從15年開始，區(qū)塊鏈概念被單拎出來，這之前區(qū)塊鏈還只是比特幣技術(shù)里的一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，中本聰白皮書里把block和chain連一起的時候也只是a chain of blocks 。隨著以太坊去中心化計算機(jī)的概念提出來，很多人開始把以太坊稱作區(qū)塊鏈2.0，而比特幣被歸到了區(qū)塊鏈1.0。至于區(qū)塊鏈3.0，市場上為了搶奪區(qū)塊鏈3.0的冠名權(quán)打的不可開交，沒準(zhǔn)會是DAG。

DAG(Directed acyclic graph)，有向無環(huán)圖，是計算機(jī)領(lǐng)域一個常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因為獨特的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所帶來的一些特性，經(jīng)常被用到處理動態(tài)規(guī)劃，導(dǎo)航中尋求最短路徑，數(shù)據(jù)壓縮等場景中。

第一次提出DAG跟區(qū)塊鏈結(jié)合是在Nxt社區(qū)，可以發(fā)現(xiàn)DAG最初出現(xiàn)就是為了解決區(qū)塊鏈的效率問題。比特幣的效率一直比較低，基于工作量證明共識下的出塊機(jī)制是一個原因，由于鏈?zhǔn)降拇鎯Y(jié)構(gòu)，整個網(wǎng)絡(luò)中同時只能有一條鏈，導(dǎo)致出塊無法并發(fā)執(zhí)行。社區(qū)有人提出DAG的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來存儲區(qū)塊，這個時候更多還是類似側(cè)鏈的解決思路，不同的鏈條存儲不同類型的交易，這樣降低出現(xiàn)雙花的可能，在之后某個節(jié)點需要合并的時候，幾個分支再歸并到一個區(qū)塊。

簡單介紹下，目前比特幣區(qū)塊鏈存儲結(jié)構(gòu)如下，每個區(qū)塊存儲著當(dāng)前時間段所有的交易，礦工一直在拼命爭奪某個時段交易的打包權(quán)利，把當(dāng)前時間段所有的交易打成一個區(qū)塊。目前比特幣網(wǎng)絡(luò)平均出塊時間在10分鐘。

比特幣區(qū)塊鏈存儲結(jié)構(gòu)

而Nxt社區(qū)提出，改變區(qū)塊的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，變成區(qū)塊DAG。在區(qū)塊打包時間不變的情況下，網(wǎng)絡(luò)中可以并行的打包N個區(qū)塊，網(wǎng)絡(luò)中的交易就可以容納N倍。

Nxt社區(qū)提出的DAG of blocks

發(fā)現(xiàn)這個時候DAG跟區(qū)塊鏈的結(jié)合還是停留在側(cè)鏈的思路，不同類型的交易可以并行在不同的鏈條進(jìn)行，達(dá)到提升性能的目的。這時候的DAG還是有區(qū)塊的概念。

我們發(fā)現(xiàn)不管是最近異軍突起的ITC，風(fēng)頭正盛的IOTA，還是備受矚目的Byteball，都提出了blockless無區(qū)塊的概念。不管是比特幣還是以太坊，我們總會提到出塊速度這樣的概念，比特幣每十分鐘才出一個塊，6個出塊確認(rèn)就要一個小時，以太坊好很多，但是出塊速度也要十幾秒。為什么一定需要區(qū)塊呢？

15年社區(qū)有提出DAGCoin的概念，DagCoin: a cryptocurrency without blocks。這里把區(qū)塊和交易融合到了一起。我們回想下比特幣網(wǎng)絡(luò)中區(qū)塊和交易的概念，很多筆交易先打包到區(qū)塊中，區(qū)塊和區(qū)塊之間通過prehash來維護(hù)全網(wǎng)的交易順序。而DAGCoin的思路，讓每一筆交易直接參與維護(hù)全網(wǎng)的交易順序。這樣交易被發(fā)起后直接跳過打包區(qū)塊的階段，直接融入全網(wǎng)，如此達(dá)到所謂的blockless效果。這樣確實連打包交易出塊的時間都省去了，如前文提到的，DAG最初跟區(qū)塊鏈的結(jié)合就是為了解決效率問題，現(xiàn)在不用打包確認(rèn)，交易發(fā)起后直接進(jìn)入確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)，理論上效率自然提高很多。

