在分布式账本技术（DLT）领域，有向无环图（DAG）协议常被视为区块链技术的潜在进化形态，被认为能够解决区块链的固有缺陷并推动大规模应用。然而，这两种技术真的截然不同吗？本文将深入探讨DAG与区块链的核心特性、技术差异与应用场景，帮助你全面理解它们的异同。
区块链技术基础
区块链诞生于2008年全球金融危机之后，最初以一份名为《比特币：点对点电子现金系统》的9页白皮书形式出现。几个月后，神秘的中本聪挖出了第一个比特币，并在一周后完成了首笔交易——发送10个比特币给可重复使用工作量证明系统的创建者哈尔·芬尼。
区块链本质上是一个分布式账本，记录各方之间的交易信息。其独特之处在于能够抵抗攻击并保持不可篡改性，同时在众多设备上保持相同状态。每个交易记录都通过哈希码和随机数相互链接，形成一条连续不断的链。如果任何人试图修改某个记录，就必须相应地修改所有先前的记录，这使得篡改变得几乎不可能。
在工作量证明（PoW）共识算法中，矿工通过解决密码学难题来创建区块，网络中的所有计算机作为节点保存完全相同的区块链副本。节点必须就交易达成一致；如果多数节点同意，交易便被记录。去中心化是区块链的核心特征——生态系统中的用户越多，网络就越安全。
理解DAG的本质
DAG是“有向无环图”的缩写，虽然在区块链领域相对新颖，但在计算机科学和数学中却是相当常见的结构。其名称已经揭示了关键特征：这是一种有方向且不包含循环的图结构。
你可以将DAG视为创建区块链的中间状态——其中一些区块已经通过边连接（因此已排序），而另一些则没有。基于DAG构建最终链需要额外的努力，这正是基于DAG的共识协议所需要完成的工作。
技术差异对比
尽管许多观察者特别是DAG支持者认为这是真正的“区块链3.0”，是区块链进化并接近主流应用的自然路径，但从技术角度看，它们并没有那么不同。如果将区块链和Aleph Zero等DAG协议可视化，你会看到两者都是区块组成的链。因为在两种协议中，交易链都是期望的结果。
真正的差异存在于区块内部。在Aleph Zero中，采用基于DAG的权益证明（PoS）共识协议，而在区块链中，则采用中本聪共识，基于工作量证明。
工作量证明通过向网络增加延迟来确保同步性和对大多数攻击的弹性。但在基于DAG的协议中，这种能耗巨大的计算通常完全不需要。新交易由先前的交易验证，无需挖矿。
DAG协议的显著优势
像Aleph Zero这样的DAG协议相比传统的PoW区块链具有诸多优势。它能够比区块链更快地达成共识，从而在大规模操作时保持高交易速度，这是比特币区块链无法实现的。
例如，Aleph Zero的概念验证协议在128个节点的测试网络上达到了每秒100,000笔交易的处理能力。这充分展现了DAG的最佳性能。
第二个好处是DAG可以实现无挖矿运行。在这种架构下，没有挖矿费用和矿工验证交易的需要，交易成本可以大幅降低，甚至微乎其微或免费。这就是为什么DAG被认为特别适合物联网应用。
这也指向了一个现实世界可用的DAG货币应用场景。你肯定不会愿意为支付0.9美元的可乐而承担0.5美元的区块链交易费，但你可能会愿意支付0.0004比特币（约4美元）来安全快速地转移数百万美元。如果我们要将加密货币用作日常小额支付的货币，DAG似乎是更合适的技术。
挑战与局限性
DAG也面临一些挑战，主要是去中心化程度往往不如区块链，特别是比特币这样的老牌区块链。许多DAG项目以不同方式处理（去）中心化问题。例如，Hashgraph使用由全球企业运行的39个节点委员会。这真的去中心化吗？我们认为不是，但对于他们旨在解决的问题和使用场景来说，这似乎已经足够。
通常，将DAG去中心化到与区块链相同的水平并不容易。在Aleph Zero中，我们正在实施一种随机选择轮换委员会成员的机制（在测试网中通常使用128个节点，但我们的目标是更庞大的数量）。
许多DLT的安全性取决于网络的分布范围——节点越多，控制网络的难度就越大。比特币或以太坊在这方面尚未被超越，而且没有迹象表明这种状态会改变。尽管如此，比特币的挖矿并不像人们希望的那样去中心化，因为只有少数主要矿池负责验证整个网络的交易。不必担心；这并不意味着他们“控制”了网络。当前情况只是与比特币的初衷不完全一致（但符合资本主义规则）。
未来展望：共存而非替代
关于DAG与区块链的讨论正在加剧，涉及范围也越来越广。是的，DAG可以解决区块链的大部分问题，但比特币区块链是最古老、最大、因此也是最去中心化的DLT。
另一方面，基于市场规模，整个DLT领域目前仅相当于百事可乐这样的大型公司的规模。在区块链真正成为主流并且行业规模增长到当前两到三倍之前，我们无法确定10年后比特币区块链是否仍然是世界第一的加密技术。
但现在？不同的分布式账本技术都有足够的发展空间。这更多是一个使用场景的问题，取决于区块链或DAG哪个更适合。例如，你会使用DAG让物联网设备自主进行微支付，但如果你要转移大笔资金，你可能更倾向于使用比特币（区块链）。
我们的愿景是建立一个生态系统，你可以使用适合业务需求的DLT，同时保持相互连接。你可以选择私有或公有、无领导或基于领导、DAG或区块链，在实现业务目标的同时，保持与提供安全性和透明度的全球生态系统的连接。
常见问题
DAG与区块链的主要区别是什么？
DAG使用有向无环图结构处理交易，而区块链使用线性链式结构。DAG通常不需要挖矿，交易由先前交易验证，从而实现更高的交易速度和更低的成本。区块链则依赖矿工通过工作量证明或权益证明机制来验证交易。
DAG是否比区块链更安全？
安全性取决于具体实现和网络分散程度。比特币等老牌区块链由于节点数量众多，目前具有更高的去中心化程度。DAG协议正在探索各种机制来提高去中心化水平，但完全达到比特币级别的去中心化仍是一个挑战。
哪种技术更适合物联网应用？
DAG协议由于其高吞吐量、低交易成本和无需挖矿的特性，特别适合物联网设备的微支付场景。区块链由于交易费用较高和处理速度限制，在这方面相对不具优势。
DAG会取代区块链吗？
短期内不太可能。两种技术各有优势，更适合不同的应用场景。未来更可能出现多种分布式账本技术共存的生态系统，根据具体需求选择最合适的技术方案。
如何选择适合项目的技术？
考虑因素包括交易量、成本敏感度、安全要求和对去中心化程度的期望。大额安全交易可能更适合区块链，而高频小额交易则可能更适合DAG协议。最终选择应基于具体业务需求和技术特点的综合评估。