增长可能导致处理时间更长和成本更高，这是许多区块链面临的问题。
• 能源消耗：由于工作量证明等共识方法需要大量的处理能力，因此它们具有巨大的能源消耗和自然影响。
• 复杂性：组织和个人可能会发现理解和实践创新复杂性很困难。
• 监管挑战：由于没有中央机构来授权法规，区块链的去中心化结构可能使其难以遵循。
• 数据隐私问题：尽管区块链创新是透明的，但不当管理可能会导致敏感数据泄露并带来安全问题。

什么是 DAG？

在软件工程中，有向无环图（DAG）是一种数据结构，它显示了一组通过有向边相互连接的事物，其中每条边都有一个方向，并且没有循环，也就是说，没有返回初始节点的路径。就记录技术而言，DAG 作为传统区块链设计的替代品。

DAG 的特点

1. 有向结构：有向图（DAG）包含交易或枢纽之间具有特定方向的关联。
2. 无环性质：通过消除循环，可以避免无限循环，确保从一个事务到下一个事务的清晰移动。
3. 并行处理：与普通区块链相比，DAG 可以立即处理多个交易，从而提高吞吐量并加快交易速度。
4. 无需矿工：为了批准交易，许多基于 DAG 的平台不需要矿工。另一方面，客户端可以批准过去的交易，这消除了对大量计算机能力的要求。
5. 可扩展性：DAG 比传统区块链更具适应性，因为它们不依赖于区块和链，这应该允许它们更有效地处理不断增加的交易数量。

DAG 的应用

• 加密货币：IOTA 和 Nano 等项目利用 DAG 设计提供快速、免费的交易。
• 物联网和传感器组织：DAG 实际上可以处理来自几个设备的数据流，实现实时分析和处理。
• 供应链管理：通过库存管理系统，可以轻松透明地跟踪资产在供应链不同阶段的流向。

DAG 的优势

• 高可扩展性：DAG 特别适合高吞吐量应用，因为它可以立即处理几个事务，而不会影响执行。
• 更快的交易速度：DAG 网络通常比标准区块链更快地执行交易，因为它们允许立即确认几个交易。
• 无需矿工：大量 DAG 实现不需要矿工，这降低了挖矿所需的能源和处理资源。
• 降低交易费用：由于没有挖矿费用以及无需中介即可完成交易的能力，交易成本通常微不足道或不存在。
• 改进的适应性：该结构可以轻松适应新的要求或功能，并且能够处理各种交易类型。

DAG 的缺点

1. 复杂性：DAG 创新比典型的区块链框架更难理解和使用，这可能会阻止客户使用它。
2. 安全问题：由于 DAG 的安全方法不如现有区块链经过验证，因此其对攻击的脆弱性存在担忧。
3. 不成熟的生态系统：与典型的区块链平台相比，DAG 技术仍处于初期阶段，因此资源、工具和本地社区支持较少。
4. 组织阻塞的可能性：DAG 具有处理大量交易的能力，但活动的突然增加可能会导致拥堵或导致交易确认延迟。
5. 缺乏标准化：不同 DAG 实现所使用的协议和规则可能存在显著差异，这给一致性和互操作性带来了问题。

DAG 与区块链

DAG 和区块链存在以下差异

区块链的真实世界案例

• 比特币：第一种也是最广泛认可的数字货币，比特币通过使用区块链安全地实现分布式交易。其去中心化记录确保了不变性和透明度。
• 以太坊：一个允许开发人员创建智能合约和去中心化应用程序（dApps）的平台。以太坊的区块链具有强大的 DeFi（去中心化金融）应用程序生态系统，并支持大量代币。
• Hyperledger Fabric：一个名为 Hyperledger Fabric 的开源框架，用于在商业环境中创建区块链应用程序。它通过授权组织设计满足其独特需求的许可网络来进一步提高安全性和控制。
• 瑞波币 (XRP)：它是一种加密货币和数字支付框架，专为快速经济的全球现金交易而设计。瑞波币的区块链创新降低了交易成本，并实现了实时结算。
• 卡尔达诺：一种以可扩展性和可持续性为重点的权益证明共识区块链技术。卡尔达诺希望构建一个更开放、更安全的 dApp 和智能合约平台。

DAG 的真实世界案例

1. IOTA：IOTA 是作为物联网 (IoT) 的代币而创建的，它利用 Tangle DAG 结构。这使得物联网设备之间的安全通信成为可能，并允许免费的设备交易。
2. Nano：一种数字货币，通过利用 DAG 计划促进快速、免费的交易。由于每个记录都有一个独特的区块链，因此交易速度快，能源使用量极小。
3. Hedera Hashgraph：一种分布式账本系统，通过利用 DAG 拓扑结构实现快速安全的交易。Hedera 专注于企业应用程序，为协会提供快速处理和低延迟。
4. 无环图 (AG) 项目：不同的项目利用 DAG 创新来满足特定的用例，例如数据完整性和供应链管理，这使得可扩展且成功的信息处理成为可能。
5. Streamr：一个基于 DAG 的平台，使实时信息共享和适应性更容易。客户可以快速安全地在设备和应用程序之间发送信息流，使用 Streamr。

未来趋势和发展

1. 可扩展性解决方案：为了克服可扩展性问题并实现更快、更有效的交易，正在引入第 2 层解决方案（如闪电网络和 Optimistic Rollups）等创新。
2. 去中心化金融 (DeFi)：随着 DeFi 平台的发展，可能会添加更多的金融服务和产品，从而实现更大的金融可访问性和包容性。
3. 与物联网集成：区块链创新的透明和安全特性将通过促进改进的设备互操作性、信息管理和保护来进一步改进物联网生态系统。
4. NFT 扩展：通过颠覆所有权和财富创造，不可替代代币 (NFT) 将继续在房地产、游戏和艺术等各个行业中越来越受欢迎。
5. 增强的安全模型：为了解决不足并提高网络信任度，下一代 DAG 驱动器可能会提供更强大的安全协议。
6. 标准化举措：随着 DAG 创新发展，标准化举措将有助于形成更可靠和可互操作的框架，从而实现更广泛的应用。
7. 混合解决方案：混合模型可能会开始出现，将 DAG 和区块链创新的最佳部分结合起来，并利用它们各自的优势用于一系列应用。

结论

有向无环图 (DAG) 和区块链是两种不同的分布式账本系统。尽管两者之间存在一些相似之处，但也存在一些显著差异。正如一些开发人员所指出的，DAG 是区块链创新向前迈出的一步。分布式账本已经解决了各种复杂问题。因此，一些新的解决方案正在努力解决不同领域中更具挑战性的分布式账本问题，例如基因组学中的区块链等。今天的组织通过更新自己来适应进入市场的新进展。