自此，以blockless獨樹一幟的DAG區(qū)塊鏈雛形基本形成。又以IOTA和Byteball在市場上的表現(xiàn)最為耀眼，而近期最吸睛的，無疑是以黑馬之姿亮相市場的ITC。

DAG系的區(qū)塊鏈有些概念很有趣，了解這些概念更容易理解DAG技術(shù)。

1 從概率的角度來看雙花問題

在比特幣網(wǎng)絡(luò)中，通過UTXO模型，一個用戶對自己可以解鎖的UTXO只能發(fā)起一次轉(zhuǎn)賬，如此解決雙花問題。比特幣白皮書中也有提到，有可能多個礦工會同時解決哈希難題，獲得同一時間段的交易打包權(quán)就是出塊權(quán)，會有臨時分叉的可能性。從這個角度來看，比特幣網(wǎng)絡(luò)中所謂的"global ledger state"也是一個不確定的狀態(tài)。某一筆交易狀態(tài)的確認(rèn)是由其后掛靠交易的數(shù)量決定的，其后掛靠的交易越多，交易狀態(tài)回滾的概率越低，這筆交易越安全。

2 網(wǎng)絡(luò)寬度

IOTA的tangle網(wǎng)絡(luò)

DAG網(wǎng)絡(luò)一個重要的問題就是解決網(wǎng)絡(luò)寬度，DAG網(wǎng)絡(luò)中，每筆交易被確認(rèn)，需要鏈接到已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)中存在的并且比較新的交易，如果都選擇網(wǎng)絡(luò)中比較早的交易，會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)寬度過寬，新的交易難以得到確認(rèn)。理想的狀態(tài)是，新的交易發(fā)起時，選擇網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)存在的并且比較新的交易做鏈接確認(rèn)，這樣網(wǎng)絡(luò)的寬度保持在一定范圍，能讓新的交易有足夠快的確認(rèn)時間。

那么DAG究竟有哪些特點，居然讓ITC市值快速攀升，上線僅一個月價格漲幅一度超過552%。

1.交易速度快

如上文提到，由于DAG摒棄了區(qū)塊概念，交易直接進(jìn)入全網(wǎng)中，所以交易速度預(yù)期比基于pow和pos的需要出塊的區(qū)塊鏈會快不少。

2.無需挖礦

DAG把交易確認(rèn)的環(huán)境直接下放給交易本身，無需由礦工打包成區(qū)塊后同意交易順序。所以DAG網(wǎng)絡(luò)中沒有礦工的角色。

3.極低手續(xù)費

在DAG網(wǎng)絡(luò)中，不會出現(xiàn)類似比特幣和以太坊因為礦工的激勵機(jī)制帶來的價格競爭。適合小額高頻交易。

作為國內(nèi)首個基于DAG結(jié)構(gòu)的區(qū)塊鏈項目，ITC的發(fā)展已經(jīng)引起了很多關(guān)注，目前已吸引FBG、連接資本、ChainFunder等眾多專注區(qū)塊鏈技術(shù)的專業(yè)投資機(jī)構(gòu)，相信接下來對DAG的技術(shù)討論也會變多。從技術(shù)角度來看，DAG給我們提供了完全不一樣的區(qū)塊鏈實現(xiàn)，高性能和無手續(xù)費這些點確實引人注目。隨著社區(qū)對DAG技術(shù)的進(jìn)一步完善和發(fā)展，也許，DAG會是真正的區(qū)塊鏈3.0呢。